Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Железнодорожный путь

Диссертационная работа:

Карпов Иван Геннадьевич. Обеспечение устойчивости бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.22.06 / Карпов Иван Геннадьевич;[Место защиты: Дальневосточный государственный университет путей сообщения].- Иркутск, 2012.- 23 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы

Бесстыковой путь температурно-напряженного типа имеет значительные преимущества перед звеньевым, благодаря чему в последние годы он стал основной конструкцией верхнего строений пути на сети железных дорог ОАО «РЖД». Но из-за происходящих выбросов пути, а также из-за разрывов рельсовых плетей бесстыковой путь такой конструкции является потенциально опасным элементом комплекса инженерных сооружений железнодорожного транспорта.

Согласно Федеральной программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» повышение безопасности железнодорожного транспорта является одним из ключевых направлений развития.

«Восточно-Сибирская железная дорога» (ВСЖД) - часть Транссибирской магистрали, являющейся связующим звеном между Европой и Азией, основной задачей которой является пропуск подвижного состава с должной безопасностью и своевременностью доставки грузов и пассажиров. С целью снижения эксплуатационных затрат на ВСЖД в 1999 г. было принято решение о внедрении более совершенной конструкции верхнего строения пути, которой является бесстыковой путь температурно-напряженного типа. Тенденция увеличения протяженности бесстыкового пути с начала укладки приведена на рис. 1.

2эзз

233 г

233Ї

Протяженность, км

35.0

9В.0

210.0

350.9

539.1

5В2.6

571.6

842.7

1310.2

1257.1

1474.0

1712.2

1920.4

Рис. 1. График увеличения протяженности бесстыкового пути на ВСЖД

в период 1999-2011 гг.

Часть сети железных дорог ОАО «РЖД» находится в сложных эксплуатационных условиях (сочетание кривых малого радиуса с затяжными спусками и подъемами, высокие сезонные и суточные колебания температур, обращение поездов повышенной массы и длины), так, на ВСЖД, типовая конструкция бесстыкового пути без каких-либо эксплуатационных ограничений может применяться менее чем на 80 % от эксплуатируемой длины дороги.

В последние годы на сети дорог ОАО «РЖД» и на ВСЖД в частности наблюдается тенденция к переходу от содержания плетей длиной 800 м к содержанию плетей длиной в блок-участок и перегон, что значительно затрудняет контроль за температурной работой плетей по применяемому в данное время методу «маячных» шпал.

Для ликвидации этих ограничений необходима разработка мероприятий, расширяющих допускаемый температурный интервал укладки для конструкции бесстыкового пути и способа контроля за температурным режимом эксплуатируемых плетей.

Цель работы

Целью диссертационной работы является расширение допускаемого интервала укладки конструкции бесстыкового пути, путем повышения ее устойчивости в сложных условиях эксплуатации, а также разработка способа контроля за температурным режимом эксплуатируемых плетей.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

  1. Выполнен аналитический обзор существующих методов обеспечения устойчивости бесстыкового пути.

  2. Разработана методика и проведены экспериментальные исследования по определению напряжений в плетях бесстыкового пути на основе метода акустоупругости.

  3. Разработана методика оценки устойчивости бесстыкового пути в послере-монтный период на основе конечно-элементного моделирования.

  4. Разработано устройство для повышения устойчивости рельсошпальной решетки, путем модернизации существующей конструкции железобетонной шпалы.

Методы исследования

Диссертационная работа основана на использовании комплекса теоретических и экспериментальных исследований, к числу основных из которых относятся следующие:

- метод акустической тензометрии в основе которого лежит упругоакустический эффект;

методы сопротивления материалов и расчета устойчивости конструкций;

метод конечных элементов, применяемый для расчета конструкций верхнего строения железнодорожного пути;

методы статистической обработки результатов экспериментов и их корреляционного анализа.

