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

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СРОКОВ

ВЫПОЛНЕНИЯ ПУТЕВЫХ РАБОТ

4.1 Расчет срока службы рельсов по одиночному выходу

по методике Г.М. Шахунянца

Вследствие различных причин, связанных с недостатком изготовления рельсов, содержания пути и подвижного состава, рельсы в процессе эксплуатации повреждаются и их приходится преждевременно изымать из пути в одиночном порядке. Своевременное обнаружение дефекта в стадии, в которой рельс еще может безопасно работать, является важнейшей задачей содержания пути. Обнаруженные дефектные рельсы должны быть сменены в пределах срока их «живучести», то есть за время, в течение которого дефект не достигает опасного уровня.

         Сплошная смена рельсов производится, как правило, при усиленном капитальном (капитальном) ремонте пути. В настоящее время сроки сплошной смены рельсов в большинстве случаев устанавливаются, 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.  Уровень одиночного изъятия рельсов определяется из двух основных условий:

- обеспечения безопасности движения поездов;

- минимума затрат в перевозочном процессе и путевом хозяйстве, обусловленных одиночной заменой рельсов.

         В данном разделе выполнен расчет срока службы рельсов по одиночному выходу по методике, изложенной в § ІV-4, [2].

Допустимый тоннаж (брутто), после прохода которого необходима первая сплошная смена рельсов, определяется по формуле:

                      ,                                         (1)

здесь через показаны произведения из вводимых в формулу коэффициентов учета влияния различных факторов, в частности λ_р, λ_осн, λ_б,  λ_з.п,  λ_кл,  λ_R,  λ_l:

λ_р      -        коэффициент учета качества рельсов, для объемно

закаленных рельсов повышенного качества принимается

λ_р =1,5;

λ_осн    -        коэффициент учета качества подрельсового основания, при

железобетонных шпалах с прокладками повышенной упругости λ_осн =1;

λ_б      -        коэффициент влияния балластного слоя, для щебеночного

балласта λ_б =1;

λ_з.п     -        коэффициент влияния земляного полотна, для обычного

исправного земляного полотна  λ_з.п =1;

λ_кл     -        коэффициент учета климатических условий, при обычных

климатических условиях λ_кл=1;

λ_R      -        коэффициент снижения допустимого по условиям одиночного

выхода рельсов тоннажа Т, после которого требуется сплошная смена рельсов в кривых, при R≥1200 м  λ_R =1;

λ_l-коэффициент, учитывающий влияние длины рельсов согласно

формуле ІV-21, [2]:

                                                     (2)

где    l       -        средняя длина плети, на линии Санкт-Петербург – Москва

принимается равной 1700 м.

При рассмотрении сроков службы рельсов по одиночному выходу, следует иметь ввиду, что из строя выходят в первую очередь рельсы, обладающие минимумом сопротивления зарождению или дальнейшему развитию того или иного дефекта и находящиеся под наибольшим воздействием динамических сил, поэтому следует учесть влияние именно этих сил.

С учетом вышесказанного и формул (ІV-28), [2], допустимый тоннаж (брутто), после прохода которого необходима первая сплошная смена рельсов,  можно определить выражением:

,                                       (3)

где        -        средневзвешенное по тоннажу значение динамической наг-

                            рузки. Если принять, что в условиях, для которых определя-

                            лись сетевые нормы тоннажа, осевые нагрузки и скорости

                            движения составляли для рельсов Р65 осредненно составляли

q_0н=18 т/ось и V_н=60 км/ч, то ориентировочно для расчета оди-

ночного выхода рельсов по данной методике можно принять:

=31,0 т/ось;

      -        средневзвешенное по тоннажу значение динамической наг-

рузки на ось в технико-экономических расчетах может быть

ориентировочно принято по формуле:

,                                         (4)

где          -        скорость движения поездов i-й категории, км/ч;

     -        нагрузка на ось от подвижного состава i-й категории, т/ось;             -         доля по весу нагрузок  от общего веса всех проходящих

                   по участку нагрузок;

      -        погонная масса рельса, при рельсе Р65  =64,64 кг/м;

     -        ожидаемая грузонапряженность, млн. ткм брутто/км в год,

=25,4 млн. ткм брутто/км в год.

         Суммарный одиночный выход γ и выход γ₁ в последний год перед сплошной сменой находится по форулам (ІV-29,б) и (ІV-29,в), [2]:

;                               (5)

                                             (6)

         Проведем расчет Т, γ, γ₁, для вариантов, указанных в таблице 3. Во всех случаях предполагаем, что на линии Санкт-Петербург – Москва наряду с пригородным, пассажирским скоростным и высокоскоростным движением, сохраняется и грузовое движение. Доли, осевые нагрузки i-х категорий поездов и скорости их движения также приведены в таблице 3.

Т а б л и ц а 3

№ вар.	категории поездов
	пригородные			пассажирские скоростные				высоко- скоростные			грузовые
	доля, %	осев. нагр. т/ось	Vдв, км/ч	доля, %	осев.нагр. т/ось		Vдв, км/ч	доля, %	осев. нагр. т/ось	Vдв, км/ч	доля, %	осев. нагр. т/ось	Vдв, км/ч
					лок.	ваг.
1	20	12,5	120	40	20,5	14,2	160	20	18	250	20	23	90
2	15			30				15			40
3	20			20				40			20
4	15			35				10			40

Проведенные расчеты дали следующие результаты (см табл. 4).

Т а б л и ц а 4

№ вар	допустимый тоннаж до первой смены рельсов Т, млн. тонн брутто	суммарный одиночный выход рельсов за период нормативной наработки γ, шт/км	выход рельсов в последний год перед их сплошной сменой γ1, шт/км в год	срок службы рельсов t, лет
1	790,5	6,4	0,41	31,12
2	781,9	6,4	0,42	30,78
3	747,1	6,4	0,44	29,41
4	793,7	6,4	0,41	31,25

Таким образом, получено, что за период нормативной наработки во всех случаях суммарный одиночный выход рельсов γ равен 6,4 шт/км, что больше величины суммарного одиночного выхода рельсов для пути 1-го класса, который регламентируется в пункте 2.3, [4]:

γ=6,4>[γ]=4.