Диссертация (792833), страница 15
Текст из файла (страница 15)
При современном положениимаксимальноедавлениерельсанашпалусоставляет0,5отосевого.Максимальные давления шпалы на балласт в этом случае в 1,45 раза выше.111Настолько же выше изгибные напряжения в рельсе. Известно, что темпнакопления остаточных деформаций балластного слоя зависит от максимальныхнапряжений в третьей – четвертой степени, что равно в нашем случае:1,453 = 3,04Полученнаяоценкаподтверждаетсястатистическимиданными–деформации подрельсового основания в Казахстане примерно в 3.5 раз выше, чемв странах дальнего зарубежья, где достигнута солидарная работа элементов пути.В этих странах число работающих на 1 км пути примерно в 10 раз меньше, чем вКазахстане.
Поэтому достижение солидарной работы всех элементов пути подпоездами чрезвычайно эффективно. Основные технические, экономические иэксплуатационные характеристики семь видов промежуточных рельсовыхскреплений КБ-65 и Vossloh W-14, Pandrol Fastclip и ЖБР65- Ш, КПП-5, ЖБР-65,ЖБР65-М для железобетонных шпал, применяемых на железных дорогахКазахстанапредставлены в таблице 1.1 Все пружинные скрепления КПП-5,Vossloh W-14, ЖБР65- Ш иЖБР-65, ЖБР65-М имеют ряд преимуществ посравнению с жестким подкладочным скрпелением КБ-65. Масса металлическихэлементов скрепления ЖБР-65 Ш меньше КБ-65 на 19,9т/км (42%), КПП-5- на30,1 т/км (66%), Vossloh W-14 – на 35,2т/км (76%). Количество деталей на однушпалу у скрепления ЖБР65- Ш меньше КБ-65 на 14 элементов, КПП-5 на 32элемента, Vossloh W-14 – на 28 элементов.В настоящее время на магистральных и станционных путях АО «НК»Казахстан Темир Жолы» используются пять основных типов пружинныхпромежуточных рельсовых скреплений на железобетонных шпалах КПП-5,Pandrol Fastclip, Vossloh W-14, ЖБР65- Ш и ЖБР-65.
Произведена техникоэкономическая оценка этих ПРС, применяемых в Казахстане по ценам 2017г,один рубль (1 руб.) составляет пять тенге сорок семь тиынов (5 тенге 47 тиынов).Цена одной железобетонной шпалы, укомплектованной скреплениями типа КБ65, КПП-5, Pandrol Fastclip, Vossloh W-14 и ЖБР-65 на заводе «Магнетик» наянварь 2017г. составляет в среднем около 7000 тенге. Стоимость одного112километра рельсошпальной решетки звеньевого пути, за вычетом стоимостирельсов Р65 и стыковых скреплений, для прямого участка составляет:- со скреплениями КБ-65-1840 шпал х18375 тенге =33 млн.810 тыс.тенге;- со скреплениями Vossloh W-14 – 1840 шпал х 16000 тенге = 29 млн.440тыс.тенге;- со скреплениями Pandrol Fastclip – 1840 шпал х 15469 тенге =28 млн.463тыс.тенге;- со скреплениями КПП-5 – 1840 шпал х 14938 тенге = 27 млн.486 тыс.тенге;- со скреплениями ЖБР65- Ш -1840 шпал х 14563 тенге = 26 млн.796тыс.тенге;- со скреплениямиЖБР65-М – 1840 шпал х14188 тенге = 26 млн.106тыс.тенге;- со скреплениями ЖБР-65 -1840 шпал х 13625 тенге = 25 млн.070 тыс.тенге;У скрепления КБ-65 максимальной стоимость рельсошпальной решетки наодин километр 33 млн.
810 тыс. тенге. Примем это значение за единицу. Тогда,уменьшение первоначальных затрат у других пружинных скреплений составит накилометр пути:- у скрепления Vossloh W-14 – на 4 млн. 370 тыс.тенге;- у скрепления Pandrol Fastclip – на 5 млн. 347 тыс.тенге;- у скрепления КПП-5 – на 6 млн.324 тыс.тенге;- у скрепления ЖБР65- Ш – на 7 млн.
014 тыс.тенге;- у скрепления ЖБР65-М – на 7 млн. 704 тыс.тенге;- у скрепления ЖБР-65 – на 8 млн.740 тыс.тенге;За 2017г. На АО «НК» КТЖ» средняя стоимость ремонта одного километра пути(скрепление КБ-65) составила:- средний ремонт – 17 млн.тенге;- планово-предупредительный ремонт- 6 млн.тенге.В соответсвии с исполнительными калькуляциями по ремонтам путиКомпании «Жол жондеушы» и разностью затрат на железобетонные шпалы соскреплениями КБ-65, ЖБР-65, КПП-5, Vossloh W-14, ЖБР65- Ш, иPandrol113Fastclip, стоимость капитального ремонта одного километра пути составляет(Таблица 4.3):Таблица 4.3 – Стоимость капитального ремонта одного километра путиСтоимостькапитального ремонта1 км.млн.тыс.тенге(руб.)22495Себестоимостьж.б.