Научная новизна работы заключается в следующем:

разработана методика определения напряженного состояния бесстыкового пути на основе метода акустической тензометрии;

на основании экспериментально полученных данных построены зависимости сопротивления шпал и величин упругого отпора при действии поперечной нагрузки на участках с различным пропущенным тоннажем;

усовершенствована существующая конечно-элементная модель расчета устойчивости бесстыкового пути посредством ввода различных нелинейных зависимостей сопротивления подрельсовых опор поперечной нагрузке от пропущенного по участку тоннажа.

Достоверность результатов исследований, выводов и рекомендаций подтверждается:

применением для измерения напряжений в рельсах оборудования, основанного на явлении акустоупругости, возможности которого подтверждены сертификатом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии;

использованием сертифицированного программного обеспечения применяемого для расчета конечно-элементных моделей бесстыкового пути, возможности которого подтверждаются в опубликованных работах других авторов;

хорошей сходимостью результатов экспериментальных исследований с теоретическими расчетами.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем:

подтверждена возможность применения метода акустоупругости для определения напряжений в рельсовых плетях;

установлено влияние пропущенного тоннажа по участку на сопротивляемость железобетонных шпал сдвиговым усилиям, а также на величину упругого отпора при действии поперечной нагрузки;

- в результате моделирования устойчивости бесстыкового пути на участках
с различным значением пропущенного тоннажа было определено его влияние на

устойчивость бесстыкового пути в кривых участках;

- предложен способ повышения устойчивости бесстыкового пути посредством
усиления железобетонных шпал и подтверждена его эффективность путем проведе
ния экспериментальных исследований в лабораторных условиях.

Реализация результатов работы

В производственный процесс Иркутск-Сортировочной дистанции пути ВСЖД -филиала ОАО «РЖД» была внедрена методика оценки напряженного состояния бесстыкового пути на основе метода акустоупругости.

Личный вклад автора состоит:

в разработке методики и проведении экспериментальных исследований по определению напряжений в плетях бесстыкового пути на действующих участках пути ВСЖД посредством прибора, принцип работы которого основан на методе акустоупругости;

в разработке методики и проведении экспериментальных исследований по определению величин сопротивления и упругого отпора железобетонных шпал при воздействии поперечной нагрузки на участках железнодорожного пути с различным пропущенным тоннажем;

в усовершенствовании существующей конечно-элементной модели расчета устойчивости бесстыкового пути посредством ввода экспериментально полученных зависимостей сопротивления подрельсовых опор сдвиговым усилиям, зависящим от пропущенного по участку тоннажа;

в разработке устройства для повышения устойчивости бесстыкового пути посредством модернизации существующей конструкции железобетонных шпал и проведении экспериментального исследования разработанного устройства.

На защиту выносятся:

методика определения напряженного состояния бесстыкового пути на основе метода акустической тензометрии;

усовершенствованная конечно-элементная модель расчета устойчивости бесстыкового пути;

полученные экспериментальным путем зависимости сил сопротивления шпал и величин упругого отпора при действии поперечной нагрузки на участках с различным пропущенным тоннажем;

способ увеличения устойчивости бесстыкового пути посредством разработанного автором работы устройства.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и получили одобрение:

- на второй международной научно-практической конференции «Развитие
транспортной инфраструктуры Забайкалья - основа роста экономики Забайкальского
края», проходившей в Чите в 2008 г.;

на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог», проходившей в Иркутске 20-24 апреля 2009 г.;

на техническом совете службы пути ВСЖД - филиала ОАО «РЖД» на тему «Проблемы текущего содержания бесстыкового пути» проходившем 23 апреля 2010г.;

на V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций», проходившей в Екатеринбурге 25-29 апреля в 2011 г.;

на II Межвузовской научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», проходившей в Иркутске 16-18 октября 2011 г.;

на заседаниях кафедры «Путь и путевое хозяйство» ИрГУПС, проходивших в 2008-2011 гг.

Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, двух приложений и списка литературы, включающего 127 наименований. Диссертация изложена на 207 страницах машинописного текста, содержит 105 рисунков, 13 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net