Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования 7
1.1. Анализ деятельности подъездных железнодорожных путей промышленных предприятий 7
1.2. Факторы, отрицательно влияющие на работу промышленного железнодорожного транспорта 12
1.3. Цели и задачи исследования 17
2. Система мониторинга на железнодорожных путях промышленных предприятий 18
2.1. Методы диагностики состояния магистрального железнодорожного пути 18
2.1.1. Организация контроля за состоянием рельсов 21
2.1.2. Диагностические методы контроля и обследования состояния земляного полотна
2.2. Контроль за состоянием подъездных путей и путей промышленных предприятий 31
2.3. Классификация путей промышленных предприятий 33
2.4. Технические и социально-экономические задачи при внедрении комплексного мониторинга на железнодорожных путях промышленного предприятия 42
2.5. Порядок и периодичность обследования железнодорожных путей необщего пользования средствами неразрушаїощего контроля и путевых измерений 46
2.6. Выводы по главе 2 55
3. Теоретическое исследование динамики взаимодействия пути и подвижного состава 57
3.1. Разработка требований к математическим моделям исследования взаимодействия железнодорожного пути и вагонов транспорта 58
3.2. Анализ устойчивости вагонов и железнодорожного пути промышленных предприятий 62
3.3. Исследование устойчивости экипажа от вползания гребня колеса на головку рельса 64
3.4. Анализ устойчивости колесной пары от проваливания внутрь колеи и устойчивости рельса на опрокидывание 89
3.5. Выводы по главе 3 93
4. Исследование сил динамического взаимодействия в зоне предельно допустимых неровностей пути 95
4.1. Выбор и обоснование моделей взаимодействия пути и подвижного состава 95
4.2. Характеристика модели 104
4.3. Результаты расчета динамичєсішх сил взаимодействия колеса и рельса при движении грузового вагона в зоне предельно допустимых неровностей 115
4.4. Выводы по главе 4 130
5. Исследования и решения, направленные на обеспечение безопасности и надежности движения па путях промышленных предприятий 132
5.1. Устойчивость экипажа против опрокидывания в кривых 133
5.1.1. Устойчивость колеса в зонах отвода возвышения 135
5.2. Зависимость стрел прогибов и радиусов железнодорожных кривых на подъездных путях 137
5.2.1. Анализ состояния кривых малых радиусов на подъездных путях Байконурской железной дороги 139
5.3. Расчет устойчивости откоса земляного полотна в рабочей зоне при повышенном силовом воздействии 143
5.4. Бесстыковой путь для подъездных путей и путей промышленных предприятий 146
5.4.1 .Анализ устойчивости пути против поперечного сдвига от колес направляющей оси кипажа 148
5.4.2. Расчет бесстыкового пути по условию прочности 151
5.4.3. Расчет устойчивости бесстыкового пути 153
5.4.4. Пути повышения устойчивости конструкции бесстыкового пути. 158
5.5. Выводы по главе 5 164
Заключение 165
6. Приложения
- Факторы, отрицательно влияющие на работу промышленного железнодорожного транспорта
- Контроль за состоянием подъездных путей и путей промышленных предприятий
- Исследование устойчивости экипажа от вползания гребня колеса на головку рельса
- Результаты расчета динамичєсішх сил взаимодействия колеса и рельса при движении грузового вагона в зоне предельно допустимых неровностей
Введение к работе
Актуальность. Важной составной частью единой транспортной системы страны является промышленный железнодорожный транспорт, который в соответствии с новым законом «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» (17 ФЗ от 10 01 2003г), представлен технологическим транспортом и транспортом необщего пользования. Из всего потока грузов, перевозимых железнодорожным транспортом общего пользования, около 90%зарождается и 80% погашается на подъездных путях предприятий Поэтому вопросы совершенствования технических средств промышленного транспорта и его взаимодействия с транспортными сетями общего пользования относится к числу важнейших в деле единой транспортной системы страны.
Развернутая длина железнодорожного пути в Российской Федерации составляет более 193000 км из них 72000 км представляют пути необщего пользования по которым перевозят грузы 15660 предприятий
Эксплуатационная надежность и качественные характеристики железнодорожного пути, а также ликвидация диспропорций в техническом оснащении и технологии работы железнодорожного транспорта общего и необщего пользования, существенно влияют на обеспечение перевозочного процесса, безопасность движения поездов и экономические показатели предприятий.
