Задача 2

РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ РЕЛЬСОВ

Анализ методов повышения надежности пути

Современные конструкции железнодорожного пути имеют значи­тельный запас прочности по изгибным напряжениям в рельсах, напряже­ниям в деревянных шпалах под подкладкой, а также некоторый запас по напряжениям в балластном слое. Надежность бесстыкового пути характе­ризуется совокупностью свойств, определяющих его качество.

Надежность пути - это его свойство сохранять в установленных пределах значения параметров, характеризующих способность пути вы­полнять требуемые функции (бесперебойный и безопасный пропуск поез­дов с установленной скоростью) в заданных условиях эксплуатации и тех­нического обслуживания (текущего содержания и ремонтов).

Количественно надежность пути оценивается значениями показате­лей безотказности, долговечности и ремонтопригодности. В процессе дли­тельной эксплуатации в элементах пути накапливаются местные усталост­ные, износные и деформативные повреждения, обусловливающие его час­тичные и полные местные отказы. Восстановление работоспособного со­стояния пути после отказа осуществляется на месте в условиях функцио­нирования линии. Срок службы основных элементов конструкций желез­нодорожного пути в среднем превышает 20 лет. Для обеспечения безопас­ного и бесперебойного движения поездов в условиях дефицита финансо­вых ресурсов в путевом хозяйстве первостепенное значение имеют выяв­ление и реализация эффективных методов управления надежностью пути с целью ее повышения.

Прочность основной площадки земляного полотна определяется не­сущей способностью грунтов, ее слагающих, и в настоящее время часто не обеспечивается.

Основными оценочными показателями надежности пути являются:

показатели безотказности - параметр потока отказов а или средняя наработка на отказ (3;

показатели долговечности - ресурс в миллионах тонн брутто пропу­щенного груза Т или календарный срок службы между смежными капи­тальными ремонтами /;

показатели ремонтопригодности — время или трудоемкость восста­новления работоспособного состояния после отказа.

Управление значениями указанных показателей является сутью и практической реализацией управления надежностью пути.

Эффективно упранлять надежностью пути можно через оценочные показатели по следующим направлениям:

• во-первых, изменяя величины и число воздействий поездных на­грузок на элементы пути, вызывающих их износ, усталостные поврежде­ния и остаточные деформации. Такие изменения возможны за счет совер­шенствования конструкции пути и подвижного состава, а также снижения грузонапряженности линии (строительство вторых путей и разгружающих линий) и изменения нагрузок от колесной пары на рельсы, массы и скоро­сти движения поездов;

• во-вторых, совершенствуя техническое обслуживание пути (диаг­ностику, текущее содержание и ремонты), которое заключается в ликвида­ции дефицита материальных и трудовых ресурсов в путевом хозяйстве, со­вершенствовании путей «мерительной и дефектоскопной техники, путевых машин и путевого инструмента, технологий текущего содержания и ре­монта пути;

• в-третьих, повышая прочность рельсов и рельсового основания, путем увеличения материалоемкости, проведения работ по усилению зем­ляного полотна (экстенсивный метод).

Экстенсивный метод повышения надежности пути, заключающийся в увеличении материалоемкости его конструкции, был главным на протя­жении всего послевоенного периода (табл. 1.1). Так, среднесетевые значе­ния погонной массы лежащих в главном пути рельсов ц и числа шпал на 1 км возросли соответственно с 38,4 кг/м и 1599 шт./км в 1950 году до 64,1 кг/м и 1963 шт./км в 1999 г. Если в 1960 г. доля протяженности главного пути сети с песчаным балластом составляла 70%, то к 1989 г. она снизилась до 4% и практически на всех участках с грузонапряженностью более 5 млн. т брутто в год песчаный балласт заменен на щебеночный или асбестовый.

Поскольку из общего числа полных отказов пути более 95% состав­ляют одиночные отказы рельсов, то в качестве основного показателя на­дежности пути на сети в целом, дороге, дистанции или участке обычно ис­пользуют число N одиночных отказов рельсов в год в среднем на 1 км раз­вернутой протяженности главного пути соответственно на сети, дороге, дистанции или участке.

П араметр потока отказов α, шт./млн. т брутто, равен отношению чис­ла отказов рельсов N к показателю грузонапряженности Г:

2. 1 Определение вероятностей влияния конкурирующих повреждений рельсов на причину отказа бесстыкового пути

Повреждение бесстыкового пути - понятие емкое, включающее все разновидности оценочных параметров его технического состояния, кото­рые в процессе эксплуатации могут изменяться (в том числе и внутренние усталостные дефекты в рельсах и других элементах, а также износ элемен­тов). Многие из указанных параметров, например, параметры рельсовой колеи корректируются при текущем содержании пути в период, когда путь находится в работоспособном состоянии.

Перерастание отступлений в частичный отказ бесстыкового пути по параметрам состояния рельсовой колеи допускается крайне редко и прак­тически не допускается доведение до полного отказа, требующего ограж­дения сигналами остановки. К параметрам такого же рода можно отнести и наличие в пути негодных шпал и отказавших элементов скреплений.

2.2 Методика расчета отказов деревянных шпал по углублениям под подкладками

Деревянные шпалы заменяют из-за гниения и механического износа. Эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга. В России принята система выборочной смены шпал, кроме капитального ремонта, при котором шпалы заменяют сплошь.

Дефекты шпал:

• продольные трещины с обнаженной непропитанной древесиной, расколы на торцах;

• износ древесины под подкладками на глубину к до 20 мм для шпал I типа;

• разработанные отверстия для прикрепителей;

• гниль древесины на верхней части и в зоне подкладки глубиной к до 20 мм для шпал I типа;

• выколы кусков древесины между трещинами;

• поперечные изломы;

• загнивание торцов.

Под интенсивностью образования углублений под подкладками по­нимается вертикальная средняя по площади подкладки и осредненная по длине участка величина износа древесины, образующаяся после пропуска 1 млн. т брутто:

Библиографический список

1. Лысюк В.С., Каменский В.Б. и др. Надежность железнодорожного пути. - М: Транспорт, 2001.

2. Лысюк ВС, Семенов В.Т. и др. Управление надежностью бесстыкового пути. -М.: Транспорт, 1999.

3. Лысюк В.С., Сазонов В.Н., Башкатова Л.В. Прочный и надежный же- лезнодороджный путь. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2003. - 589 с,

4. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути. ЦП-774. - М.: Транспорт, 2001. - 223 с.

5. Железнодорожный путь I Под ред. Т.Г.Яковлевой. - М: Транспорт, 1999.-405 с.

6. Амелин СВ., Андреев Г.Е. Устройство и эксплуатация пути. - М.: Транс­ порт, 1986.