Влияние ненагруженных рельсов на распределение прогиба стрелочного бруса в соединительных путях

Представлены результаты исследования влияния ненагруженных рельсов в соединительных путях на распределение прогибов железобетонных стрелочных брусьев при движении по прямому направлению. На основе метода конечных элементов (МКЭ) построена расчетная пространственная модель соединительных путей стрелочного перевода, включающая нагруженные и ненагруженные рельсы и брусьями на сплошном упругом основании. Проведена верификация модели путем сопоставления расчетов МКЭ с классическим решением для балки на упругом основании методом начальных параметров (функции Крылова). Сравнение полученных результатов показало хорошую сходимость. Установлены количественные зависимости изменения жесткости системы и распределения прогибов по длине бруса в зависимости от его длины и схемы нагружения. Показано, что ненагруженные рельсы снижают максимальный прогиб на 5–15%, смещают его точку к середине бруса и способствуют более равномерному распределению нагрузки. Исключение из расчетов ненагруженных рельсов дает завышение коэффициента эффективности распределения нагрузок стрелочным брусом на балласт. «Обратный» изгиб концов бруса, характерный для расчетной схемы балки на сплошном упругом основании, практически не изменяется от наличия ненагруженных рельсов. Данный параметр в основном определяется длиной бруса и жесткостью основания, что подтверждает и уточняет классические подходы В.Ф. Яковлева и И.И. Семенова.

1. Волошко Ю.Д., Орловский А.Н. Как работают стрелочные переводы под поездами. М. транспорт,1987. 120 с.

2. Глюзберг Б. Э., Титаренко М.И., Королев В.В. Основные причины отказов рельсовых элементов стрелочных переводов // Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений: Сборник научных докладов по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая комиссия», Екатеринбург, 23–25 октября 2012 года. Екатеринбург: ОАО «УИМ», 2013. С. 176–187. EDN: MEMKKM.

3. Глюзберг Б.Э. Модернизация и совершенствование стрелочных переводов // Железнодорожный транспорт. 2015. № 7. С. 54–57. EDN: UDLPFP.

4. Глюзберг Б.Э. Перспективы развития стрелочной продукции для российских железных дорог // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. 2015. Т. 8. № 8(8). С. 34–38. EDN: WEOJIR.

5. Глюзберг Б.Э., Титаренко М.И., Королев В.В. Рельсовые элементы стрелочных переводов // Железнодорожный транспорт. 2013. № 11. С. 44–46. EDN: RELLLF.

6. Глюзберг Б.Э. Применение оптимизационных алгоритмов для усовершенствования конструкции стрелочных переводов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2016. Т. 75. № 2. С. 67–73. EDN: VXQARR.

7. Далзель Г. Новые конструкции стрелочных переводов в Великобритании // Железные дороги мира. 2007. № 2. С. 74–77.

8. Блажко Л.С., Захаров В.Б., Черняев Е.В., Шехтман Е.И. Продление срока службы стрелочного перевода за счет неравножесткости рельсовых нитей переводной кривой построение системы управления безопасностью движения в железнодорожной компании с учетом экономических факторов построение системы управления безопасностью движения в железнодорожной компании с учетом экономических факторов // Бюллетень результатов научных исследований. 2017. № 4. С. 7–14. EDN: TGGMGF.

9. Егоров М.А. Конструктивно-технологические и организационные мероприятия повышения стабильности геометрии рельсовой колеи на стрелочных переводах: специальность 05.22.06 «Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог»: дис. ... канд. тех. наук. 2017. 250 с. EDN: UZGITW.

10. Ермаков В.М., Егоров М.А. Динамическое моделирование взаимодействия стрелочного перевода с подвижным составом // Железнодорожный транспорт. 2016. № 8. С. 64–66. EDN: WIAANL

11. Ромен Ю.С., Глюзберг Б.Э., Тимакова Е.А., Быков В.А. Особенности математического моделирования динамических процессов прохождения вагоном стрелочного перевода // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2020. Т. 79. № 3. С. 119–126. DOI: 10.21780/2223-9731-2020-79-3-119-126. EDN: HKJVRW.

12. Нефедова Е.В., Епишко Е.С. Расчет напряжений стрелочного перевода путем моделирования в программе SolidWorks // Наука и молодежь XXI века. Материалы VI научно-технической конференции (г. Новосибирск, 29 октября 2 ноября 2007 г.) / СГУПС. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2008. С. 33–34.

13. Яковлев В.Ф. Некоторые вопросы статического расчета элементов стрелочных переводов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / МПС СССР. Ленингр. ордена Ленина ин-т инженеров ж.-д. транспорта им. акад. В.Н. Образцова. Л., 1955. 16 с.

14. Семенов И.И. Об упругих неровностях рельсовых нитей в пределах стрелочного перевода. Стрелочные переводы для высоких скоростей движения поездов: Сб. трудов. Вып. 21 / под ред. д.т.н., проф. С.В. Амелина. Л., 1963. С. 158–180.

15. Горбунов-Посадов М.И. Балки и плиты на упругом основании. М.: Изд-во и тип. № 1 Машстройиздата в Л., 1949. 239 с. EDN: USXQSY.

16. Лысюк В.С., Сазонов В.Н., Башкатова Л.В.; Лысюк В.С., Сазонов В.Н., Башкатова Л.В. Прочный и надежный железнодорожный путь. М.: Академкнига, 2003. EDN: QNQVKN.