Строительство и архитектура \ Конструкция высокоскоростного наземного транспорта

Технико-экономическое обоснование сроков выполнения путевых работ участков высокоскоростного движения (Раздел дипломной работы), страница 2

Результаты расчетов величины допустимого тоннажа (брутто), после прохода которого необходима первая сплошная смена рельсов и срока службы рельсов t для [γ]=4 приведены в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

№ вар	допустимый тоннаж до первой смены рельсов Т´, млн. тонн брутто	выход рельсов в последний год перед их сплошной сменой γ₁´, шт/км в год	срок службы рельсов t´, лет
№ вар	при [γ]=4
1	624,9	0,33	24,6
2	618,1	0,33	24,3
3	590,5	0,34	23,3
4	627,4	0,32	24,7

Развитие дефектов в рельсах ускоряется при увеличении скоростей движения поездов. Влияние скоростей движения на повреждения рельсов объясняется усилением динамических сил в результате образования на поверхности катания головки разнообразных неровностей. Существенную дополнительную роль при этом играют также вертикальные и боковые неровности на рельсовых нитях, возникновение которых связано с недостатками в содержании пути и с нарушениями и повреждениями элементов скреплений, шпал и балласта.

Норма наработки (межремонтного тоннажа) устанавливается с учетом зависимости накопленных отказов дефектных рельсов [γ]. Как видно из рис. 4.1.1 (приведенному в [6]), эта зависимость нелинейная.

Рис. 4.1.1 Зависимость накопленных отказов от наработки

Для обеспечения высокого уровня надежности УК со сплошной сменой рельсов для линии с высокоскоростным движением целесообразно назначить тогда, когда суммарное количество отказавших рельсов на 1 км пути за весь срок службы составит [γ]=3 шт/км.

Результаты расчетов величины допустимого тоннажа (брутто), после прохода которого необходима первая сплошная смена рельсов и срока службы рельсов t для [γ]=3 приведены в таблице 6.

Т а б л и ц а 6

№ вар	допустимый тоннаж до первой смены рельсов Т´, млн. тонн брутто	выход рельсов в последний год перед их сплошной сменой γ₁´, шт/км в год	срок службы рельсов t´, лет
№ вар	при [γ]=3
1	541,2	0,28	21,3
2	535,3	0,28	21,1
3	511,4	0,30	20,1
4	543,3	0,28	21,4

Фактическая зависимость накопленных отказов от наработки (по результатам расчетов при Т=100, 200, 300, 400, 500 млн. т брутто) представлена на рис. 4.1.2.

Рис. 4.1.2 Расчетная зависимость отказов от наработки

Вывод по разделу 4.1

Таким образом, поскольку в настоящее время периодичность выполнения капитальных ремонтов устанавливается по сроку службы рельсов, а также исходя из ограничения общего количества γ рельсов, изымаемых из пути за весь срок их службы в одиночном порядке из-за дефектности, и наибольшего годового их выхода γ₁ в год перед ремонтом, то целесообразно на высокоскоростной линии Санкт-Петербург – Москва назначить проведение УК после наработки 500 млн. тонн брутто, то есть с периодичностью 1 раз в 20 лет. При этом суммарный одиночный выход рельсов γ будет равен 3 шт/км, а их выход в последний год перед сплошной сменой будет не более 0,30 шт/км в год.

4.2 Расчет срока службы рельсов по методике Л.П. Мелентьева

Методика расчета Г.М. Шахунянца учитывает влияние скоростей движения поездов на срок службы рельсов в диапазоне скоростей до 120 км/ч. Методика расчета срока службы рельсов, приведенная в [6], позволяет с помощью одного из поправочных коэффициентов, полученных на основе обработки многочисленных статистических данных по одиночному выходу рельсов, скорректировать срок службы рельсов при скорости 250 км/ч.

При среднесетевых условиях, характеризуемых средней статической осевой нагрузкой 135 – 140 кН, средней грузонапряженностью 28 – 32 млн. т км брутто в год и средней технической скоростью 48 – 60 км/ч, тоннаж, соответствующий началу периода прогрессирующего количества отказов рельсов γ (в сумме за год 2-3 шт/км), равен примерно 700 млн. т брутто. Эту величину при расчете будем рассматривать, как базовую наработку. Отклонение от среднесетевых условий, а также изменение категории по массе и виду рельсов (термообработка, легирование стали и др.), конструкции верхнего строения пути и т. д. неизбежно отражается на величине базовой наработки. Поэтому для определения нормативных величин наработки (тоннажа) для рельсов разных типов, видов и лежащих на участках с разными эксплуатационными условиями принята следующая структурная формула:

, (7)