Особенности устройства, укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути на концевых участках рельсовых плетей и с их учетом разработка технических решений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.06, кандидат технических наук Дутаев, Хаважи Хамзатович

• Дутаев, Хаважи Хамзатович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дутаев, Хаважи Хамзатович

ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ В ТОМ ЧИСЛЕ - НА КОНЦЕВЫХ УЧАСТКАХ РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЕЙ.

1.1. Эксплуатационные особенности работы железных дорог России в сравнении с зарубежными.

1.2. О двух концепциях лежащих в основе методов расчета изменений напряженно-деформированного состояния железнодорожного пути.

1.3. Статическая концепция и практические ее следствия

1.4. Исходные данные для расчетов продольных сил и перемещений при статическом расчете.

1.5. Исходные данные для расчетов по определению напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути, основанных на «динамической теории», т.е. с учетом воздействия на путь поездов.

1.6. Анализ основных известных зависимостей напряженно-деформированного состояния коротких и длинных рельсов.

1.7. Особенности работы концевых участков бесстыкового пути с точки зрения статики.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОНЦЕВЫХ УЧАСТКОВ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ И ОПТИМАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ В УРАВНИТЕЛЬНЫХ ПРОЛЕТАХ.

2.1. Анализ разделов ТУ-2000, касающихся концевых участков бесстыкового пути.

2.2. Обоснование рекомендаций по устройству концевых участков бесстыкового пути.

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕКОМЕНДОВАННОГО УСТРОЙСТВА КОНЦЕВЫХ УЧАСТКОВ.

4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ НА КОНЦЕВЫХ УЧАСТКАХ РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЕЙ.

5 РЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РЕМОНТНЫХ РАБОТ В ПРЕДЕЛАХ КОНЦЕВЫХ УЧАСТКОВ И УРАВНИТЕЛЬНЫХ ПРОЛЕТОВ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности устройства, укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути на концевых участках рельсовых плетей и с их учетом разработка технических решений»

Бесстыковой путь на железных дорогах России появился в конце первой половины XX века в виде конструкции М.С. Боченкова - «Бесстыковой путь с саморазрядкой напряжений». Эта конструкция из-за её недостаточной надежности не нашла в дальнейшем применения. В 1956г. были уложены первые километры бесстыкового пути с сезонной разрядкой температурных напряжений. Такая конструкция бесстыкового пути также оказалась нежизнеспособной, поскольку нереально было требовать от дистанций пути выполнять ежегодно двукратное перезакрепление рельсовых плетей. Первый в СССР участок бесстыкового пути температуронапряженного типа без сезонных разрядок был уложен на Донецкой железной дороге. Стандартная длина рельсовых плетей долго (до 1991г.) ограничивалась 800 метрами. При этом часто на железных дорогах средняя длина рельсовых плетей не превышала 400м. Для того, чтобы бесстыковой путь был экономически выгоднее звеньевого, длина рельсовых плетей должна быть не менее 400м [20]. Чем длиннее рельсовые плети, тем эффективнее конструкция верхнего строения пути. В связи с этим усилия ученых-путейцев в последние годы были направлены на создание такой конструкции бесстыкового пути, в которой длина рельсовых плетей не была бы ограничена по максимуму. Примерно с 1976г. группа ученых в составе В.Я.Шульги, В.А. Лаптева (МИИТ), М.С. Боченкова, В.А. Грищенко (НИИЖТ), В.И. Новаковича, Г.И. Кобы, В.В. Ершова, Г.Г. Жулева (КИИТ), И.Я. Возненко, В.Ф. Сушкова (ХИИТ), С.С. Маторина (АиИИТ) и В.И. Матвецова (БелИИЖТ) разрабатывала конструкцию, систему и методы устройства, укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути с рельсовыми плетями неограниченной длины [62].

В 1983г. во Львове была проведена сетевая школа передового опыта по укладке бесстыкового пути с рельсовыми плетями длиной до перегона [34].

В 1984г. ЦП МПС были утверждены временные технические условия по укладке и содержанию бесстыкового пути с рельсовыми плетями длиной более 950м.

