Результаты исследований силового воздействия колес полувагонов с осевой нагрузкой 25 тс на рельсы в кривых участках пути

Введение. Внедрение подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками делает вопрос оценки силового воздействия колес на железнодорожный путь более острым и актуальным. В специальной литературе описывается достаточно много методов измерений боковых сил и бокового износа с различной степенью точности. Однако вопрос о том, как правильно расположить измерительные устройства по длине круговой части кривой, на каком расстоянии друг от друга, с какой частотой производить измерения силовых параметров в течение срока эксплуатации данных рельсовых нитей, остается открытым. В статье рассмотрены вопросы воздействия колес полувагонов с осевой нагрузкой 25 тс на нагруженность и изнашивание рельсовых нитей в кривых разного радиуса.

Материалы и методы. Для анализа и детализации суммарных нагрузок от каждого колеса вагонов на рельсовые нити на втором главном пути Слюдянской дистанции пути Восточно-Сибирской дирекции инфраструктуры (на спуске) были выбраны две кривые (R298 и R565 м) с почти одинаковыми уклонами и сопоставимыми параметрами эксплуатации. Были выполнены испытания по измерению нагрузки на рельсы на двух опытных участках пути, а также проведены измерительные проезды диагностического комплекса инфраструктуры «Спринтер-Интеграл» (АО «Фирма ТВЕМА») по опытным кривым.

Результаты. Обработке и анализу подлежали данные, полученные для полувагонов с осевой нагрузкой 25 тс (245, 3 кН). Установлено, что из всех колес, прошедших по участку в кривой R298 м, 58% действуют на внутренний рельс с направлением наружу рельсовой колеи и 42% — внутрь. На внутренний рельс действует средняя боковая сила 37,9 кН, направленная наружу, и 30,9 кН, направленная внутрь. Аналогичные данные были получены и для кривой R565 м. Сопоставление эпюр бокового износа и боковых сил, полученных для обеих кривых, показало синхронность их изменений.

Обсуждение и заключение. Для более полного анализа результатов воздействия колес на рельсы необходимо оценивать воздействие боковых сил, что особенно важно для кривых участков пути.

1. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. 560 с. [Verigo M.F., Kogan A.Ya. Interaction of track and rolling stock. Moscow: Transport; 1986. 560 p. (In Russ.)].

2. Ромен Ю.С. Взаимодействие пути и экипажа в рельсовой колее. M.: РАС, 2019. 160 с. [Romen Yu.S. Interaction of the path and the crew in the rail track. Moscow: RAS; 2019. 160 p. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/dprfoa.

3. Ромен Ю.С. Факторы, обуславливающие процессы взаимодействия в системе колесо—рельс при движении поезда в кривых // Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2015. Т. 74, №1. С. 17–26 [Romen Yu. S. Factors Responsible for Wheel — Rail Interaction in Curves. Russian Railway Science Journal. 2015;74(1):17-26. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/tolhqr.

4. Ромен Ю.С., Суслов О.А., Баляева А.А. Определение сил взаимодействия в системе колесо—рельс на основании измерения напряжений в шейке рельса // Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76, №6. С. 354–361 [Romen Yu.S., Suslov O.A., Balyaeva A.A. Determining the force of interaction in a wheel—rail system based on measuring stresses in rails neck. Russian Railway Science Journal. 2017;76(6):354-361. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-6-354-361.

5. Бржезовский А. М. Предложения по разработке референтной методики измерения боковых сил // Вестник Научноисследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2022. Т. 81, №2. С. 101–113 [Brzhezovskiy A.M. Proposals for development of a reference method for measuring lateral forces. Russian Railway Science Journal. 2022;81(2):101-113. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2022-81-2-101-113.

6. Коган А.Я. Оценка интенсивности бокового и вертикального износов рельсов под проходящими поездами // Вестник Научноисследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76, №3. С. 138–145 [Kogan A.Ya. Evaluation of the intensity of lateral and vertical wear of rails under passing trains. Russian Railway Science Journal. 2017;76(3):138-145. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-3-138-145.

7. Карпущенко Н.И., Величко Е.С., Антерейкин Е.С. Анализ процессов нарастания износа рельсов и их ресурса в кривых участках пути // Наука и транспорт. 2012. №3. С. 48–51 [Karpushchenko N.I., Velichko E.S., Antereykin E.S. Analysing processes contributing to greater wear of rails and reduction of their service life in curved segments of the track. Nauka i transport. 2012;(3):48-51. (In Russ.)].

