Статья: ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ (2024)

В статье представлены результаты обследований и испытаний железнодорожного моста с пролетными строениями из сквозных главных ферм расчетной длиной 66 м после проведения работ по замене вышедшего из строя элемента верхнего пояса. Свойство живучести пролетного строения, заключающееся в пространственном перераспределении усилий между неповрежденными элементами, и избыточная прочность элементов по отношению к обращающимся нагрузкам позволили предотвратить прогрессирующее обрушение пролетного строения и даже некоторое время пропускать поезда по Транссибу. В статье экспериментально исследуются факторы, влияющие на напряженно-деформированное состояние ферм. Предварительное обследование проводилось при помощи метода лазерного сканирования, по результатам которого создано облако точек, охватывающее все конструкции опор и пролетного строения. Испытания осуществлялись под проходящими нагрузками. При испытаниях контролировались прогибы ферм, вертикальные осадки опорных частей и фибровые напряжения некоторых элементов пролетного строения. Установлено, что пролетное строение имеет нарушения своей геометрии в виде наклонов вертикальных элементов с отклонением до 110 мм, перекосы точек опирания до 18 мм по высоте. Испытания показали сложное напряженно-деформированное состояние конструкции и неравномерное распределение напряжений по элементам фермы, отличающееся от классически принятых расчетных предпосылок: многие элементы фермы работают на сжатие с изгибом, а вклад напряжений изгиба превышает вклад осевых напряжений. Если общие прогибы двух ферм друг от друга практически не отличаются, то фибровые напряжения элементов крайних панелей на 70 % могут состоять из деформаций изгиба и больше свойственны поясам фермы. Зафиксированы неравномерные осадки опорных частей под нагрузкой, с разницей более чем в два раза. В статье сделаны выводы и предположения о факторах, послуживших причинами выхода из строя несущих элементов.

Целью данной работы является выбор оптимальной формы заточки нагелей, предназначенных для огнестрельной забивки, и разработка методики оценки и прогнозирования глубины забивки нагеля крестообразного поперечного сечения при помощи монтажного пистолета. Обе задачи решались на основе экспериментальных данных, полученных при многократном забивании нагелей с помощью модифицированного строительного пистолета ПЦ 52-1. В первом случае за критерий оптимальной формы заточки принимались плотность посадочного гнезда, получаемого после забивки нагеля, и технологичность процесса его заточки. При проведении экспериментов было забито большое количество нагелей крестообразного сечения с самой различной заточкой, а также ранее известных нагелей, таких как нагель Н. Ф. Котова. Проведенные исследования показали, что наиболее подходящим для огнестрельной забивки является нагель крестообразного сечения с ножевой конической заточкой. Прогнозирование глубины забивки опиралось на экспериментальные данные, полученные при огнестрельном забивании нагелей различных поперечных размеров в брус из древесины сосны поперечным сечением 10 на 15 см, расположенный на бетонном основании. При этом изучалась зависимость глубины забивки от мощности патрона и влажности древесины бруса. Для прогнозирования глубины забивки предложено использовать экспоненциальную аппроксимацию зависимости глубины забивки от поперечных размеров нагеля. Данное предложение хорошо подтверждается экспериментальными результатами. Определены константы, характеризующие быстроту уменьшения глубины забивки для патронов Д-1 при забивании в древесину сосны влажности 25 % и для патронов Д-2 при забивании в древесину сосны влажности 15 %.

Проектирование опор ЛЭП, обеспечивающих бесперебойное электроснабжение и безаварийную работу при минимальных затратах, является актуальной и важной задачей. В статье приведены результаты исследований по оптимизации конструктивной системы промежуточной опоры ЛЭП в металлическом исполнении. Вид опоры выбран на основании обзора статистических данных, который показал, что разрушение именно промежуточных опор составляет наибольший процент от общего числа разрушений всех опор в целом.

В статье приведены результаты исследований влияния вида решетки ствола металлической промежуточной опоры ЛЭП типа 1П220-2 на ее массу, количество узловых соединений, а также параметры надежности, такие как прочность, жесткость и устойчивость. По результатам расчетов оптимальными показателями обладает полураскосная и крестовая решетка из элементов гнутосварного квадратного профиля, который рекомендуется применять для элементов, работающих на условное центральное растяжение и сжатие.

Исследована зависимость ширины базы металлической опоры к ее общей высоте. Отмечено, что большая ширина базы затрудняет монтаж и транспортировку опоры, поскольку влияет на длину элементов ее решетки.

Рассмотрено влияние изменения ширины ствола по высоте на массу опоры в целом. Отмечено, что постоянная ширина ствола позволяет унифицировать элементы решетки, что уменьшает общие затраты на изготовление опоры.

