Бесстыковой путь и особенности его конструкции

Между тем такого рода крушения поездов — явление совсем нередкое и в зарубежной, да и в отечественной практике эксплуатации железных дорог. В связи с этим следует вспомнить слова римского оратора Квинтилиана: «Практика без теории ценнее, чем теория без практики». Рассмотрим статистику и примеры такого рода сходов и крушений на зарубежных железных дорогах в 1979 – 1981 гг. и на отечественных дор

огах с начала 1998 до конца 2001 г.

По-видимому, на железных дорогах всего мира исследуются причины каждого случая выброса пути и по ним делаются соответствующие практические выводы. Однако выполнить сквозной систематизированный анализ причин и следствий всех таких происшествий на каждой железной дороге невозможно, поскольку эти материалы не публикуются в открытой печати. Исключением являются публикации в бюллетенях Американской железнодорожной инженерной ассоциации и некоторых других изданиях статей о работе по этим проблемам специалистов США и Канады. Так, в одном из указанных бюллетеней был опубликован весьма интересный материал исследователей А. М. Зарембски и Д. М. Меги. Они приводят не только итоговые результаты проведенных ими исследований, но и подробнейшие первичные материалы наблюдений, положенные в основу обобщения и анализа. Свои исследования эти авторы проводили в течение 2,5 лет (с 1976 по 1979 г.) на нормально эксплуатируемых участках бесстыкового пути, специально выделенных на железных дорогах США и Канады. Общая протяженность участков 17,5 тыс. км. За указанное время на них произошло 479 температурных выбросов пути, т. е. по два выброса на 160 км в год. Из общего числа этих выбросов около 80 % зафиксировано в кривых, в то время как 65 % протяженности рассматриваемого полигона расположено в прямых. При этом интенсивность возникновения выбросов пути очень сильно возрастала с уменьшением радиуса кривых. Из материалов наблюдений следует, что в круговых кривых радиусом более 580 м интенсивность выбросов была больше в 3 раза, в кривых радиусом от 350 до 580 м — в 7 раз и в кривых радиусом до 350 м — в 20 раз, чем на прямых участках. Максимальное количество выбросов наблюдалось на участках бесстыкового пути, где максимальная скорость движения поездов составляла от 48 до 72 км/ч.

Далее приведем лишь результаты наблюдений для тех условий опытов, при которых происходили крушения поездов. Всего из 479 выбросов пути под поездами только в 65 случаях произошли крушения; в 17 случаях не удалось установить, под каким вагоном, считая от локомотива, возник выброс, на котором произошло крушение. Из оставшихся 48 случаев четыре выброса наблюдались впереди поезда, а остальные 44 схода с рельсов начинались за десятым и следующими за ним вагонами. По месяцам года крушения распределялись следующим образом: в апреле — 4, в мае — 17, в июне и июле — по 15 и в августе — 6. Более 90 % сходов произошло с 10.00 до 18.00. В 41 случае крушения произошли при нормальной тяге поездов, в 12 случаях режим ведения поезда был неизвестен и еще в 12 случаях производились торможение или «другие действия». В 37 случаях крушения произошли в кривых и в 28 случаях на прямых участках пути.

Приведенные далее сведения заимствованы из официальных материалов Департамента пути и сооружений МПС РФ за период с начала 1998 до конца 2001 г. В 1998 г. по одному крушению на выбросе пути под поездами произошло на Приволжской и Северо-Кавказской железных дорогах, в 1999 г. — в общей сложности пять подобных крушений на Юго-Восточной, Восточно-Сибирской и Московской дорогах. В 2000 г. одно такое же крушение было на Северо-Кавказской дороге, а в 2001 г. — еще одно на Юго-Восточной. Все эти крушения происходили на выбросах типовых конструкций верхнего строения бесстыкового пути, уложенных рельсами Р65 на щебеночном балласте в основном на железобетонных шпалах в прямых, и лишь два из них в круговых кривых радиусами от 400 и 650 м. Все выбросы пути возникали в интервале между апрелем и сентябрем от 12.00 до 16.00. Первыми, как правило, сходили с рельсов хвостовые вагоны поезда и реже примыкающие к ним вагоны хвостовой части. Среди сошедших вагонов были пассажирские и грузовые, цистерны, платформы-контейнеровозы и вагон-зерновоз. В обобщенных материалах МПС РФ по этим крушениям отсутствуют сведения о состоянии пути и сошедших с рельсов единиц подвижного состава, необходимые для соответствующего полного анализа причин этих сходов с рельсов. Однако ценно прежде всего то, что сходы с рельсов произошли и начинались с образования выбросов пути и не перед поездом, а в его концевой части.

Приведенные примеры сходов с рельсов и крушений из практики отечественных железных дорог с полной очевидностью свидетельствуют о том, что крушения поездов из-за выбросов бесстыкового пути под движущимися поездами были и могут возникать в будущем, если не будут приняты соответствующие меры по их предотвращению.

Все приведенные факты не могут быть неизвестны тем, кто утверждает, что невозможны выбросы и, как их следствие, крушения под движущимися поездами. Несоответствие теоретических положений, на которых базируется гипотеза о невозможности выброса бесстыкового пути под поездами, реальным процессам заключается, во-первых, в том, что, как утверждает ее автор, «при расследовании крушений и аварий поездов на бесстыковом пути необходимо руководствоваться прежде всего законами механики с проявлением потенциальной энергии, накапливаемой в рельсовых плетях от нагревания». Это означает исключение из рассмотрения всех других сил и перемещений во времени, влияющих на кинетику механических процессов сил и моментов сил инерции в конструктивных элементах пути и вагона, динамических сил угона в рельсовых плетях и еще ряда механических факторов, входящих в единую механическую систему путь — подвижной состав.

Во-вторых, в расчетной схеме реальная конструкция вагонов, состоящих из кузова, отдельных тележек, колесных пар, рессорного подвешивания и т. п., заменена неким неопределенным понятием «пригруз», не имеющим конкретного смысла с точки зрения механики. Между тем опыты, проведенные Федеральной железнодорожной администрацией США, показали, что наличие движущегося экипажа, создающего динамическую нагрузку, может весьма заметно понижать устойчивость бесстыкового пути по сравнению с той, которая у него была при отсутствии поездной нагрузки (рис. 1). Это происходит из-за образования волны подъема рельсо-шпальной решетки над ее основанием. При большой длине вагонов температура динамического выброса пути может быть на 20 – 30 % ниже соответствующей для статики. Как указывает в своей статье А. Зарембски, это согласуется и с результатами опытов, проводившихся в Западной Европе.

В-третьих, автором гипотезы из рассмотрения исключается продолжительность прохождения межтележечными пространствами вагонов по горизонтальным и вертикальным неровностям пути; однако в ряде случаев возможен практически мгновенный выброс рельсо-шпальной решетки, когда продольные силы в плетях находятся на критическом уровне.

 Скачать реферат