Admin

Важный резерв пропускной способности линий

ГЛЮЗБЕРГ Б.Э., АО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»), докт. техн, наук, ТИТАРЕНКО М.И., АО «ВНИИЖТ», канд. техн, наук

Аннотация. Рассмотрен вариант использования резервов повышения скоростей движения по сочетаниям стрелочных переводов с целью увеличения пропускной способности горловин станций. Приведены результаты динамической и эксплуатационной работы стрелочных переводов при повышенных скоростях движения на примере горловины одной из станций Московской железной дороги.
Ключевые слова: сочетания стрелочных переводов, требования к установлению скоростей, испытания, резервы повышения скоростей, практический опыт использования резервов.

Пропускная способность линий определяется конструкциями и состоянием технических средств путевой инфраструктуры. Стрелочные переводы как наиболее сложные и важные элементы верхнего строения пути оказывают существенное влияние на параметры и возможности перевозочного процесса [1, 2].
В практике эксплуатационной работы скорости движения по стрелочным переводам часто ограничивают пропускную способность горловин станций, отрицательно влияя на эффективность организации движения поездов. Связано это с тем, что на сочетаниях (комбинациях) стрелочных переводов подвижной состав на коротких участках резко изменяет направление своего движения. При этом возникают дополнительные динамические и кинематические воздействия на путь, которые могут превышать допустимые величины. В связи с этим скорость подвижного состава при проследовании по горловинам станций приходится ограничивать.
На сети дорог встречаются разнообразные сочетания стрелочных переводов, которые принципиально отличаются расположением стрелочных кривых смежных переводов — могут быть односторонними и разносторонними. Отсюда и скорости движения по ним могут отличаться, исходя из соблюдения динамико-кинематических критериев [3].
Практический анализ конструктивных особенностей стрелочных переводов, используемых в составе путевого развития станционной инфраструктуры, выявил основные направления возможностей увеличения скоростей движения, которые могут быть реализованы без реконструкции станций. Скорости могут быть повышены по конкретным сочетаниям стрелочных переводов с учетом фактической геометрии горловины [4].
Лабораторией «Стрелочное хозяйство» ВНИИЖТа разработан метод анализа и с его помощью рассмотрена кинематика проследования подвижного состава по различным видам сочетаний стрелочных переводов, имеющих место на сети ОАО «РЖД». Подверглись изучению типовые варианты размещения переводов, а также случаи нетиповой укладки с отклонениями от нормативов, вызванной стесненными условиями. При этом были выявлены резервы повышения скоростей — установлено, что скорости могут быть увеличены на 15 км/ч по ряду сочетаний стрелочных переводов, а отдельные виды сочетаний позволяют поднять скорость вплоть до конструкционных значений для одиночных переводов данного типа и марки.
Соблюдение динамико-кинематических критериев при движении поездов по сочетаниям стрелочных переводов порождают обязательные ограничения [5] и требования, которые являются необходимыми, но не достаточными. Кроме критериев динамики при назначении скоростей движения должны быть также учтены требования прочности элементов пути [6].



Для апробации разработанной методики и подтверждения целесообразности ее применения были проведены динамико-прочностные и эксплуатационные испытания на станции Александров I Московской дороги. На рис. 1 и 2 показаны два вида сочетаний, на которых проводились исследования.
Стрелочные переводы проекта 2750 первого сочетания эксплуатируются без прямой вставки между ними, что не соответствует вариантам, рекомендованным нормативной документацией. Во втором сочетании переводы (также проекта 2750) находятся в составе съезда с междупутьем 4,3 м. В обоих случаях следование подвижного состава по ответвлению происходит по S-образным кривым. До испытаний скорость движения по рассматриваемым сочетаниям переводов была установлена 25 км/ч.
При проведении динамико-прочностных испытаний стрелочные переводы были оборудованы измерительными системами, позволяющими фиксировать параметры напряженно-деформированного состояния конструкций, а также силовых воздействий от подвижного состава на рельсовые элементы. Одновременно с записью динамических процессов в конструкции стрелочного перевода фиксировались показатели кинематики перемещения подвижного состава с помощью измерителей ускорений кузовов вагонов над шкворнем и в их средней части.
Испытательный поезд включал в себя десять полувагонов с нагрузками до 235 кН/ось и пассажирский цельнометаллический вагон. В качестве локомотивов использовали маневровые тепловозы ЧМЭ 3. Испытания проходили при скоростях 25, 40, 50 и 56 км/ч. Результаты обработки полученных данных представлены в табл. 1 и 2.