Изыскание резервов и разработка комплексной системы их реализации по совершенствованию работы железнодорожных путей промышленных предприятий, даст возможность значительно повысить надежность путевого хозяйства
Цель и задачи исследования. Целью исследований является разработка направлений обеспечивающих надежность и безотказность функционирования подъездных железнодорожных путей промышленных предприятий Для достижения указанной цели
дана оценка состояния безопасности на железнодорожных путях промышленных предприятий, в том числе и в Северо - Западном Федеральном округе, а также определены факторы отрицательно влияющие на их работу,
разработана методика прогнозирования и контроля за состоянием железнодорожного пути промышленных предприятий,
выявлены резервы обеспечения безопасности движения путем проведения динамических испытаний и теоретических исследований взаимодействия железнодорожного пути и подвижного состава в зонах неровностей пути в плане и профиле,
разработаны технические и технологические решения направленные на усиление путевого хозяйства на железнодорожном транспорте необщего пользования
Научная новизна состоит в
установлении зависимости влияния неровностей пути в плане и профиле на напряженно- деформированное состояние путей промышленных предприятий на основе экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия пути и подвижного состава,
установлении основных функциональных зависимостей, влияющих и осложняющих работу промышленного железнодорожного транспорта,
разработке классификации железнодорожных путей
промышленных предприятий,
Достоверность полученных результатов подтверждается анализом расчетов и исследований выполненных в работе, сходимостью теоретических результатов и эксплуатационных наблюдений, а также внедрением их на ряде предприятий Северо - Западного региона и РКК «Байконур»
Методы исследования. В качестве методов исследования использованы экспериментальный (натурный и лабораторный), динамическое моделирование, статистический анализ, теоретические и практические расчеты
Практическая ценность и реализация результатов работы. В результате теоретических исследований разработаны и внедрены на ряде предприятий Северо-Западного Федерального округа
классификация железнодорожных путей промышленных предприятий рекомендована Северо-Западным территориальным Управлением Федерального Агентства железнодорожного транспорта промышленным предприятиям, как основной документ для использования при определении сроков проверки, осмотров и ремонта,
технические решения по обеспечению надежной работы конструкции пути в кривых малых радиусов включают разработанную конструкцию контррельса, что является новым конструктивным решением, рекомендовано к установке на путях промышленных предприятий и полностью обеспечивает надежность работы рельсовой колеи под подвижной нагрузкой
Дано обоснование периодичности обследования путей необщего пользования в зависимости от их классификации
Внесены изменения в проект новых ПТЭ 2007 г (п 3 9)
Апробация работы. Результаты докладывались на научно-производственной конференции «Проблемы организации перевозок опасных грузов наземным транспортом» Минтранс РФ, г Москва 1-2 февраля 2006г Тема доклада «Обеспечение надежности на железнодорожных подъездных путях при перевозке опасных грузов в пределах Северо - Западного Федерального округа»
На 7 Международной конференции «Смешанные перевозки опасных грузов» Г С Петербурге 2-3 октября 2006г
На 8 Международной научно-практической «Смешанные перевозки
опасных грузов» в г Санкт-Петербурге 11-12 октября 2007 г Тема доклада «Обеспечение безопасности и надежности при перевозках опасных грузов на железнодорожном транспорте, в т ч на путях необщего пользования»
На научно-практическом семинаре «Железнодорожное строительство» в ЦНТИ «Прогресс» в г С Петербурге 18 декабря 2007 г Тема выступления «Эксплуатация путей необщего пользования Комплексный подход к решению проблем, связанных с эксплуатацией путей необщего пользования».
На Всероссийской научно-практической конференции в Федеральной службе по надзору в сфере транспорта Минтранса РФ на тему «Состояние безопасности движения на путях общего и необщего пользования» в г Москве 27 февраля 2008 г Тема выступления «Изыскание резервов повышения надежности железнодорожных путей промышленных предприятий»
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ Из них 7 в соавторстве 8 работ опубликовано в изданиях рекомендованных ВАК
Факторы, отрицательно влияющие на работу промышленного железнодорожного транспорта
Так износ основных средств промышленного транспорта достиг недопустимых размеров и в среднем составил: тепловозы - 58%; вагоны -65%; здания - 49%; сооружения - 97%.
Следствием этого явилось большое количество нарушений и браков в работе и, прежде всего сходов с рельсов подвижного состава, которые можно сгруппировать следующим образом: сходы с рельсов вагонов -64,5%; сходы с рельсов локомотивов - 7,5%; взрезы стрелок - 8%; столкновения - 7% ; наезды на препятствия - 5%; прочие - 8%.
Основными причинами сходов являются: уширение колеи, перекосы, гнилость шпал, ослабшие стыковые болты и увеличенные зазоры в стыках, просадки пути - 64%; неудовлетворительное техническое состояние подвижного состава. Пути необщего пользования по условиям эксплуатации существенно отличаются от дорог общего пользования. Они имеют широкий диапазон эксплуатационных осевых нагрузок - от 5 до 56 т (МПС - 10-23 т) и погонных нагрузок - до 33 т/пог.м (МПС - 6-8 т/пог.м). Важным моментом обеспечения надежной работы промышленного транспорта является существенное влияние технологических особенностей производства, условий эксплуатации пути и подвижного состава, характеристик трассы.
Принципиальная разница в оценке эксплуатационных условий работы и соответственно выбора верхнего строения пути железных дорог общего и необщего пользования и вытекает из того, что на дорогах общего пользования эксплуатируется подвижной состав, который может входить в любой тупик.
Поэтому, обеспечивая условия прочности, которые при одинаковых осевых и погонных нагрузках, прежде всего, зависят от скорости движения, грузонапряженности и условий эксплуатации необходимо обеспечить стабильность железнодорожного пути, которая предопределяется интенсивностью нагрузок грузонапряженностью. Исходя из этого, с 1995 г. (приказ № 12/Ц) в МПС были установлены 5 іслассов верхнего строения пути в двухпараметрической шкале «скорость -грузонапряженность» (7 категорий и 5 групп). Причем, первый параметр -основной.
Соответственно классам установлена не только мощность верхнего строения пути, но и дифференцированные нормы и допуски содержания пути, межремонтные циклы и ресурсы работы основных элементов пути.
На промышленных железных дорогах основным фактором оценки прочности являются осевые и погонные нагрузки, а интенсивности использования - грузонапряженность. Исходя из этого, мощность верхнего строения пути должна устанавливаться в параметрах «нагрузки - грузонапряженность». При этом нагрузка является основным параметром. Во многих случаях при проектировании конструкции пути требуется индивидуальный подход: при осевых нагрузках более 450 кН; при погонных нагрузках более 200 кН/м; на эстакадах и разгрузочных площадках; пути на участках с уклоном (более 20 %о); в кривых малых радиусов (менее 150 м); на участках с интенсивным засорением сыпучими грузами; на участках агрессивных коррозионных сред; при больших притоках технологической воды; при многорельсовых путях; на временных путях на торфопредприятиях и лесосеках; на технологических проездах.
Для того чтобы дать объективную оценку параметрам, определяющих допускаемые скорости движения на путях необщего пользования, необходимо уделить самое серьезное внимание анализу допусков в содержании рельсовой колеи на магистральных путях и путях промышленного железнодорожного транспорта. Допуски содержания пути устанавливают исходя из условий обеспечения безопасности движения поездов и обеспечения минимальных расходов на содержание и ремонт пути.
Исследованиями японских специалистов [122] установлена зависимость эксплуатационных расходов (Э) от величины допусков (AS) на содержание рельсовой колеи (рис 1.З.). Рас. 1.3. Э, руб. A S, мм Зависимость Э от f (A S)
Проф. Яковлев В.Ф. в работе [116, 119, 120] утверждал, что если допуски необоснованно ужесточены, то требуются более частые перешивки, выправки и ремонты, что приводит к увеличению трудовых и материальных затрат (зона А рис. 1.3).
Если же допуски необоснованно увеличены (зона Б), то возрастают силы динамического воздействия экипажей на путь, растет интенсивность расстройства рельсошпальной решетки и затраты на ее поддержание в работоспособном состоянии.
Таким образом, научному обоснованию допусков необходимо уделять внимание, как одному из направлений обеспечения ресурсосбережения в путевом хозяйстве. Сегодня этому вопросу не уделено должного внимания.
В табл. 1.2. представлены основные группы факторов, отрицательно влияющих на работу железнодорожных путей промышленных предприятий. Всего можно выделить 6 основных групп. Кроме технологических особенностей производства промышленного железнодоролшого транспорта, морального и физического износа основных фондов, не обеспечения надежности и безопасности работы железнодорожных путей, следует учесть организационно-правовую принадлежность предприятий и их эффективность работы.
Контроль за состоянием подъездных путей и путей промышленных предприятий
Земляное полотно может стать недостаточно устойчивым или ненадежным из-за наличия в нем дефектов и деформаций. При определенных условиях дефекты способствуют развитию повреждений и даже разрушений земляного полотна или являются их причиной.
Основной причиной повреждений и разрушений принято считать чрезмерное накопление остаточных деформаций из-за дефектов, возникающих при строительстве и эксплуатации, недостаточной прочности грунтов при воздействии на них поездных нагрузок и других факторов (в том числе и природных).
В эксплуатируемом земляном полотне железных дорог России представлены практически все грунты с учетом ограничений для некоторых из них (мел, лесс, илы, торф, сапропели, чернозем, засоленные грунты).
Механическая прочность многих связных грунтов (глины, суглинки, супеси) определяются степенью их влажности. По степени влажности грунты подразделяются на слабовлажные, влажные и водонасыщенные.
Для косвенной оценки прочности грунта пользуются коэффициентом консистенции. По этому показателю супеси подразделяются на твердые, пластичные и текучие. Суглинки и глины могут быть твердыми, полутвердыми, тугопластичными, мягкопластичными, текучепластичными, текучими.
При изменении влажности происходит набухание некоторых грунтов -способность грунта увеличиваться в объеме при замачивании. Степень набухания зависит от минералогического состава грунта, содержания глинистой и коллоидной фракций, исходной влажности и плотности. По данному показателю грунты подразделяются на ненабухающие, средненабухающие, сильнонабухающие. Для грунтов основной площадки земляного полотна рекомендуется определять также величину набухания под давлением, поскольку на основную площадку непосредственно передается нагрузка от верхнего строения пути и от подвижного состава.
Лессовые грунты должны быть испытаны на просадочность-уменыиение объема грунта при замачивании, вызываемым резким снижением прочности структурных связей между частицами грунта фильтрационных процессов.
Потеря прочности и целостности грунта происходит также в результате движения по его поверхности потока воды. В зависимости от степени размываемости грунты подразделяются на медленно размываемые, быстро размываемые и катастрофически размываемые.
Температура замерзания грунтов, при которой содержащаяся в грунте влага почти полностью переходит в лед зависит от влажности, пористости, степени засоленности. Для водонасыщенных песчаных, текучих и текучепластичных глинистых грунтов она близка к 0С; для пластичных глинистых грунтов в зависимости от плотности изменяется от -0,1 до -1,2 С, для полутвердых и твердых глин от -2 до -5 С.
Участки с развивающимися деформациями и повреждениями являются неустойчивыми, ненадежными, неисправными.
Классификацией (ЦП-544 «Инструкция по содержанию и эксплуатации земляного полотна) охвачено 37 основных видов как собственно деформаций, повреждений и разрушений земляного полотна, так и природных явлений, нарушающих его нормальную эксплуатацию; все они разделены на пять групп: Группа I - повреждения и деформации основной площадки; Группа II - повреждение откосов; Группа Ш - повреждения и разрушения тела земляного полотна; Группа IV - повреждения и разрушения основания земляного полотна; Группа V - повреждения и разрушения земляного полотна, подверженного неблагоприятным природным воздействиям.
За неустойчивыми местами земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях, а также за участками железных дорог, имеющими на значительном протяжении оползни, обвалы, размывы, карсты и другие дефекты, постоянные наблюдения должны осуществлять инженерно-геологические базы и путеобследовательские станции по земляному полотну при службах пути. Эти наблюдения не заменяют систематического текущего надзора и систематических осмотров.
На неустойчивых местах земляного полотна, где возможно нарушение его целостности, начальник дистанции и начальник службы пути должны организовать наблюдение за дефектами земляного полотна, состоянием пути на нем, за режимами грунтовых вод, изменением влажности грунта и другие наблюдения, целью которых является предупреждение деформаций земляного полотна и его сооружений, угрожающих безопасности движения поездов; уточнение причин появления неисправностей.
Специальные обследования и наблюдения за земляным полотном и его сооружениями осуществляются инженерно- геологическими базами и путеобследовательскими станциями по земляному полотну по графику, утверждаемому начальником службы пути, или внеплановые - на участках, где возникли деформации.
Участки земляного полотна железнодорожного пути, находящиеся в сложных инженерно-геологических условиях (земляное полотно на болотах и других слабых основаниях; участки подтопления и размыва земляного полотна; участки, расположенные на оползнях; скально-обвальные участки; места шахтных подработок; участки пути на вечномерзлых грунтах; места с наличием пучин и весенних пучинных просадок и другие места земляного полотна, на которых наблюдаются
Исследование устойчивости экипажа от вползания гребня колеса на головку рельса
Большая заслуга в развитии теоретических и экспериментальных исследований по динамике взаимодействия пути и подвижного состава принадлежит В.Г. Альбрехту, СП. Амелину, Г.Е. Андрееву, Ю.П. Бороненко, А.Л. Васютинскому, СВ. Вергинскому, М.В. Вериго, Б.Э. Глюзбергу, Г.Г. Желнину, СС Крепкогорскому, Н.Н. Кудрявцеву, B.C. Лысюку, Л.П. Мелентьеву, И.И. Семенову, П.С Тимошенко, А.К. Шафрановскому и другим исследователям. [9, 12, 41, 69, 70, 122].
Большой вклад в изучение вопросов определения динамических сил взаимодействия пути и подвижного состава на путях промышленного транспорта внесли академик В.А. Лазарян, В.Н. Данилов, О.П. Ершков, А.Я. Коган, М.П. Смирнов, М.А. Фришман, Г.М. Шахунянц, В.Ф. Яковлев. [13, 28, 29,49, 112, 115, 116, 119 и др.]
Необходимо отметить существенный вклад в развитие путевого хозяйства и создание нормативно-технической базы руководителей Главного управления пути МПС (ОАО «РЖД»), Это А.Ф. Подпалый, А.Л. Цепушелов, СА. Пашинин, Б.А. Морозов, Н.Ф. Митин, В.Б. Каменский, В.М. Ермаков.
Большой вклад в создание прочного и надежного железнодорожного пути внесли творческие коллективы ВНИИЖТа, МИИТа, ЛИИЖТа, ДИИТа, ХИИТа и других ВУЗов. B.C. Лысюк в своих исследованиях [68, 69, 70] доказал, что существует 3 антагонистических параметра с позиции надежности пути и экипажей, которые характерны не только для магистральных ж.д. и для промышленного железнодорожного транспорта: а) размеры неровности на пути и колесах; б) жесткость взаимодействующей системы «путь-экипаж»; в) скорость движения поездов. Снижение любого из этих параметров уменьшает динамические силы взаимодействия колес с рельсами и элементов между собой, а следовательно повышает надежность подвижного состава и пути. Одной из целей диссертационной работы является обоснование параметров определяющих допускаемые скорости движения на подъездных ж.д. путях промышленных предприятий, а также определение комплексной системы реализации резервов по совершенствованию их работы.
При разработке требований к математическим моделям исследования взаимодействия железнодорожного пути и вагонов, в первую очередь необходимо определить основные критерии качества ( Ki ) вагонов (с учетом динамических процессов), выявить и обосновать их взаимосвязь с выходными координатами (ХІ ) и оптимизируемыми параметрами модели и динамические реакции (табл. 3.1.)