В рамках государственной программы по освоению Арктической зоны Российской Федерации планируется строительство новых мостов и различных гидротехнических сооружений. Для освоения данных территорий ежегодно сооружается большое количество ледовых переправ и зимников, поскольку большинство низовьев больших (судоходных) рек Сибирского и Дальневосточного регионов находятся в суровых климатических (северных) условиях. В связи с этим в статье выполнен обзор работ по оценке ледовых воздействий на опоры мостов и других искусственных сооружений.

Кроме того что пресноводный лед по своим физико-механическим свойствам и кристаллическому строению значительно отличается от морского, лед в верховье и низовье одной и той же реки также может различаться ввиду неопределенного количества притоков различного химического состава. По этой причине проблема взаимодействия ледяных полей и опор мостов, подходов к оценке прочности речного и «технического» льда весьма актуальна и обширна.

В статье рассмотрены различные механизмы разрушения пресноводного льда при его контакте с поверхностью опоры моста на реках, протекающих по территории Российской Федерации. Приведены схемы образования вертикальных и горизонтальных трещин в зоне контакта льда и опоры. Также отмечена необходимость учета масштабного эффекта, оказывающего значительное влияние на результаты оценки прочностных характеристик льда.

Рассмотрены как существующие инженерные методы расчета и моделирования работы льда по нормативной документации, так и уточненные методы, учитывающие анизотропию физических свойств льда, его упругопластическую работу и фазовые переходы при деформировании. Отмечены перспективные подходы к построению критериев прочности льда, показаны возможные пути дальнейших исследований.

Для экономики Российской Федерации перевозка (транспортировка) опасных грузов в международном и внутреннем сообщении играет чрезвычайно важную роль. В десятки стран мира поставляются природный газ (опасный груз класса 2), аммиачно-нитратные удобрения (опасные грузы класса 5), тепловыделяющие элементы (опасные грузы класса 7) и многие другие грузы. В этот процесс вовлечены все виды транспорта: трубопроводный, железнодорожный, автомобильный, речной и морской, авиационный. Инциденты, аварии и катастрофы с опасными грузами, имеющие тяжелые последствия, продолжают происходить на всех видах транспорта практически во всех регионах мира. Анализ ряда актуальных аварий и чрезвычайных ситуаций, в результате которых был нанесен не только критический или существенный ущерб важным объектам транспортной инфраструктуры, но и экологический ущерб населению прилегающих территорий, привел нас к выводу о недостаточности существующей системы защиты и необходимости разработки новых значимых ее элементов. Учет новых обстоятельств системы защиты при чрезвычайных ситуациях с опасными грузами заключается, по нашему мнению, прежде всего в прогнозе и управлении режимами горения и взрыва высокоопасных веществ с целью снижения экологических и иных негативных последствий. Опасные грузы классов 1, 2 и 3, как правило, обладают высокоопасными свойствами. Выявлены методологические изъяны в оценке воздействия последствий взрыва и пожаров опасных грузов, а также минимизации их последствий. На характерных примерах предпринята попытка моделирования горения и взрыва опасного груза винилхлорида, расчет количества образующихся токсичных продуктов и формируемых ими опасных концентраций в воздушной среде аварийной зоны. Рассмотрены возможные режимы (горение, взрыв) и предложен оценочный параметр - расчетный относительный индекс токсичности при различных режимах деструкции, а также условиях горения и рассеивания продуктов. Обоснована целесообразность создания «Методики прогноза экологических последствий техногенных чрезвычайных ситуаций (пожаров и взрывов) с опасными грузами», назначением которой является разработка дополнительных мер защиты при чрезвычайных ситуациях, в том числе защиты жителей селитебных территорий, на основе модели образования в химической реакции токсичных продуктов и их распространения в воздушной среде.

На современном этапе значительное развитие систем автоматики и телемеханики обусловило многообразие режимов эксплуатации сети железных дорог, в связи с чем более детального исследования требует определение потенциала систем интервального регулирования движения поездов для повышения эффективности перевозочного процесса на однопутных железнодорожных полигонах. Целью работы является оценка эффективности применения различных вариантов интервального регулирования на однопутных полигонах в условиях роста размеров движения и сочетаний дестабилизирующих факторов при сопоставлении с переходом на двухпутную конфигурацию полигона. Для симуляции работы полигона задействовано многоподходное моделирование, включающее применение процессного подхода для имитации действий дежурного персонала по пропуску поездов, агентного моделирования для имитации выбора режима движения поезда и системной динамики для проведения тяговых расчетов в режиме реального времени. Предложен подход к оценке эффективности применения интервального регулирования на основе анализа матриц показателей и конфигурации однопутного полигона. При двухпутной конфигурации полигона растущие размеры движения вкупе с дестабилизирующими факторами снижают маршрутную скорость, а при однопутной, помимо замедления поездопотока, вызывают дефицит пропускной способности, ведущий к увеличению объема требуемой инфраструктуры. Значительное улучшение показателей и снижение потребности в дополнительной инфраструктуре при однопутной конфигурации обеспечивают переходы от традиционной автоблокировки с «фиксированными» блок-участками к виртуальной сцепке и от автоблокировки с «подвижными» блок-участками к координатной системе интервального регулирования. Интервальное регулирование на однопутном полигоне может стать одним из действенных инструментов интенсификации перевозочного процесса, позволяющим сократить экстенсивное увеличение инфраструктуры полигона. При этом следует отметить отсутствие универсального для однопутных полигонов варианта интервального регулирования и необходимость изменения существующей инфраструктуры для максимальной реализации потенциала данной технологии.