Только в 1991г. МПС были утверждены технические указания [54] (ТУ-91), в которых разрешалась укладка рельсовых плетей длиной до перегона. Однако тогда применение такой конструкции было не обязательно. В 1998г. МПС издается указание № 150-у, которым на линиях 1-го и 2-го классов запрещается укладка бесстыкового пути с уравнительными пролетами. В результате этого указания дорожные проекные организации стали в проектах капитального ремонта предусматривать укладку рельсовых плетей длиной до перегона, а путевые машинные станции (ПМС) стали сдавать капитально отремонтированные участки после замены инвентарных рельсов рельсовыми плетями длиной до перегона с вводом плетей в оптимальный температурный интервал. Термин - «оптимальная температура закрепления» - появился в 2000г. в последних утвержденных МПС Технических указаниях по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути [55].

Таким образом, в последние десятилетия стала укладываться такая конструкция бесстыкового пути, которая на перегоне имеет только два конца рельсовой плети.

Концевые участки и уравнительные пролеты - самые неблагополучные места конструкции бесттыкового пути, на которых происходит интенсивное накопление остаточных деформаций во всех элементах верхнего строения пути, из-за чего сохраняются межремонтные сроки и сроки службы рельсов, шпал, скреплений и балласта. Когда на перегоне уравнительных пролетов было по несколько десятков, в известной степени приходилось мириться с тем, что для концевых участков и уравнительных пролетов не существовало особых условий по их устройству, укладке, содержанию и ремонту. Иначе это бы существенно усложнило систему эксплуатации. Теперь, когда при капитальном ремонте стали укладывать рельсовые плети длиной до перегона, появилась реальная возможность разработать и осуществить особые меры, улучшающие напряженно-деформированное состоянии бесстыкового пути на концевых участках и уравнительных пролетах. В результате этих мер можно продлить сроки службы всех элементов верхнего строения пути, увеличить межремонтные сроки и сократить трудовые затраты в путевом хозяйстве.

Разработке этих технических решений и посвящена настоящая диссертация. В диссертации поставлена цель, решить следующие задачи:

1. Определить оптимальную температуру закрепления концевых участков рельсовых плетей бесстыкового пути и оптимальную величину зазоров в зависимости от температуры рельсов.

2. Разработать предложения по совершенствованию технологии укладки бесстыкового пути, при которой выполняются рекомендации по оптимальной температуре закрепления концевых участков, а также по соответствующей величине зазоров на уравнительных пролетах.

3. Предложить обоснованную систему текущего содержания, обеспечивающую прочность и устойчивость железнодорожного пути в пределах концевых участков и на уравнительных пролетах.

4. Рекомендовать технологические приемы и способы выполнения ремонтных работ, минимального нарушающие установленный температурный режим работы концевых участков рельсовых плетей бесстыкового пути.

Заключение диссертации по теме «Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог», Дутаев, Хаважи Хамзатович

6. ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании анализа известных методов определения напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути в пределах концевых участков рельсовых плетей и с учетом эксплуатационных условий им соответствующих, выбраны методы, приемлемые для России (в т.ч. СНГ и США), на участках с грузонапряженностью более 4 млн. т-км/км брутто в год.

1.1 Эксплуатационные условия железных дорог России в отличие от большинства Западноевропейских, требуют учета сотрясения пути проходящими поездами.

1.2 На железных дорогах России над фактором температурного силового воздействия доминирует фактор динамического воздействия подвижного состава.

1.3 Эксперименты в действующем пути показали, что в расчетах железнодорожного пути величина стыкового сопротивления продольному перемещению концов рельсов должна приниматься равной нулю.

1.4 На основании экспериментов и расчетов с учетом динамики следует вывод о том, что за концевые участки бесстыкового пути следует принимать 150.200 метровые части рельсовых плетей на их концах.

2. Определены особенности устройства бесстыкового пути в пределах концевых участков и в пределах уравнительных пролетов.

2.1 Длина рельсовых плетей должна быть равной не менее протяженности перегона.

2.2 Рельсовые плети на концевых участках следует закреплять при минимальной температуре в пределах установленного оптимального температурного интервала.

2.3 Стыковые зазоры на концах рельсовых плетей и между уравнительными рельсами при рекомендованной температуре закрепления должны быть нулевыми.

3. Определены технологические приемы необходимые для обеспечения рекомендованного устройства концевых участков рельсовых плетей бесстыкового пути и уравнительных пролетов.

3.1 Если рельсовые плети при или после замены ими инвентарных рельсов закрепляются при высокой температуре, то с помощью последующей замены предварительно уложенного укороченного уравнительного рельса на рельс стандартной длины на концевом участке устанавливается рекомендуемая температура закрепления.

3.2 Предложена последовательность технологических приемов, в результате которых на концевых участках рельсовых плетей обеспечивается относительно низкая температура закрепления в пределах оптимального интервала, а на концах плетей и между уравнительными рельсами должны устанавливаются нулевые зазоры.

3.3 В пределах (150. 200 м) концевых участков рельсовых плетей должны обеспечиваться максимально возможные погонные сопротивления продольным перемещениям рельсов относительно шпал и шпал в балласте.

4. С учетом воздействия поездной нагрузки определены особенности системы эксплуатации бесстыкового пути в пределах концевых участков рельсовых плетей и уравнительных пролетов.

4.1 Учет особенностей работы концевых участков при сотрясении пути поездам не исключает необходимости сохранять достаточно высокие погонные сопротивления продольным перемещениям на всей длине рельсовых плетей (прежде всего для недопущения угона). Периодическое подкрепление болтов промежуточного скрепления следует выполнять в зависимости от результатов весеннего и осеннего осмотров пути. Результаты осмотра предлагается заносить в журнал рекомендуемой формы.

4.2 Для уменьшения вероятности быстрого предельно допустимого раскрытия зазоров при низких температурах одно из очередных подкреплений болтов промежуточного скрепления необходимо производить в конце лета - начале осени, когда стыковые зазоры еще нулевые.

4.3 При раскрытии зазоров при длительном действии низких температур для недопущения работы стыковых болтов на срез следует заменять уравнительный рельс на удлиненный. При этом нельзя не заменять его или поздно заменять на ранее изъятый при повышении температуры весной.

5. С учетом фактора времени определены особенности производства ремонтных работ на концевых участках бесстыкового пути.

5.1 При температурах рельсов выше температуры их закрепления ремонтные работы можно выполнять в любой части рельсовых плетей при температурах, допускаемых действующими Техническими указаниями.

5.2 При температурах рельсов ниже температуры закрепления, чтобы избежать дополнительных материальных и трудовых затрат, следует по возможности исключать из фронта путевых работ концевые участки не менее, чем на 200 метров. Это реально возможно сделать при применении сверхдлинных рельсовых плетей.

5.3 Если нельзя в пределах концевых участков избежать производства путевых работ при низких температурах (обычно осенью), то нужно учитывать необходимость заменены уравнительных рельсов на удлиненные. Затем при относительно высоких температурах рельсов следует восстановить нарушенный при ремонте оптимальный температурный режим работы на концевых участках рельсовых плетей бесстыкового пути. Это можно сделать путем перезакрепления концов рельсовых плетей на длине не менее 400 метров с возвратом на место ранее изъятых уравнительных рельсов стандартной длины.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дутаев, Хаважи Хамзатович, 2006 год

1. Авраменко Л. Длинные рельсы // Железнодорожная техника. 1937.2.

2. А.с. 412333 СССР. Способ ремонта бесстыкового пути без снятия рельсошпальной решетки / В.И. Белый, А.С. Четвериков, A.M. Драгавцев, Н.А. Карпов, В.И. Новакович, Н.В. Соловьев. Опубл. в Б.И. 1974. №3.

3. Боченков М.С. Исследование температурной работы концевых участков рельсовых плетей бесстыкового пути // Тр. ВНИИЖТа. М., 1962. Вып. 244.

4. Виногоров Н.П. Устойчивость бесстыкового пути «Путь и путевое хозяйство», №7,8, 2005.

5. А.с. 365416 СССР. Способ снятия местных избыточных напряжений от продольных сил в рельсовых плетях бесстыкового пути / П.Р. Гайдар, В.И. Новакович, Г.И. Павлов и др. Опубл. в Б.И. 1973. №6.

6. Бромбеог Е.М. Экспериментальное изучение устойчивости бесстыкового пути // Тр. ВНИИЖТа. М., 1962. Вып. 244.

7. Ваттманн И. Бесстыковой железнодорожный путь, М., Трансжелдор-издат, 1961.

8. Воробьев Э.В., Новакович В.И. Особенности устройства и работы бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2003. № 4.

9. Возпенко И .Я. Исследования процесса окончательного восстановления рельсовых плетей бесстыкового пути. Автореферат диссертации на соискание ученной степени кандидата технических наук. Харьков 1973.

10. Ю.Ершов В.В. Аналитический метод определения устойчивости бесстыкового пути. «Путь и путевое хозяйство», № 6, 2006.

11. П.Зверев Н.Б. Экспериментальные исследования работы бесстыкового пути. Труды ЦНИИ МПС, вып. 244, 1962.

12. Инструкция по текущему содержанию желзнодорожного пути (ЦП-774) Транспорт М., 2000.