В таблицах приведены максимальные наблюденные значения представленных параметров в кузове пассажирского цельнометаллического вагона и грузовых полувагонов (груженого и порожнего). Результаты испытаний показали, что при скоростях движения испытательного поезда до 40 км/ч на обоих сочетаниях показатели силового воздействия, упругие перемещения рельсовых элементов и динамико-кинематические характеристики не превышают допускаемых величин, типичных для стабильно работающих стрелочных переводов. Кромочные напряжения в подошве остряков не превышали 275 МПа, рамных рельсов и рельсов переводных кривых — 240 МПа, в подошве литой части сердечников крестовин — 110 МПа, в контррельсах — 330 МПа.
В целом полученные результаты позволили поставить вопрос о повышении скоростей движения на исследуемых сочетаниях стрелочных переводов до 40 км/ч. После реализации данного предложения были проведены эксплуатационные испытания с целью проверки возможности длительной эксплуатации горловины станции с такими скоростями движения и определения возможных дополнительных затрат на текущее содержание переводов при повышенном воздействии на них.

Проверка подтвердила возможность эксплуатации горловины при скоростях поездов до 40 км/ч, однако более интенсивное воздействие на переводы, возникающее за счет увеличения скорости, привело к росту объема работ по регулировке ширины колеи на 10—15 %. Кроме уширения колеи по боковым путям переводов зафиксировано увеличение бокового износа рельсовых элементов, а также рост поражения подкладок с подушками (на стрелке) и подкладок с упорками (в контррельсовом узле) дефектами в виде трещин и изломов. Целесообразно в дальнейшем выполнить комплекс исследований по уточнению норм устройства и содержания ширины колеи стрелочных переводов с учетом схемы их укладки.
Общие результаты проделанной работы могут быть выражены следующим образом:
на рассмотренных сочетаниях стрелочных переводов показатели динамики и кинематики подвижного состава позволяют реализовывать скорости до 40 км/ч;
воздействие подвижного состава на сочетания стрелочных переводов при повышенных скоростях движения не вызывает остаточных деформаций, лимитирующих условия работы переводов, однако требует дополнительных расходов (10—15 %) на их обслуживание.

Параллельно с этими исследованиями ВНИИЖТом был выполнен анализ других возможностей повышения скоростей движения в горловинах станций без их реконструкции. В частности, поднять скорости в горловинах можно за счет укладки стрелочных переводов, взаимозаменяемых с типовыми, но с увеличенными радиусами стрелочной кривой, что достигается применением криволинейных крестовин. Технологические и производственные возможности у российских производителей стрелочной продукции по выпуску таких переводов есть — они могут быть разработаны и поставлены на производство в короткие сроки. Возникающие при этом особенности в эксплуатационной работе, связанные с «разунификацией» правых и левых стрелочных переводов, могут быть скомпенсированы своевременной поставкой запасных частей.
Помимо этого возможно повышение скорости на ответвление по стрелочным переводам марки 1/11 до 60 км/ч, но это потребует реконструкции горловин. Однако при правильном планировании маршрутов движения ускоренных поездов объем работ будет небольшим, так как теоретическая длина таких переводов отличается от длины типовых лишь на 15 %.

Список источников

1. Шишкина И.В. Статистика и контроль качества стрелочной продукции // Путь и путевое хозяйство. 2022. № 9. С. 32-33.
2. Королев В.В. Совершенствование системы учета дефектов элементов стрелочных переводов // Путь и путевое хозяйство. 2016. № 7. С. 14—16.
3. Глюзберг Б.Э. Геометрия стрелочных кривых и способы ее оценки // Путь и путевое хозяйство. 2020. № 6. С. 19—23.
4. Glyuzberg В., Kogan A., Titarenko М. Allowable speeds along railroad switches upon their various layouts // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019. Vol. 8, Iss. 7. P. 2282—2286.
5. Динамическое воздействие вагонов, имеющих колесные пары с тонкими гребнями, на стрелочные переводы / Б.Э. Глюзберг, М.И. Титаренко, Е.А. Тимакова, А.А. Савченко, С.В. Кузнецов, А.М. Калачев // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2020. Т. 79, № 4. С. 202-208.
6. Титаренко М.И. Модернизированный стрелочный перевод марки 1/6 // Путь и путевое хозяйство. 2016. № 6. С. 13—15.

AN IMPORTANT RESERVE FOR INCREASING LINE CAPACITY

Glyuzberg Boris — D. Sci., professor, Head of laboratory «Track and track faciliter», JSC «Research Institute of Railway transport» (JSC «VNIIZHT»). Moscow, Russian Federation. Glusberg@mail.ru
Titarenko Michail — Ph. D., Leading researcher, JSC «Research Institute of Railway transport» (JSC «VNIIZHT»). Moscow, Russian Federation.
Abstract. The results of the practical use of the reserves for increasing the speed of movement by combinations of turnouts in order to increase the capacity of the station necks are presented. The results of the operational work of turnouts at high speeds are given, using the example of the neck of one of the stations of the Moscow Railway.
Keywords: combinations of turnouts, requirements for setting speeds, tests, reserves for increasing speeds, practical experience in using

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК