Оценка надежности конструкций верхнего строения пути. Управление надежностью бесстыкового пути

Страницы работы

58 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Далее с использованием полученных значений составляем систему уравнений:

Tcp – 2,443 st = 300 млн.т брутто;

Tcp – 2,389 st = 385 млн.т брутто;

Tcp – 1,944 st = 470 млн.т брутто;

Tcp – 1,820 st = 555 млн.т брутто;

Tcp – 1,688 st = 640 млн.т брутто;

Tcp – 1,526 st = 725 млн.т брутто;

Складывая эти уравнения, получим:

6Tcp – 11,81 st = 3075 млн.т брутто.

Для получения второго уравнения системы домножим уравнения на квантили UPi и получим:

2,443 Tcp – 5,968 st = 732,9 млн.т брутто;

2,389 Tcp – 5,707 st = 919,76 млн.т брутто;

1,944 Tcp – 3,779 st = 913,68 млн.т брутто;

1,820 Tcp – 3,312 st = 1010,1 млн.т брутто;

1,688 Tcp – 2,849 st = 1080,32 млн.т брутто;

1,526 Tcp – 2,329 st = 1106,35 млн.т брутто;

Складывая эти уравнения, получим:

11,81Tcp – 23,944 st = 5763,11 млн.т брутто.

Значения параметров Tcp и st определим, решая систему полученных двух уравнений:

6 Tcp11,81 st = 3075 млн.т брутто.

11,81 Tcp23,944 st = 5763,11 млн.т брутто.

ВыразимTcp из 1-го уравнения системы:

 Tcp = (3075 + 11,81 st)/6

Подставим значение  во 2-е уравнение системы:

11,81*(3075 + 11,81 st)/623,944 st = 5763,11.

6052,625 + 23,246 st23,944 st = 5763,11.

0,698 st = -289,515

st = 414,78

Подставим значение  в 1-е уравнение системы:

Tcp= 1328,9

Для данного случая принимаем, на основании вышеприведенных расчетов, Tcp = 1328,9 млн. т. брутто, s= 414,78 млн. т. брутто.

Оценка доверительных границ (95%) найденных значений параметров Tcp и st производится по формулам:

;

.

Находим коэффициент усечения выборки:

=

По приложению 3 методических указаний для k = 1,46 находим

 f2(1,46) = 29,96                           f3(1,46) = 10,71

Тогда:

  млн.т брутто;

       млн.т брутто.

Используя формулы (1.30) и (1.31), найдем 95%-ные доверительные интервалы:

Tcp(max/min) = 1328,9 ± 2*52,19 = 1433,28 …. 1224,52  млн. т;

s(max/min) = 414,78 ± 2*31,21 = 477,2 ... 352,36 млн. т.

Прогнозирование отказов шпал производится по формуле:

nш (t)=ЭF (t)                                                          (1.47)       

где Э – средняя эпюра шпал, по заданию 1892

В связи с тем, что используется усеченная выработка и требуется высокая точность расчетов, интегральную функцию вероятности отказов определим по формуле (1.38).

Расчет сводится в таблицу 1.9.

Таблица 1.9

Расчет отказов шпал

Наработка,

млн. т брутто

Квантиль UPi

Вероятность

Число отказов n

Приращение отказов

300

385

470

555

640

725

2,48

2,27

2,07

1,86

1,66

1,46

0,00657

0,0116

0,01923

0,03144

0,04846

0,07215

12,43

21,95

36,38

59,48

91,69

136,51

-

9,52

14,43

23,10

32,21

44,82

Наибольшую угрозу для безопасности движения поездов представляет образование кустов из трех и более негодных шпал.

В соответствии с исследованиями вероятность такой ситуации определяется по зависимости

                                              (1.48)

Fk (t1 ) = 0,006572 = 0,0000432

Fk (t2 ) = 0,011602 = 0,0001345

Fk (t3 ) = 0,019232 = 0,0003679

Fk (t4 ) = 0,031442 = 0,0009884

Fk (t5 ) = 0,048462 = 0,0023487

Fk (t6 ) = 0,072152 = 0,0052056

Количество кустов негодных шпал определится по формуле :

.                                                   (1.49)

Тогда

nk (t1) = 0,0000432 * 1892 = 0,08173

nk (t1) = 0,0001345 * 1892 = 0,2545

nk (t1) = 0,0003679 * 1892 = 0,6960

nk (t1) = 0,0009884 * 1892 = 1,8700

nk (t1) = 0,0023487 * 1892 = 4,4437

nk (t1) = 0,0052056 * 1892 = 9,8489

Образование кустов из трех и более шпал при наработке до 225 млн. т брутто маловероятно.

На рис. 4 представлена зависимость появления кустов из 3 и более негодных шпал от наработки.

Состояние балластного слоя принято оценивать засоренностью щебня, протяженностью пути и выплесками загрязненного балласта у шпал или количеством отступлений по показателям вагона-путеизмерителя.

Наиболее просто и наглядно оценивать состояние балласта по доле протяженности пути с выплесками:

,                                                   (1.50)

где m(ti) – протяженность пути с выплесками, м, в момент времени или наработки ti.

По результатам наблюдений строится упорядочный ряд m(ti) по мере возрастания ti, определяются частотности F(ti) и квантили нормального распределения UPi, а по ним указанным ранее способом – Tcp и st этого ряда наблюдений. По этим параметрам можно установить наработку для любой доли протяженности пути с выплесками.

В инструкции по текущему содержанию пути [2] доля протяженности пути с грязевыми выплесками варьируется от 5 до 30%, при этом скорости движения поездов ограничиваются от 140 до 25 км/ч.

Из формулы (1.50) выразим протяженность пути с выплесками m(ti):

m(ti) = F(ti)* 1000

Результаты вычислений сведены в таблицу 1.10

Таблица 1.10. Расчет протяженности пути с выплесками

Наработка,

млн. т брутто

Квантиль UPi

Вероятность

Протяженность пути с выплесками

m(ti)

300

385

470

555

640

725

2,48

2,27

2,07

1,86

1,66

1,46

0,00657

0,0116

0,01923

0,03144

0,04846

0,07215

6,57

11,6

19,23

31,44

48,46

72,15

График зависимости протяженности пути с выплесками от пропущенного тоннажа (рис. 5) строим по таблице 1.10.

2 Управление надежностью бесстыкового пути

Оценка надежности рельсов бесстыкового пути может быть осуществлена так же, как для обычных рельсов, при этом плети условно делятся на отрезки длиной 12,5 м (такова длина рельсовой вставки, ввариваемой при восстановлении лопнувшей плети). Рельсы уравнительных пролетов из рассмотрения исключаются, так как интенсивность их отказов в 5–6 раз выше, чем на длине плети, и за срок службы плетей эти рельсы меняют несколько раз. Надежность рельсов и скреплений оценивается таким же порядком, как уже описано.

В технических условиях на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути усиленный капитальный ремонт бесстыкового пути назначается по следующим критериям (табл. 2.1) (для группы и категории пути А5)

Таблица  2.1

Критерии назначения усиленного капитального ремонта пути

Группа и категории пути

Основной критерий

Дополнительные критерии

одиночный выход рельсов

(в сумме за арок службы), шт/км

Количество негодных элементов, %

шпалы

подкладки и

закладные болты

А1–А5

3 и более

3

15

Для пути групп и категорий А1 – А5, исходя из данных таблицы 2.1, вероятности отказов рельсов Fp(ti), шпал Fш(ti) и скреплений Fс(ti) составят:

;

.

При этом вероятность безотказной работы рельсошпальной решетки бесстыкового пути

=

= (1-0,01875) (1-0,03) (1-0,015) = 0,8090

Uр=0,878

Оценка – это не вероятность возникновения аварийной ситуации на рассматриваемом километре, а вероятность существенных экономических потерь. Дело в том, что вероятность необнаружения дефекта и излома дефектного рельса под поездом не превышает 0,0045 (222 замены на один излом), вероятность крушения или аварии поезда при изломе рельса составляет 0,018 (55 изломов на один сход). То есть вероятность аварии или крушения при появлении дефектного рельса не превышает 0,000081, что соответствует замене 12 346 дефектных рельсов.

Железобетонные шпалы являются высоконадежными, и их состояние в первом межремонтном цикле обычно не угрожает безопасности движения (норма ТУ, допускающая 3 дефектные шпалы на километр, является сильно заниженной).

Достаточно надежными элементами бесстыкового пути являются рельсовые

Похожие материалы

Информация о работе