13. Итоги 17-й сессии Международной ассоциации ж.-д. конгрессов // Бюл. Международной ассоциации ж.-д. конгрессов. 1958. №11.

14. М.Киреевнин А.Б. Ликвидация уравнительных пролетов сваркой // Путь и путевое хозяйство. № 3. 2004.

15. Клинов С.И. Метод определения погонного сопротивления по характеру распределения перемещений в бесстыковой рельсовой плети. Труды МИИТавып. 318, 1969.

16. Клипов С.И. Технологические процессы разрядки напряжений «Путь и путевое хозяйство», № 10, 1992.

17. Коган А.Я. Продольные силы в железнодорожном пути // Тр. ВНИ-ИЖТа. М., 1967. Вып. 332.

18. Коган А.Я. Графоаналитический метод определения продольных сил и деформаций в бесстыковом пути «Вестник ВНИИЖТ: № 3, 1961»

19. Кондратьев Г.М. Регулярные тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954.

20. Лаптев В.А. Экономическая эффективность применения бесстыкового пути с рельсовыми плетями длиной более нормативной длины. Труды МИИТа вып. 708, 1982.

21. Мищенко К.Н. Бесстыковой рельсовый путь М., Трансжелдориздат 1950.

22. Надь И. Исследования устойчивости прямых участков бесстыкового пути // Железнодорожного транспорта. 1962, № 9.

23. Несвит В.А. О некоторых результатах эксплуатационных наблюдений за поведением плетей бесстыкового пути // Строительство и эксплуатация железнодорожного пути. Киев, 1975.

24. Новакович В.И. Продольные силы в бесстыковом пути при учете фактора времени // Вестник ВНИИЖТа. М., 1972.

25. Новакович В.И. О ползучести бесстыкового пути в поперечном направлении под действием продольных сил // Вестник ВНИИЖТа. М., 1977, №5.

26. Новакович В.И. Изменения продольных сил и перемещений рельсовых плетей в процессе длительной эксплуатации // Вестник ВНИИЖТа. М., 1977, №5.

27. Новакович В.И. Продольные силы при вывеске рельсошпальной решетки бесстыкового пути // Вестник ВНИИЖТа. М., 1967, № 6.

28. Новакович В.И. О продольных силах в бесстыковом пути при ремонте // Вестник ВНИИЖТа. М., 1965, № 1.

29. Новакович В.И. А воз и ныне там «Путь и путевое хозяйство», № 10, 2005.

30. Новакович В.И. Бесстыковой путь со сверхдлинными рельсовыми плетями, М: Магистраль, 2005.

31. Новакович В.И., Ершов В.В. Определение сопротивления рельсошпальной решетки перемещениям поперек оси пути. Вестник ВНИИЖТа № 8, 1982.

32. Новакович В.И. Напряженно-деформированное состояние бесстыкового пути при изменениях температуры рельсов. Труды ТашИИТа, вып. 148. Ташкент. 1978.

33. Новакович В.И., Свистунов В.Н., Однобоков Ф.К. Контролируем точность разрядки температурных напряжений «Путь и путевое хозяйство», № 6, 1969.

34. Новакович В.И. Бесстыковой путь с рельсовыми плетями неограниченной длины. Львов, Высшая школа 1984.

35. Новакович В.И., Полетаев Н.А., Свистунов В.Н. и др. Средний ремонт бесстыкового пути. «Путь и путевое хозяйство», № 12, 1969.

36. Новакович В.И. О допустимом превышении температуры закрепления плетей. «Путь и путевое хозяйство», № 1, 1967.

37. А.С. 547898 СССР. Устройство для определения сопротивления шпал продольными перемещениями / В.И. Новакович, В.Г. Самойленко, Г.В. Яшин. Опубл. в Б.И. 1975, № 3.

38. А.С. 939621 СССР. Устройство для определения сопротивления перемещению шпал / В.И. Новакович, В.В. Ершов. Опубл. в Б.И. 1982, № 24.

39. Новакович В.И., Ершов В.В., Залавский Н.И. Если это не выброс, то что же тогда? «Путь и путевое хозяйство», № 7, 2006.

40. Новакович В.И., Ершов В.В., Залавский Н.И. Возможен ли выброс? Нужен новый эксперимент. «Путь и путевое хозяйство» 2002, № 10

41. Новакович В.И. О принципах обеспечения устойчивости бесстыкового пути при расширении сфер его применения // Вестник ВНИИЖТа, 1999, № 1.