шпалы соскреплением,млн.тыс.тенге33 81090002029029 44058 730 (31 125)Pandrol Fastclip84692000028 46356 932 (31 142)КПП-579381833527 48653 759 (29 406)ЖБР65- Ш75631738526 79651 744 (28 304)ЖБР65-М71881725026 10650 544 (27 648)ЖБР-6566251659225 07048 287 (26 413)Тип ПРССтоимостьПРСтыс.тенге/комплектЗатраты наукладкутыс.тенгеКБ-6511375Vossloh W-1467 680 (37 021)По экономическим характеристикам ПРС распологаются в следующемпорядке: КБ-65, Vossloh W-14, Pandrol Fastclip, КПП-5, ЖБР65- Ш.
Последние 6-7места у скреплений ЖБР65-М, ЖБР-65. На основании этих данных, можнопредложитьрациональнуюсферуприменения рассмотренных ПРС. Длясравнения расходов на укладку и текущее содержание пружинных рельсовыхскреплений ЖБР-65, КПП-5, Vossloh W-14 и ЖР65-М типовым КБ-65, наАлматинской железной дороге в сопоставимых условиях, были заложеныопытные участки (таблица.4.4).
Определим оптимальный вариант ПРС дляучастков Алматинской железной дороги.114Таблица 4.4- Характеристика опытных участковПараметр1.Тип промежуточныхрельсовых скреплений2. Грузонапряжённость, млн. ткм брутто/ км3. Скорость движения, км/ч4. Тип локомотива5. Конструкция пути6. Тип рельсов7. Род шпал8. Род балласта9.
Тип верхнего строения путиУчасток 1ЖетысуКапчагай1622 км.Участок 2ЖетыгенБайсерке1648 кмУчасток 3АксенгерЧемолган4035 кмУчасток 4АксенгерЧемолган4035ЖБР-65КПП-5Vossloh W-14ЖБР65-М1111272760ВЛ 80с6070сВЛ 80ВЛ 80сБесстыковаяР-65 ТЖелезобетонныеЩебёночныйТяжёлый70ВЛ 80сЭксплуатационные расходыПо данным АО «НК «КТЖ», на обновление балласта ежегодно расходуется всреднем около 20 тысяч тенге на 1 км пути в год.
При среднем сроке службыбалласте в межремонтный период 14 лет, экономия составит 56 тысячи тенге на 1км пути (4 тысячи тенге в год). При замене 6000 км пути со скреплением КБ-65 вКазахстане на пружинные скрепления, снижение затрат по балласту составит 24млн. тенге в год и продлит срок его службы на 2 года.При стоимости 1 км среднего ремонта пути около 15 млн. тенге, снижение затратсоставит порядке 3 млн.
тенге на 1 км пути за межремонтный период или 214тысяч тенге на 1 км пути в год, без учета коэффициента отдаления затрат.При средних затратах на текущее содержание бесстыкового пути по АО «НК«КТЖ» 4 млн.тенге на 1 км пути в год, экономия при скреплениях ЖБР65-Шсоставит 60 тысяч тенге, ЖБР-65 составит 120 тысяч тенге на 1 км пути в год безучета коэффициента отдаления затрат. По скреплениям КПП-5 и Vossloh W-14, засчет полного отсутствия подтяжки болтов, экономия составит 90 тысяч тенге на 1км пути.115Выводы по четвертой главе1.
Тип промежуточного рельсового скрепления значительно влияет наколичественныехарактеристикиоткликаконструкциипутинавибродинамическое воздействие подвижного состава. В качестве основныхкритериев количественной оценки вибродинамического воздействия подвижногосостава на путь с целью сравнения динамической работы пути с различнымитипамипромежуточных рельсовых скреплений рекомендуется приниматьпиковые и среднеквадратические значения виброперемещений и виброскоростейподошвы рельса в центре междушпального ящика и середине шпалы; в качестведополнительных – коэффициент затухания амплитуды виброскорости колебанийрельса по отношению к виброскорости колебаний шпалы и площади спектроввиброскорости колебаний рельса и шпалы в диапазоне частот до 20 Гц.2.
Внедрение предлагаемой методики вибродиагностики даст возможностьпроизводить экспресс-анализ состояния железнодорожного пути на участках сразличными типами рельсовых скреплений по динамическим параметрам ипозволит принимать наиболее оптимальные решения при планировании работ потекущему содержанию и ремонтам пути с учетом воздействия обращающегосяподвижного состава.3.
Оценочные критерии, полученные при проведении вибродиагностики ВСПна участках сопряжения пути с различными типами рельсовых скреплений,адекватно отражают техническое состояние ВСП и согласуются с балловойоценкой пути по результатам прохода путеизмерительного вагона.116ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертации решена актуальная научно-техническая проблема, связанная сразвитием исследований вибрации, возникающей в элементах верхнего строенияпути при вибродинамических воздействиях подвижного состава в зависимости оттипа промежуточного скрепления и его технического состояния по результатампрохода путеизмерительного вагона. Получены следующие результаты:1. Наибольшие СКЗ виброскорости на рельсе зафиксированы в пути соскреплениями ЖБР65- Ш, ЖБР-65 и ЖБР-65М (93,5, 92,15 и 90,00 мм/с,соответственно), при этом, оценка содержания геометрии рельсовой колеисоставляла 42, 58 и 48 баллов, соответственно.2.
