Оценка работы пути, находящегося под воздействием продольных сил при реализации максимальных тяговых режимов при использовании электровозов с асинхронным тяговым приводом

Стратегическая задача увеличения провозной способности железных дорог требует постоянного увеличения масс поездов за счет пропуска тяжеловесных и соединенных поездов. Развитие тяжеловесного движения — одно из наиболее значимых технологических решений, направленных на повышение эффективности использования пропускной способности инфраструктуры. В этом случае определяющими становятся возможности путевой инфраструктуры.

В статье изложены результаты экспериментальных исследований работы бесстыкового пути под воздействием продольных сил, возникающих при движении современных локомотивов с асинхронным тяговым приводом в режимах максимальной тяги и электродинамического торможения. Показана необходимость учета этих сил при расчетах бесстыкового пути на прочность и устойчивость.

Объектом испытаний являлся железнодорожный путь, находящийся под воздействием повышенных продольных сил при движении электровоза 2ЭВ120 с реализацией различных тяговых режимов и электродинамического торможения. Испытания проводились на трех участках пути Экспериментального кольца АО «ВНИИЖТ», опытный стык оборудовался специальными тензометрическими накладками, предназначенными для измерения продольных сил.

По результатам исследований можно отметить, что продольные силы в рельсах, вызванные реализацией максимальных сил тяги и электродинамического торможения, могут доходить до 25 % от максимальных температурных сил.

Реальные силы сопротивления продольному сдвигу рельсов в узлах промежуточных скреплений при затяжке с усилием, предусмотренным правилами, составляют около 3-4 кН, что существенно ниже нормативных значений 14-16 кН, и могут являться следствием износа элементов промежуточных скреплений и состояния трущихся поверхностей.

Указанные явления могут служить причиной продольного сдвига как отдельных рельсовых нитей, так и решетки в целом.

Разработка комплекса мер по предотвращению этого явления требует проведения широкого круга исследований в реальных условиях эксплуатации, включая оптимизацию тяговых и тормозных режимов вождения тяжеловесных поездов.

1. Отчет ООО «Уральские локомотивы» по научно-исследовательской работе «Определение перспективных решений по изготовлению колесных пар для локомотивов с асинхронным тяговым приводом» [Электронный ресурс]. URL: https://ulkm.ru/actions/page/8/ (дата обращения: 15.04.2020 г.).

2. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути [Электронный ресурс]: утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 14.11.2016 г. № 2288р. URL: https://www.tdesant.ru/info/item/189 (дата обращения: 15.04.2020 г.).

3. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути [Электронный ресурс]: утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 г. № 2544р. URL: https://xn--d1abbab2adzbibjdkw2d.xn--p1ai/2544r (дата обращения: 15.04.2020 г.).

4. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. ТУ-2000 [Электронный ресурс]: с изм. и доп., утв. 22.02.2000 № С-3112у. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200069932 (дата обращения: 15.04.2020 г.).

5. Карпущенко Н. И. Надежность связей рельса с основанием. М.: Транспорт, 1986. 150 с.

6. Лысюк В. С., Каменский В. Б., Башкатова Л. В. Надежность железнодорожного пути. М.: Транспорт, 2001. 286 с.

7. Боченков М. С. Исследование температурной работы концевых участков рельсовых плетей бесстыкового пути // Бесстыковой путь: сб. / под ред. Е. М. Бромберга. М.: Трансжелдориздат, 1962. С. 61-96. (Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта; вып. 244).

8. Уточнение условий эксплуатации бесстыкового пути в период экстремального повышения температур / В. О. Певзнер [и др.] // Вестник РГУПС. 2018. № 4. С. 116-120.

9. Стоянович Г. М., Пупатенко В. В. Укладка бесстыкового пути в сложных климатических условиях // Мир транспорта. 2016. Т. 13. № 5. С. 64-78.

10. Стоянович Г. М., Пупатенко В. В. Температурные деформации в зоне уравнительных пролетов бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 6. С. 34-37.

11. Стоянович Г. М., Пупатенко В. В. Определение оптимального интервала закрепления бесстыковых плетей для условий Дальневосточной железной дороги // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 4 (40). С. 120-121.

12. Стоянович Г. М., Пупатенко В. В. Бесстыковой путь в Дальневосточном регионе при тяжеловесном движении // Путь и путевое хозяйство. 2015. № 9. С. 7-8.

13. ГОСТ Р 55050-2012. Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200096113 (дата обращения: 20.04.2020 г.).

14. Радыгин Ю. Н., Стойда Ю. М. Лабораторные испытания рельсовых скреплений // Путь и путевое хозяйство. 2005. № 12. С. 8-13.

15. Оценка воздействия на путь современных электровозов и тепловозов / М. В. Алексеев [и др.]; под ред. проф. М. Ф. Вериго. М.: Трансжелдориздат, 1961. 43 с.

16. Влияние конструктивных особенностей железобетонных шпал на их сопротивление в балластном слое / В. В. Серебренников [и др.] // Повышение надежности работы верхнего строения пути в современных условиях эксплуатации: сб. науч. тр. / под ред. Л. Г. Крысанова. М.: Интекст, 2000. С. 60-74. (Труды ВНИИЖТ).

17. Расценки и состав работ на текущее содержание пути // ОАО «ВолгаУралТранс»: [сайт]. URL: http://www.transindustrial.ru (дата обращения: 29.04.2020 г.).

18. Расценки на ремонтные работы // ООО «СМП-11»: [сайт]. URL: http://smp11.ru (дата обращения: 29.04.2020 г.).