Решение этой задачи, как правило, основывается на эксплуатационных наблюдениях и экспериментальных исследованиях. Исследования, выполненные автором диссертации (гл.4), показали, что основной проблемой промышленного железнодорожного транспорта является низкий уровень безопасности движения и малые сроки службы элементов железнодорожного пути и ходовых частей подвижного состава. Исходя из этого, выбор и обоснование оптимизируемых параметров и критериев качества элементов конструкции пути и ходовых частей вагонов базируется на анализе данных эксплуатационных наблюдений, экспериментальных и теоретических исследований устойчивости вагона от схода с рельсов, устойчивости железнодорожного пути и подвижного состава, напряженно-деформированного состояния пути и ходовых частей при различных их конструкциях и условиях эксплуатации.
Одним из наиболее сложных вопросов исследования взаимодействия пути и подвижного состава является обоснование математической модели. Процесс обоснования модели характеризуется тремя основными этапами: 1) определение критериев обоснованности; 2) сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований; 3) корректировка модели. конкретная модель может являться обоснованной применительно: 1) к конкретной задаче; 2) к отдельному экипажу или целому классу экипажей; 3) к виду рельефа и условиям эксплуатации.
При обосновании математических моделей рельсовых экипажей обычно используют экспериментальные данные, это как правило экспериментальные частотные характеристики или временные данные (затем перемещений, скоростей, ускорений или усилий). Если первые актуальны при высоких скоростях движения, то вторые вполне приемлемы и для промышленного транспорта.
Большое внимание разработке математических моделей исследования взаимодействия пути и подвижного состава, определению критериев выбора и обоснования этих моделей уделяется в работах В.К.Гарга и Р.В.Дуккипати [23]. При этом отмечалось, что построение универсальной математической модели, в которой всесторонне учитывались бы все аспекты взаимодействия поезда и ж.д. пути практически невыполнимая задача. В работах [11,73] указано, что решение каждого класса задач целесообразно предварительно оценить требуемую степень детализации отдельных элементов с учетом особенностей данного экипажа, а также с точки зрения необходимости изучения некоторых его динамических характеристик. Оптимальная степень детализации расчетной схемы определяется целью расчета и предполагает упрощенное представление тех частей экипажа, для которых увеличение числа учитываемых степеней свободы практически не влияет на исследуемые динамические качества экипажа. Все математические модели исследования динамической системы «путь-поезд» В.К.Гарг и Р.В.Дуккипати подразделяют на 8 групп моделей. Это модели определяющие динамику экипажа: I) вертикальную и поперечную динамику; 2) поперечную устойчивость; 3) движение экипажа на криволинейном участке (динамику поезда); 4) продольную динамику; 5) поперечную устойчивость поезда; 6) вертикальную устойчивость поезда(динамику груза); 7) ударное воздействие на груз; 8) оценка повреждаемости груза.
Для условий промышленного железнодорожного транспорта, с учетом поставленных задач по оценке параметров определяющих допускаемые скорости движения, основное внимание следует обратить на 1, 2 и 3 группу моделей.
Математические модели могут решать следующие задачи: предварительная разработка вариантов конструкции; инженерная проработка окончательной конструкции; сравнение альтернативных конструкций; расчет эксплуатационных характеристик при различных условиях; планирование испытаний; оценка согласованности расчетов с эксплуатационными требованиями; определение условий безопасной эксплуатации.
В табл. 3.1. приведены рекомендуемые в качестве обоснования моделей переменные параметры и динамические реакции.
К условиям эксплуатации в первую очередь относятся осевые нагрузки, скорости движения, геометрические и динамические неровности пути, характеристики экипажей и их параметров.
Результаты расчета динамичєсішх сил взаимодействия колеса и рельса при движении грузового вагона в зоне предельно допустимых неровностей
Результаты проверки подъездного пути путеизмерительной станцией ЦП МПС № 35 показали, что по состоянию пути на 7 кривых скорость движения была ограничена до 40 км/ч по неисправностям по рихтовке, несоответствию возвышения наружного рельса и переменного радиуса в пределах переходных кривых, отступлениям по ширине колеи. На 7 кривых скорость движения поездов была ограничена до 15 км/ч. На этих кривых были обнаружены отступления по рихтовке IV степени. Одна из кривых протяженностью 270 м имеет три радиуса (270, 500 и 1000 м) с отступлениями по рихтовке IV степени и просадками по наружной и внутренней рельсовым нитям. На двух кривых разносторонней кривизны прямая вставка составляет 20 м, имеются отступления по рихтовке и уровню. По состоянию пути на 18 кривых движение поездов было закрыто по неисправностям в плане, профиле и ширине колеи. Разница между соседними стрелами в кривых была зарегистрирована от 92 до 111 мм. Ширина колеи по шаблону находилась в пределах от 1508 до 1544 мм. Кривые одного направления имели прямые вставки до 15 м. Одна из кривых имела 5 радиусов (150, 200, 280, 350 и 400 м) при наличии просадок.
