Безопасность движения и динамические свойства мостового полотна на ВСМ

Аннотация. В настоящее время актуальной является задача обеспечения устойчивого движения колеса по рельсу на мостах в условиях высокоскоростного движения. Особенностью высокоскоростных магистралей (ВСМ) является практическое достижение критических скоростей, вызывающих резонанс пролетных строений мостов. Случаи схода подвижного состава на ВСМ не часты и обычно не ведут к тяжелым последствиям, за исключением схода в зоне мостов. В статье приведены сведения о сходах подвижного состава на ВСМ и их последствиях. Рассмотрены нормы устойчивости колеса на рельсе в различных странах, имеющих ВСМ. Земляное полотно, его основание и балласт являются сильными демпферами, которые отсутствуют на мостах. Таким образом, один из важнейших динамических параметров — демпфирование — является проблемой для безбалластного пути на мостах ВСМ. Приводятся соображения по корректному определению жесткости, связанной с демпфированием и влияющей на взаимодействие подвижного состава и мостового полотна. Показано, что при недостаточном демпфировании в узле скрепления на мостах увеличивается риск схода с рельсов из-за падения ниже допустимого предела вертикального усилия в контакте «колесо—рельс». Представлены результаты экспериментов на ЭВМ, подтверждающие, что именно значительные колебания пролетных строений мостов являются угрозой безопасности, поскольку при проходе первого вагона усилие в контакте колеса и рельса для первой колесной пары безопасно. Даны требования к параметрам демпфирования, обеспечивающие надежный контакт колеса и рельса при значительных колебаниях пролетных строений мостов на ВСМ. Приведены результаты, показывающие зависимость требуемого демпфирования от жесткости промежуточных рельсовых скреплений.

1. EN 1991-2 (2003). Eurocode 1: Actions on structures. P. 2: Traffic loads on bridges. Brussels, 2003.

2. TB10621–2014 (2015). Code for design of high-speed railway [S]. Beijing: China Railway Press, 2015.

3. TJS2005-140 (2005a). Interim provisions on design of 200–250 km/h new special passenger railways. Beijing: China Railway Publishing House, 2005.

4. TJS2005-285 (2005 a, b). Interim Provisions on Design of 200 km/h New Railways for Passenger and Freight Trains. Beijing: China Railway Publishing House, 2005.

5. L e i X. High Speed Railway Track Dynamics. Models, Algorithms and Applications. Beijing: Science Press, 2017. 414 p.

6. В е р и г о М.Ф., К о г а н А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. 559 с.

7. П о л я к о в В.Ю. Безопасность при высоких скоростях на мосту // Мир транспорта. 2014. № 6. С. 182–188.

8. П о л я к о в В.Ю. Взаимодействие подвижного состава с элементами мостового перехода при высокоскоростном движении: дис. …д-ра техн. наук: 05.23.15. М., 1994. 395 с.

9. П о л я к о в В.Ю. Численное моделирование взаимодействия подвижного состава с мостовыми конструкциями при высокоскоростном движении // Строительная механика и расчет сооружений. 2016. № 2. С. 54–60.

10. С а в и н А.В. Условия применения безбалластного пути: дис. …д-ра техн. наук: 05.22.06. М., 2017. 444 с.

11. П о л я к о в В.Ю., Т х а н ь Д.Н. Взаимодействие подвижного состава и пути в зоне мостов на ВСМ // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути: тр. XIV Междунар. науч.-техн. конф. (Москва, 05–06 апреля 2017 г.) / ОАО «РЖД»; ФГБОУ ВО РУТ (МИИТ). М., 2017. С. 143–153.

12. П о л я к о в В.Ю., Т х а н ь Д.Н. Безбалластное мостовое полотно на ВСМ // Мир транспорта. 2018. № 2. С. 36–55.