Целью работы является исследование качества функционирования транспортной сети (ТС) в зависимости от внешних и внутренних факторов, поиск узких мест в ТС, рассмотрение сети с точки зрения соответствия транспортного спроса и предложения. Случайный поток событий, таких как ДТП, перегрузка магистралей, ремонтно-строительные работы и пр., порождает явления волнового характера, распространяющиеся по сети и создающие производные проблемы. Ставится задача выявления объектов транспортной инфраструктуры, значение которых становится критическим с точки зрения их влияния на устойчивость работы ТС в целом. Специфика транспортных систем больших городов и агломераций заставляет рассмотреть эту проблему более пристально с учетом их особенностей в различных аспектах: с точки зрения безопасности ТС необходимо найти наиболее уязвимые элементы транспортной сети как среди множества узлов, так и среди множества коммуникаций; с точки зрения надежности необходимо обеспечить штатное функционирование ТС в допустимых пределах; с точки зрения устойчивости необходима такая структурная и функциональная организация ТС, которая позволит при внешних и внутренних возмущениях сохранять жизнеспособность системы. На практике результаты исследований могут быть использованы при транспортном планировании, разработке генеральных планов развития городов, реконструкции существующей транспортной инфраструктуры, для совершенствования систем транспортной безопасности, разработки интеллектуальных транспортных систем.

Статья посвящена разработке методики поддержки принятия решения о целесообразности перевода автотракторной техники для работы на компримированном или сжиженном природном газе. Показаны основные технические, экономические и экологические эффекты, достигаемые при переводе автотракторной техники на работу на природном газе. Описана существующая в стране ситуация с газонаполнительными заправочными станциями и возникающими в связи с ней ограничениями на использование природного газа в качестве моторного топлива. Перечислены случаи, которые исключают возможность перевода автотракторной техники на природный газ. Определено, что к факторам, которые необходимо учитывать при расчете технико-экономической эффективности такого перевода, следует относить характеристики автотракторной техники; нормативный и фактический расход топлива; стоимость переоборудования для работы на природном газе; стоимость моторного топлива в регионе эксплуатации; расходы, связанные с техническим обслуживанием и ремонтом техники после перевода на газомоторное топливо, переобучением обслуживающего персонала, а также перепробегом из-за удаленного расположения автомобильных газонаполнительных компрессорных станций или криоАЗС; наличие федеральных и региональных субсидий, льготных ставок транспортного налога и иных дополнительных мер по стимулированию развития рынка газомоторного топлива. Приведены примеры расчета по представленной методике для парка автотракторной техники ОАО «РЖД». Представлена оценка влияния таких факторов, как годовой пробег, соотношение стоимости моторных топлив и увеличение расстояния до заправочных станций, на сроки окупаемости проекта перевода автотракторной техники для работы на природном газе.

В статье проанализированы технологические нарушения, допущенные по причине несвоевременной очистки железнодорожных путей станций от снега. На основе статистических данных построен график зависимости количества нарушений от их продолжительности. Установлено, в Новосибирском регионе за четыре зимних периода с 2019 по 2023 г. около 40 % станций от общего их количества являются метеозависимыми и подвержены риску задержки поездов. Максимальное количество нарушений зафиксировано на станции Обь, при этом максимальная их продолжительность наблюдается на станции Инская.

Основные задачи исследования - оценка риска задержки поездов по причинам, связанным с несвоевременной очисткой железнодорожных путей станций от снега, путем построения матрицы рисков и разработка рекомендаций для его снижения.

Для железнодорожных станций Новосибирского региона Западно-Сибирской железной дороги допустимый уровень риска задержки поездов составил 0,104 поездо-часов в год, что согласуется с нормативными документами. Также определено, что в регионе фактический уровень рисков не превышает допустимого. Построена матрица рисков задержки поездов по причинам, связанным с несвоевременной очисткой железнодорожных путей станций от снега, и определены станции, уровень риска на которых рекомендуется снизить: № 1, 4, 8, 9, 11, 13, 16 и 20.

Для каждого уровня риска разработаны рекомендации, направленные на снижение частоты нарушений и продолжительности задержки поездов. Также удалось определить границы широко приемлемого уровня риска и железнодорожные станции, не требующие разработки краткосрочных мер по снижению риска при наличии нарушений.