Диссертация (Оценка экономической эффективности строительства и технического перевооружения железнодорожной инфраструктуры с применением инновационных решений), страница 12

Период времени, через который негативноесобытие может наступить, взят по результатам испытаний на Экспериментальномкольце АО «ВНИИЖТ» с грузонапряженностью 300 млн. т. брутто в год.Таблица 2.2 – Вероятность появления рисков и стоимость их устранения длябезбалластного пути на земляном полотне*Наименование рискаТехнологические ошибки при укладкеОсадка бетонной плиты до 20 мм(устраняется в узле скрепления)Осадка бетонной плиты более 20 мм(осадка земляного полотна)Осадка переходного участкакаждые 5 летСтоимостьустраненияна 1 км,руб.500000каждые 3 года60000каждые 20 леткаждые 3 года780000080000Времявозникновения,летВероятностьпоявления, %30407095*- по данным [110]Таблица 2.3 – Вероятность появления рисков и стоимость их устранения длябезбалластного пути на эстакадеНаименование рискаОсадка бетонной плиты до 20 мм(устраняется в узле скрепления)Осадка переходного участка*- по данным [110]ВремяСтоимостьВероятностьвозникновения, устранения,появления, %летруб.каждые 3 годакаждые 3 года6000080000309575Расчет стоимости жизненного цикла безбалластного пути в части стоимоститекущего содержания следует дополнить значениями, которые получаютсяумножениемвероятностипоявлениянегативногособытиянастоимостьликвидации этого события в определенный год эксплуатации безбалластногопути.Существенные риски состоят в том, что безбалластное верхнее строениепути более требовательно к соблюдению технологии строительства в частисоставабетонныхсмесейиподготовкиоснования.Крометого,припроектировании необходимо учесть подвижность «слабых» оснований иизменение демпфирующих свойств полимерных материалов при колебаниитемпературы [79].Деформативность земляного полотна — это один из основных рисков приэксплуатации безбалластного верхнего строения пути.

Он может быть связан снедостаточным качеством материалов и качеством производства работ, а также сприродными и техногенными факторами [108].Существенно снизить этот риск может применение пути на эстакадах.Превышение стоимости пути на эстакаде по сравнению с путем на земляномполотне может быть скомпенсировано возможностью использования земельныхплощадей под эстакадой, и как следствие сохранением существующей илиналаживанием дополнительной социальной инфраструктуры [90, 91, 135].Еще один аспект, влияющий на стоимость жизненного цикла - это величинаденежных средств, которые необходимо вложить единовременно в строительствобезбалластного пути по сравнению со стоимостью денежных средств, которыебудут потрачены на ремонт балластного пути, но в более отдаленные сроки, когдаужеможнобудетвкладыватьсредства,полученныеотэксплуатациипостроенного железнодорожного пути.В рамках реализации проектов по строительству новых железнодорожныхлиний, капитальные вложения в верхнее и нижнее строение пути составляютпорядка 70% от общей суммы инвестиций в инфраструктурную часть проекта.При этом важен и тип варианта нижнего строения пути.

Процентное соотношение76стоимости верхнего строения пути на земляном полотне и на эстакаде показано нарисунках 2.1 и 2.2 [88].ВСП:20%Эл.:7%СЦБ:3%ЗП:70%Земляное полотноСЦБ и связьЭлектрификацияВерхнее строение путиРисунок 2.1. – Соотношение стоимости элементов пути на земляном полотнеВСП:10%Эл.:7%СЦБ:3%Эст.:80%ЭстакадаСЦБ и связьЭлектрификацияВерхнее строение путиРисунок 2.2. – Соотношение стоимости элементов пути на эстакадеСледует отметить, что риски эксплуатации пути на балласте составляют 510 % от стоимости текущего содержания, для безбалластного пути на земляномполотне это 20-25 %, а для безбалластного пути на эстакаде 3-7 %.

Из анализа77вероятности возникновения рисков и стоимости ликвидации последствий следует,что наибольшая вероятность увеличения затрат на эксплуатацию пути приходитсяна вариант безбалластного пути на земляном полотне.2.2. Методический подход к анализу особенностей, экономическихпреимуществ и недостатков инновационных вариантов путевойинфраструктурыОдной из главных особенностей рассматриваемого варианта путевойинфраструктурного является его малообслуживаемость при работе в пути, этоведет к сокращению приведенных затрат, в связи со снижением предоставления«окон» на текущее содержание и затрат материалов. За счет использованиябезбалластного пути повышается сопротивление сдвигу пути в поперечномнаправлении, что, безусловно, является значительным преимуществом прирешении проблем, связанных с температурным выбросом пути, что также можетпредставлять серьезные экономические потери.

На рисунке 2.3 отраженыосновные, экономически-оправданные, преимущества и тенденции развитиябезбалластногопути,определяющиеегодальнейшиеперспективыиспользовании на эстакаде [92, 128, 134, 136].Рисунок 2.3 – Социально-экономические преимущества использованиябезбалластного верхнего строения пути на эстакадепри78Согласно работе [25, 26], в которой выделяется различные типы инноваций,выделено соответствие данных инноваций и инновационных инфраструктурныхтехническихсредств.Рассматриваяразвитиеинфраструктурыпотакимпараметрам, как, грузонапряженность и скорость движения построен графикпотенциального развития традиционного варианта верхнего строения пути иинновационного – подразумевающего под собой безбалластное верхнее строениепути и эстакады [40, 129].

