Аспекты проектирования и расчета железнодорожного пути, предназначенного для выделенных пассажирских линий

Рассмотрены вопросы применения на железных дорогах Российской Федерации выделенных пассажирских линий для внутригородских и межрегиональных перевозок, которые в перспективе обеспечат ускорение пассажирского движения за счет изменения технологии перевозок, увеличат провозные и пропускные способности железных дорог, обеспечат сокращение затрат на строительство и текущее содержание, а также оптимизируют потребность в развитии инфраструктуры. Конструкции верхнего строения пути, применяемые для перевозочного процесса в настоящее время, разрабатывались и внедрялись с учетом смешанного движения — пассажирского и грузового. Рост нагрузок на ось в грузовом движении, а также длины поездов предполагает усиление (утяжеление) типовых конструкций железнодорожного пути для возможного обеспечения гарантированного безопасного пропуска тоннажа более 1 млрд т брутто. В то же время исключительно для пассажирского движения типовая конструкция железнодорожного пути является избыточной и может быть оптимизирована с точки зрения сокращения материалов верхнего строения пути с одновременным изменением конфигурации ремонтных схем и условий текущего содержания.

В статье представлена оценка возможности применения «пассажирской» конструкции пути на выделенных пассажирских линиях для внутригородских и межрегиональных перевозок по критериям допускаемого запаса прочности в среде конечноэлементного анализа — наиболее прогрессивного метода расчета конструкций, испытывающих сложное нагружение. Представлены результаты расчетов напряженно-деформированного состояния железнодорожного пути различных конфигураций, в том числе перспективных облегченных вариантов с рельсами типа Р50 и железобетонными шпалами с подшпальными прокладками. На основании выполненных расчетов приведены рекомендации областей применения рассмотренных конфигураций пути с точки зрения допускаемых напряжений в его элементах.

1. Овчинников Д.В., Покацкий В.А. Определение напряженно-деформированного состояния основной площадки земляного полотна в зависимости от толщины балластного слоя и песчаной подушки при различной нагрузке на ось // Наука и образование транспорту. 2016. № 2. С. 176–180.

2. Косенко С.А., Исаенко Э.П. Моделирование и расчеты напряженно-деформированного состояния конструкций железнодорожного пути методом конечных элементов. Новосибирск: Изд-во Сибирского гос. ун-та путей сообщения, 2017. 144 с.

3. Рязанцев А.П., Каменчуков А.В. Оценка устойчивости откосов земляного полотна на оползнеопасных участках // Материалы 60-й студенческой научно-технической конференции инженерно-строительного института ТОГУ (Хабаровск, 28 мая 2020 г.). Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 2020. С. 74–80.

4. Bokarev S.A., Zhunev K.O., Usol'tsev A.M. Stressstrain behavior of welded joints in railway girders // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 8(84). P. 119–129.

5. Скутин Д.А. Расчет напряжений в балластной призме, усиленной геосинтетическими материалами // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2015. № 4 (28). С. 141–149.

6. Малаканов С.А., Арзамасцева В.А. Исследование конструкции упругой клеммы на основе критериальной оценки формы поперечного сечения // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2017. № 2. С. 25–28.

7. Расчетно-экспериментальная оценка влияния использования подшпальных прокладок на показатели динамического воздействия подвижного состава на путь в стыковой зоне / В.Н. Каплин [и др.] // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78. № 4. С. 241–248. DOI: https://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-4- 241-248.

8. Общие положения методики оценки воздействия подвижного состава на путь по критериям прочности и надежности / В.О. Певзнер [и др.] // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 3. С. 34–37.

9. Овчинников Д.В., Покацкий В.А., Суслов О.А. Оценка устойчивости бесстыкового пути при отступлениях от норм содержания в плане методом конечных элементов // Вестник транспорта Поволжья. 2013. № 6(42). С. 87–93.

10. Овчинников Д.В. Аспекты определения устойчивости бесстыкового пути при воздействии подвижного состава // Наука и образование транспорту. 2019. № 2. С. 155–159.