8. Исследование бокового износа рельсов в кривых на перевальном участке / Н. И. Карпущенко [и др.] // Путь и путевое хозяйство. 2018. №9. С. 35–40 [Karpuschenko N.I., Antereykin E.S., Zamelova D.Yu., Trukhanov P.S. Research work of rail wear in curved track in the pike. Railway Track and Facilities. 2018;(9):35-40. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/xydwzv.

9. Карпущенко Н.И., Река Е.М. Интенсивность бокового износа рельсов в кривых в зависимости от эксплуатационных условий // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 2 (61). С.57–66 [Karpushchenko N.I., Reka E.M. Intensity of rail lateral wear in curves depending on operating conditions. The Siberian Transport University Bulletin. 2022;(2):57-66. (In Russ.)]. https://doi.org/10.52170/1815-9265_2022_61_57.

10. Бороненко Ю.П., Рахимов Р.В. Экспериментальное определение боковых нагрузок от взаимодействия колеса с рельсом // Транспорт Российской Федерации. 2019. №6(85). С. 50–53 [Boronenko Yu.P., Rakhimov R.V. Experimental determination of side loading from wheel–rail interaction. Transport of the Russian Federation. 2019;(6):50-53. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/nlzoyr.

11. Певзнер В.О., Белоцветова О.Ю., Потапов А.В. Результаты наблюдений по оценке влияния эксплуатационных факторов на боковой износ рельсов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2016. Т. 75, №4. С. 242–247 [Pevzner V.O., Belotsvetova O.Yu., Potapov A.V. Results of observations to evaluate the impact of operational factors on the side rail wear. Russian Railway Science Journal. 2016;75(4):242-247. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-4-242-247.

12. Экспериментальное определение боковых сил в системе «колесо – рельс» при движении поездов по горно-перевальному участку / А. П. Ресельс [и др.] // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2020. Т. 65, №1. С. 75–84 [Resel’s A.P., Filatov E.V., Koven’kin D.A., Baranov T.M. Experimental determination of lateral forces in the «wheel—rail» system during the movement of trains along the mountain-pass section. Modern Technologies. System Analysis. Modeling. 2020;65(1):75-84. (In Russ.)]. https://doi.org/10.26731/1813-9108.2020.1(65).75-84.

13. Краснов О.Г., Акашев М.Г., Колтунов В.Ю. Силовые факторы, действующие на путь от разных типов подвижного состава в условиях горно-перевального участка // Наука 1520 ВНИИЖТ: Загляни за горизонт: сб. матер. науч.-практ. конф. АО «ВНИИЖТ», Щербинка, 26–27 августа 2021 г. Щербинка: АО «ВНИИЖТ», 2021. С. 110–115 [Krasnov O.G., Akashev M.G., Koltunov V.Yu. Force factors acting on the track from different types of rolling stock in the conditions of the mountain-overpass area. In: Science 1520 Railway Research Institute: Look beyond the horizon: Collection of research and practice conference materials JSC VNIIZhT, 26–27 August 2021, Shcherbinka. Shcherbinka: JSC VNIIZhT; 2021. p. 110–115. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/cthcgv.

14. Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения: конструкция и содержание железнодорожной инфраструктуры: [сб. ст.] / пер. с англ. С.М. Захарова. М.: Интекст, 2012. 568 с. [Zakharov S.M. (transl.) Generalisation of Global Experience in HeavyHaul Traffic: Design and Maintenance of Railway Infrastructure: [collection of articles]. Moscow: Intext Publ.; 2012. 568 p. (In Russ.)].

15. Эволюция повреждаемости рельсов дефектами контактной усталости / Е.А. Шур [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2015. Т. 74, №3. С. 3–9 [Shur E.A., Borts A.I., Sukhov A.V., Abdurashitov A.Yu., Bazanova L.V., Zagranichek K.L. Evolution of the ContactFatigue Defects Caused Rail Failure Rate. Russian Railway Science Journal. 2015;74(3):3-9. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/tuvqnp.

16. Луговский А.Ю., Богданов О.К. Правильно ли мы определяем интенсивность бокового износа в кривых? // Путь и путевое хозяйство. 2022. №6. С. 33–37 [Lugovsky A.Yu., Bogdanov O.K. Do we correctly determine the rate of side wear in curves? Railway Track and Facilities. 2022;(6):33-37. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/gdoyxy