42. Новакович В.И., Залавский Н.И. Расчет бесстыкового пути неоправданно усложнен. «Путь и путевое хозяйство», 2004, № 10

43. Новакович В.И. Об избыточной мощности современной конструкции верхнего строения железнодорожного пути «Наука и транспорт» С.Петербург 2006г.

44. Новакович В.И. Об оптимальной мощности верхнего строения пути «Железнодорожный транспорт» № 3, 2006.

45. Новакович М.В., Карпачекский Г.В., Залавский Н.И., Григорьева JI.A., Сологуб С.В., Артемов С.П., Дутаев Х.Х. Как считать ширину зазора в бесстыковом пути ? «Путь и путевое хозяйство» № 7, 2005.

46. Новакович М.В., Карисарина JI.A., Карпачевский Г.В., Залавский Н.И., Сологуб С.В., Дутаев Х.Х. Нужен рельс типа Р58 «Путь и путевое хозяйство» № 9, 2006.

47. Новакович М.В. Зазор при учете времени эксплуатации // Путь и путевое хозяйство. 2000. №11.

48. Новакович М.В., Игнатьев А.Н., Карпачевский Г.В. Приведенный момент инерции рельсошпальной решетки // Путь и путевое хозяйство. 2004. №4.

49. Першин С.П. Методы расчета устойчивости бесстыкового пути // Тр. МИИТа. М., 1962 Вып. 147.

50. Першин С.П. О напряженно-деформированном состоянии рельсов при изменениях температуры «Вестник ВНИИЖТа», № 5, 1962.

51. Першин С.П. Определение смещений концевого участка бесстыковс-го пути. «Вестник ВНИИЖТа», № 6, 1960.

52. Прюддом А., Жанен Г. Устойчивость пути с длинными сварными рельсовыми плетями // Бюл. Международной ассоциации ж.-д. конгрессов. 1971, №3.

53. Прюддом Сопротивление пути поперечным воздействием подвижного состава. «Ежемесячный бюллетень МАЖК», № 6, 1969.

54. Технические указания по устройству, укладке и содержанию бесстыкового пути. М.: Транспорт, 1992.

55. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. М.: Транспорт, 2000.

56. Четвериков А.С., Новакович В.И. ВПО-ЗООО на бесстыковом пути «Путь и путевое хозяйство», № 2, 1968.

57. Членов М.Т. Бесстыковой путь со свободно лежащими рельсами // Социалистический транспорт. 1939, № 10.

58. Членов М.Т. Длинные рельсы. Трансжелдориздат. 1940.

59. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Трансжелдориздат. 1961.

60. Шахунянц Г.М. Расчет напряженно-деформированного состояния рельсов при изменениях температуры. «Вестник ЦНИИ МПС», № 6, 1967.

61. Шульга В.Я. Технико-экономическая эффективность и сферы применения пути //Бесстыковой путь. М., 1982.

62. Амман Nekere Untersnsh ungen uber die Wirkung von Langskraften un Eisenbangleis «Verkeh rstechnische Woche», 1929, н 47/48.

63. Bartlett D.L. The stability of long welded rail. Civil engineering and public works rev. 1960. № 653.

64. Fritch H. Untersnchunden sur Schatfung der Grund lagen eines Diag-noseverfahrons zur Erme Ulung der Lagestalilitat luckenloser Gleise. Dissertation (Dr.-Ing) Dresden, 1987.

65. Gruenewaldt. Die Knicksicherherheit des luken losen Gleises. Organ, 1931, №4.

66. Hoshino J. The Expansions of a Long Rail Observed in the Field. Permanent Way. 1960, № 7.

67. Martinet M.A. Flambement des volls sans joints sur ballast et rails de grande longeneur. Revue generale des Chenins de Fer № 4,1932.

68. Meier H. Experim entalle Oberbanforschung. Eisenbahn inginier, 1957,7.

69. Nemesdi E. Berechnung waagreehte Gleisverwerfrng nach neuen un-garischen Versuchtn ETR, № 12, 1960.

70. Nemesek J. Des Langschienengleis auf Eisenbetonsch wellen «Organ», № 7, 1932.

71. Numata M. Buckling streught of railway track. Jaurnal «Ray Engineering Research», №9, 1957.

72. Levi R. Les deplaments longitudinaux des railset les deformations de la voie. Genie eivil № 2610, 1932.

73. Raab F. Stabilititatverhaltnisse bej luckenlos vershweissten. Eisenlahn gle-isen. ETR№ 11/12,1958.