ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

В статье выполнен анализ загрязненности (частицами менее 25 и 0,1 мм) щебеночного балласта железнодорожного пути в зависимости от удаленности от Кузбасса по Транссибирской и Среднесибирской магистралям на 141 опытном участке. Также приводятся усредненные результаты влияния срока службы (пропущенного тоннажа) на уровень загрязненности балласта на участках с одинаковой удаленностью от Кузбасса.

Загрязненность балласта по Транссибирской магистрали с ростом удаленности (от 300 до 1 100 км) от мест массовой погрузки угля (Кузбасс) по I пути: для фракции менее 25 мм при 700-900 млн т в среднем снижается с 37 до 30 %, при 900-1 100 млн т - с 41 до 38 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 500 млн т -с 5,5 до 3,5 %; по II пути: для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - снижается с 36 до 33 %, при 1 1001 300 млн т - с 36 до 34 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 300 млн т - находится на уровне 3-5 %.

Уменьшение загрязненности балласта по Среднесибирской магистрали по I пути с ростом удаленности от Кузбасса (от 300 до 900 км): для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - с 35 до 32 %; для фракции менее 0,1 мм - с 9 до 6 %.

В данной статье рассмотрен вопрос использования композитных шпал на особогрузонапряженных участках Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры. Представлены результаты комплексной оценки опытного участка с уложенными композитными шпалами на основании данных, предоставленных различными структурными подразделениями Западно-Сибирской железной дороги. Анализ состояния шпал и участка пути в целом проводился посредством натурных осмотров и с использованием результатов оценки путеизмерительным вагоном в период с мая 2023 г. по июнь 2024 г. Для точной привязки графической диаграммы к физическому расположению каждой шпалы использовались результаты видеоконтроля.

Участок с уложенными композитными шпалами оценивался как по состоянию геометрии рельсовой колеи, так и по распределению трудозатрат на линейном участке. Каждая шпала рассматривалась в отдельности по основным параметрам геометрии рельсовой колеи. Наибольший объем работ по содержанию рельсовой колеи на участке с композитными шпалами приходится на весенний период. За весь анализируемый период была выявлена одна неисправность по сужению рельсовой колеи, после регулировки ширины колеи данное отступление не повторялось.

В ходе исследования была разработана опытная технологическая карта работы по замене железобетонной шпалы на композитную. Выполнен хронометраж времени и зафиксированы основные проблемные места в производстве данной работы. Проведен расчет затрат труда на выполнение работ по замене шпал в зависимости от технологии и вида шпал и скреплений. За время эксплуатации композитных шпал продолжительностью один год в рамках текущего содержания участка железнодорожного пути явных трудностей в их эксплуатации, а также дефектов композитных шпал не обнаружено.

В статье представлена оценка остаточного ресурса железобетонных шпал с истекшим первым сроком службы, для проведения которой были выбраны участки особогрузонапряженных направлений ЗападноСибирской железной дороги за период 2014-2023 гг. с наработкой тоннажа более 1 000 млн т на момент проведения капитального ремонта.

Проведена оценка годности железобетонных шпал, демонтированных с участков Транссибирской (43 участка: I путь - 31 шт.; II путь - 12 шт.) и Среднесибирской магистралей (32 участка: I путь - 28 шт.; II путь - 4 шт.) ЗСДИ для повторного применения. Для этих участков были рассмотрены ведомости переборки старогодной путевой решетки с железобетонными шпалами Ш1 для промежуточных рельсовых скреплений типа КБ65, проводимой на базе ряда путевых машинных станций ЗСДРП.

Получены зависимости изменения доли годности железобетонных шпал Ш1 с отечественной схемой армирования (44 * 3 мм) от продолжительности их первого срока службы (1 000 - 1 600 млн т) в особогрузонапряженных условиях.

Определена средняя доля годности железобетонных шпал: по Транссибирской магистрали средний процент годности железобетонных шпал составил для I пути - 67,4 %, для II пути - 59,5 % при средней наработке тоннажа около 1 250 млн т; по Среднесибирской магистрали - для I пути - 59,3 % и для II пути 79 % при средней наработке тоннажа около 1 280 млн т.

Рассчитана средняя интенсивность снижения годности железобетонных шпал: по Транссибирской магистрали для I пути - 4-7 % на 100 млн т в интервале 1 100-1 400 млн т; по Среднесибирской магистрали для I пути - 4-5 % на 100 млн т в интервале 1 300-1 600 млн т.

В статье приведены результаты исследований несущей способности, трещиностойкости и выносливости железобетонных шпал со стержневым армированием, которые изготовлены по итальянской автоматизированной технологии OLMI. Рассчитаны два типа шпал: Ш3-Д 4*10 и Ш3-ДПГ 4*10. Шпалы Ш3-ДПГ 4*10 отличаются от шпал Ш3-Д 4*10 дополнительным косвенным армированием в торцевой части сечения в виде спиралей на концах арматуры и зачеканенными бетонным раствором торцевыми отверстиями. При этом класс бетона по прочности на сжатие у шпал Ш3-Д 4*10 принят не менее В55, а у шпал Ш3-ДПГ 4*10 - не менее В60.

Расчет несущей способности выполнен согласно методу расчета изгибаемых элементов любых форм сечений, направлений действия внешнего момента и любом армировании по общему случаю расчета нормальных сечений изгибаемых элементов. Специфика работы железобетонных шпал под нагрузкой требует обязательного расчета на трещиностойкость и выносливость, поскольку воздействие на шпалу многократно повторяющейся нагрузки вызывает значительный перепад напряжений в бетоне или в растянутой арматуре при большом числе циклов в течение эксплуатационного периода.

По результатам проведенных расчетов определено, что увеличение класса бетона по прочности на сжатие с в55 до В60 практически не влияет на трещиностойкость и несущую способность, а значит не приведет к уменьшению дефектности железобетонных шпал со стержневым армированием на грузонапряженных участках Среднесибирской магистрали.

Обеспечение стабильности геометрии рельсовой колеи является неотъемлемой частью текущего содержания железнодорожного пути. На выправку пути приходится треть от всех трудозатрат на дистанции пути, состояние геометрии рельсовой колеи влияет на уровень безопасности движения поездов и определяет оценку эффективности работы структурного подразделения. Выправка пути по уровню, в плане и профиле осуществляется как вручную бригадой монтеров пути, так и за счет работы машинного комплекса в рамках планово-предупредительной выправки пути. В условиях дефицита рабочих кадров встает закономерный вопрос о снижении затрат труда путем машинизации основных технологических процессов по содержанию пути.

В данной работе представлены результаты исследования по анализу зависимости периодичности планово-предупредительной выправки и состояния геометрии рельсовой колеи, в том числе с учетом потребных трудозатрат на выправку пути вручную. Для анализа выбраны участки Среднесибирского хода с величиной пропущенного тоннажа от 300 до 1 200 млн т, с разной периодичностью проведения машинной выправки. Для обработки исходных данных использовался язык программирования Python, что позволило автоматизировать процесс расчета потребных трудозатрат на выправку пути вручную. В статье приведены зависимости трудозатрат на содержание пути от величины пропущенного тоннажа с учетом периодичности планово-предупредительной выправки. Определена степень эффективности выправки пути машинным комплексом в зависимости от величины пропущенного тоннажа и количества выправок. Отмечено, что в условиях дефицита рабочих кадров для назначения планово-предупредительной выправки рационально использовать дополнительный критерий - величину трудозатрат на выправку пути, так как этот параметр напрямую отражает трудоемкость содержания рельсовой колеи на линейном участке.