Соответственно, традиционное верхнее строение путиболее адаптировано к различный условиям эксплуатации и имеет необходимыйресурс для дальнейшего роста нагрузки (т/ось), тогда как безбалластное верхнеестроение пути ориентировано на значительное увеличение скорости движения.Определяя вектор развития традиционного варианта пути и безбалластного путиследует выделить три зоны: тяжеловесного движения, улучшающих инноваций,прорывных инноваций (рисунок 2.4).Рисунок 2.4 – Экономически-предпочтительные зоны инфраструктурных решенийна железнодорожном транспортеВ контексте экономического анализа инновационной варианта путевойинфраструктуры с учетом ее технических особенностей целесообразно провести79сравнение безбалластного пути и традиционного пути, и выявить основныепреимуществаинедостатки.Сравнительныйанализтрадиционногоибезбалластного пути приведен в таблице 2.4.Таблица 2.4 – Сравнение экономически значимых параметров путиПуть наБезбалластныйбалластепутьНизкие капитальные затраты на строительство+−Низкие затраты на текущее содержание−++−−+−++−+−−+Свойство вариантов путевой инфраструктурыМинимизация затрат на восстановление пути послеЧСУстойчивость бесстыкового путиМалообслуживаемость (влияние на периодичностьи стоимость ремонтов и текущего содержания)Эколого-экономические преимущества от гашенияшума и вибрацийВозможность значительной регулировки геометриирельсовой колеиУдобствоприменениянаискусственныхсооружениях и в стесненных условиях (мосты,тоннели, эстакады)Из таблицы 2.4 видно, что безбалластный путь имеет преимущество в частиэксплуатации на мостах, эстакадах и в тоннелях, а так же характеризуетсяудобством монтажа.

Путь на жестком основании предпочтителен из-за низкихзатрат на текущее содержание и малообслуживаемости. Путь на балласте имеетнизкие затраты на строительство и более универсален для различных условийэксплуатации и в части восстановления после чрезвычайных ситуаций, кроме тогоон имеет лучшие параметры по гашению шума и вибрации. А устойчивостьбесстыкового пути на безбалластном варианте к температурному выбросу имеетособое значение на участках применения вихретоковых тормозов, приводящих кдополнительному нагреву рельсовых плетей [10, 85, 96].80Классификация безбалластного путиВ настоящее время по всему миру используются различные вариантыбезбалластного пути.

Несмотря на их большое количество, существующиебезбалластные системы пути можно разделить на две основные категории:элементы пути с точечным (дискретным) опиранием рельсов на монолитноеоснование и полное опирание рельсовых нитей на всем протяжении монолитногооснования. Так же, ввиду различия в технических решениях, две категории можноразделить на две и четыре подкатегории соответственно (рисунок 2.5).

Наиболееполно различные виды безбалластного пути рассмотрены в работах [24,141].81Вариантыбезбалластного путиШпалы илиполушпалкипогруженные вбетонШпалы на основании изасфальто-бетонного слояБезбалластныеэлементызаводскогоизготовленияМонолитноеоснование на всемпротяженииATDShinkansenLawn Track RASENGLEISZüblinBTDöBB-PorrFFCHeitkampWalterSBVSatoIPA slab trackBESStedefFFYSCRTS I, II, IIIBTE slabWalloFFBS-ATS-SATOLVTGetracRhedaПолное опираниерельсовых нитейВстроеннаярельсовая системаОбжатие иподдержка рельсовна некоторомпротяженииINFUNDO-EDILONCocon TrackBöglHochtief/SHRECKMIEVES/LONGOBBERSGrooved rail sys.Deck-TrackVanguard&KESdesignsSFFPACTSAARGUMMIРисунок 2.5.

– Классификация безбалластного пути**- составлено автором с использованием источников [32, 140, 141].82Современноеразвитиебезбалластногопутинаотечественныхжелезных дорогахОдним из наиболее массово и серийно выпускаемых безбалластныхрешений пути является железобетонная плита БМП (безбалластное мостовоеполотно).

Плиты БМП применяются на металлических пролетных строенияхэксплуатируемых и вновь строящихся железнодорожных мостов, в районах срасчётной сейсмичностью не более 7 баллов, расположенных на прямых участкахпути с уклоном не более 0,008.Часть безбалластных вариантов пути, представленных на рисунке 2.5, насегодняшний день представлена в России. Локализацию получил вариант путевойинфраструктуры LVT (установлена в тоннелях №5 и 6 в г. Сочи) компании«Sonneville». Участок пути Тосно – Саблино (протяженность ≈1 км) выполнен потехнологии RHEDA 2000, компании RailOne.

Так же, опытные участки уложенына экспериментальном кольце ОАО «ВНИИЖТ» на ст. Щербинка. Среди них:RHEDA 2000, Max Bögl, Tines, Altstom и LVT [93].Исследования, связанные с усовершенствованием, экспериментами иизучением безбалластного пути входят в число самых передовых научныхизысканий в области транспорта и железнодорожного строительства.