Наибольшие СКЗ виброскорости на шпале получены в пути соскреплениями КПП-5 и ЖБР-65 (66,6 и 58,9 мм/с).3. Наименьшие СКЗ виброскорости на рельсе зафиксированы в пути соскреплением Pandrol Fastclip (41,39), при этом оценка содержания геометриирельсовой колеи составляла 39 баллов.4. Наибольшее затухание колебаний, а, следовательно, погашенной энергии,полученное как отношение площадей спектральных плотностей мощностиколебаний на рельсе и в середине шпалы, наблюдается в пути со скреплениямиPandrol Fastclip и Vossloh W-14 (соответственно, 3,08 и 3,80), коэффициентызатухания амплитуды виброскорости колебаний рельса по отношению квиброскорости колебаний шпалы (3,02 и 3,50) соответствуют отношениямплощадей спектров.5.
Получены закономерности изменения основных параметров вибрацииэлементов ВСП с увеличением скорости обращаемой поездной нагрузки иопределеныоценочныекритериирельсовогоскрепленияповыбораусловиямконструкциипромежуточноговибродинамическоговоздействияподвижного состава на ВСП.6. Подтверждено положение о том, что вибрация, возникающая в элементахВСПприпроходеподвижногосостава,значительнозависитоттипаиспользуемых ПРС. Основные параметры отклика элементов конструкции ВСП с117различнымитипамипромежуточныхрельсовыхскрепленийнавибродинамическое воздействие подвижного состава отличаются по амплитудночастотным характеристикам и демпфирующим свойствам.7.
Разработана методика вибродиагностики ВСП, основанная на анализепараметроввибрацииотобращаемойпроизводить сравнение конструкцийпоезднойнагрузки,позволяющаяВСП с различными типами ПРС попараметрам отклика его основных элементов (рельсов и шпал).8. Доказано, что установленные в процессе проведения вибродиагностикиоценочные критерии, позволяют осуществлять выбор наиболее оптимальноготипа промежуточного рельсового скрепления на участках их сопряжений.9.РазработаннуюметодикувибродиагностикиВСПрекомендуетсяприменять при оценке новых типов ПРС и при выборе типа скрепления дляконкретных эксплуатационных условий.10.Перспективойдальнейшейразработкитемыдиссертационногоисследования является расширение методики вибродиагностики на основеизмерений параметров вибрации элементов ВСП от обращаемой поезднойнагрузки, позволяющих производить сравнение конструкций ВСП с различнымитипами промежуточных рельсовых скреплений по параметрам отклика основныхэлементов пути (рельсов и шпал).118СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯВ настоящей диссертации применяются следующие обозначения исокращения:ВНИИЖТ–Акционернойобщество«Всероссийскийнаучноисследовательский институт железнодорожного транспорта»АО«НК»КТЖ–Акционерноеобщество«Национальнаякомпания«Қазақстан темір жолы»ВСП – верхнее строение путиПРС – промежуточные рельсовые скрепленияППФ – прямое преобразование ФурьеОПФ – обратное преобразование ФурьеБПФ – быстрое преобразование ФурьеСКЗ – среднее квадратическое значениеЦНИИ – центральный научно-исследовательский институт министерствапутей сообщенияs мгновенное значение виброперемещения;υ мгновенное значение виброскорости;а мгновенное значение виброускорения;sp пиковое значение виброперемещения;υp пиковое значение виброскорости;аp пиковое значение виброускорения;sе среднее квадратическое значение виброперемещения;υе среднее квадратическое значение виброскорости;ае среднее квадратическое значение виброускорения;V скорость движения подвижного состава;fп.s преобладающая частота спектра осциллограммы;fп.υ преобладающая частота спектра виброграммы;fп.а преобладающая частота спектра акселерограммы;119f i частота i-й формы колебаний;Дополнительные обозначения оговариваются в тексте диссертации по мереизложения.120ТЕРМИНЫВнастоящейдиссертациипримененыследующиетерминыссоответствующими определениями:мониторинг: Наблюдение, оценка и прогноз колебательного процессажелезнодорожного путиДиагностика – оценка динамических характеристик конструкции пути–Осциллограммаграфикамплитудно-временнойзависимостивиброперемещения.Виброграмма – график амплитудно-временной зависимости виброскорости.–Акселерограммаграфикамплитудно-временнойзависимостивиброускорения.Демпфирование вибрации – уменьшение вибрации вследствие рассеяниямеханической энергии.Коэффициентдетерминации – доля дисперсии зависимой переменной,объясняемая рассматриваемой моделью зависимости, то есть объясняющимипеременными.Регрессионный анализ – раздел прикладной статистики, изучающий связьмежду зависимой переменнойпеременными.и однойили несколькими независимыми121СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1 Шахунянц, Г.М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