Прямые участки пути с круговыми кривыми соединяются переходными кривыми. В многорадиусных кривых переход от одного радиуса к другому обеспечивается с помощью сопрягающей кривой. Сопрягающая кривая имеет переменный радиус. Назначение переходных и сопрягающих кривых заключается в обеспечении плавного перехода железнодорожных экипажей с прямого участка на круговую кривую, прохода по многорадиусной кривой, без толчков и ударов. Для обеспечения этого условия в пределах переходной кривой необходимо обеспечить плавное возрастание центробежных сил от нуля до конечного значения. В связи с этим радиус переходной кривой изменяется от бесконечности до радиуса круговой кривой. Радиус сопрягающей кривой плавно изменяется от радиуса одной круговой кривой до радиуса другой. Величина возвышения наружного рельса устанавливается в зависимости от текущего радиуса. Так в начале переходной кривой возвышение равно нулю, так как радиус в этой точке равен бесконечности. В конце переходной кривой возвышение устанавливается в соответствии с радиусом и скоростью движения.
Метод инженера М.Д. Поликарпова позволяет получить кривую с заданными проектными стрелами, обеспечивающими плавность движения поездов, позволяет планировать величину сдвижек в характерных точках кривой. В приложении 4, как пример, в табл. 5.3. представлен расчет, выполненный для выправки кривой на Байконурской железной дороге. Кривая находилась в расстроенном состоянии. Разность стрел прогиба составляла до 100 мм на 20 метровой хорде. Эта кривая была закрыта по состоянию в плане для движения поездов. Для выправки кривой потребовалось выполнить сдвижки от 300 до 700 мм. После рихтовки кривая в плане имела постоянный радиус с плавными переходными кривыми длиной 70 м. на рис.5.4. представлен график состояния кривой в плане до и после рихтовки и величины сдвижек в пределах кривой. Однако, в ходе расчета этот метод требует построения графиков, в связи с чем затрудняется использование вычислительной техники.
Эта же кривая была рассчитана методом дополнительных сдвигов (табл. 5.4, рис.5.5). Этот метод позволяет получить меньшую величину сдвигов, однако, это сказывается на плане линии, разница в стрелах в пределах кривой становится несколько больше.
Если кривая имеет незначительные отступления в плане, расчет ее выправки можно выполнить путем регулировки стрел. Из основного положения расчета кривых следует, что в случае сдвижки пути в некоторой точке, стрелы в соседних точках изменяются на величину половины сдвижки с обратным знаком. Применяя это положение, можно постепенно сгладить график натурных стрел и получить приемлемое решение.
Можно сделать следующие выводы: 1. В тех случаях, когда кривая короткая и имеет незначительные отступления (I-III степень), для выправки ее можно воспользоваться регулировочным методом расчета. Этот метод можно также использовать с целью незначительной корректировки стрел в пределах части кривой, в частности в зоне соединения переходной кривой с прямым участком пути (Ш - IV степень). 2. При значительных расстройствах плана кривой, отсутствии фиксированных точек, где сдвижка нежелательна или имеются ограничения в величине сдвижки целесообразно рассчитывать кривую графоаналитическим методом. Этот метод расчета позволяет получить кривую постоянного радиуса, а в случае расчета многорадиусных кривых плавный переход от одного радиуса к другому. 3. Способ дополнительных сдвижек обеспечивает плавность кривой при величинах сдвижек сравнительно меньше, чем при графоаналитическом методе расчета, но разница между соседними стрелами в пределах кривой несколько больше, чем в кривой, рассчитанной графоаналитическим методом. Этот метод не исключает появление заводин обратной кривизны в зоне соединения переходной кривой с прямым участком пути.
