Испытательный центр взаимодействия экипажа и пути железных дорог
Нормы содержания пути для высокоскоростного движения (2008 год)
В 2008 году «Испытательный центр взаимодействия экипажа и пути железных дорог» выполнил для ОАО «РЖД» первый этап двухгодичной работы по разработке дополнений в нормативную документацию по содержанию и нормативам пути для высокоскоростного движения.
Данная работа выполнена с целью обеспечения безопасности движения и комфорта пассажиров при эксплуатации подвижного состава со скоростями 160-250 км/ч.
Важнейшими проблемами высокоскоростного движения являются безопасность движения подвижного состава и обеспечение комфорта пассажиров. Повышение скоростей движения до 250 км/ч на магистрали Санкт-Петербург – Москва требует разработки согласованных нормативов содержания железнодорожного пути, так как именно взаимодействие в системе колесо-рельс является первичным и непосредственно определяет устойчивость от вкатывания колеса на рельс, устойчивость от раскантовки рельсовой колеи и колебания неподрессоренных масс подвижного состава, которые в свою очередь совместно с характеристиками рессорного подвешивания экипажа определяют колебания обрессоренных масс, то есть непосредственно влияют на плавность хода высокоскоростных экипажей и комфорт пассажиров.
Для отечественных железных дорог опыт эксплуатации на неспециализированной линии поездов со скоростями движения до 200 км/ч не дает возможности полной оценки необходимых требований к содержанию пути в виду существенных нелинейностей системы путь-экипаж, особенно при больших скоростях движения, поэтому необходимо проведение обобщения результатов отечественной многолетней практики работы в виду таких ее значимых особенностей, как климатические условия и смешанное движение, а также теоретических исследований, положенных в ее основу, с зарубежным опытом эксплуатации высокоскоростных линий, где высокоскоростное движение в основном организовано на специализированных магистралях протяженностью до 300-400 км.
В настоящее время основным средством контроля состояния верхнего строения пути является вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4 со скоростью движения до 160 км/ч. За рубежом специализированные вагоны-путеизмерители эксплуатируются при скоростях движения, близких к максимальным реализуемым. Для корректной оценки нагруженного состояния пути при высокоскоростном движении геометрию рельсовой колеи следует измерять при тех же нагрузках и скоростях движения, при которых ведется эксплуатация линии.
Следует выделить следующие потенциальные направления адаптации зарубежных подходов: измерение показателей динамики высокоскоростного подвижного состава для определения текущего состояния железнодорожного пути, использование интегрированных оценок качества пути, синхронизация набора контролируемых параметров геометрии пути и его взаимодействия с экипажем и методов их обработки и оценки. Для обеспечения безопасности движения и комфорта пассажиров необходимо включить в оценку состояния пути динамические показатели высокоскоростного подвижного состава, измеряемые при его постоянной эксплуатации. Оценка состояния пути должна производиться не только на основе определения отдельных неровностей, но, в первую очередь, с использованием интегральной оценки состояния пути, связанной с динамическими свойствами подвижного состава.
Для проведения расчетных исследований было выбрано и модифицировано программное обеспечение математических моделей взаимодействия экипажа и пути, разработанное на основании работ А.Я. Когана, В.Н. Данилова, Г.Е. Андреева, Ю.Л. Пейча.
В качестве объекта проведения расчетов приняты электропоезд Velaro rus 250 «Сапсан» для скоростей движения до 250 км/ч, а также электровоз ЧС200 и пассажирский вагон на тележках 61-4170 («Невский экспресс») для скоростей до 200 км/ч.
При проведении исследований варьировались трибологические параметры контакта колесо – рельс, которые характерны для различных сезонов (лето, зима) и погодных условий (дождь, сухо).
По результатам расчетов подготовлена первая редакция дополнений в нормативную и техническую документацию по диагностике и содержанию пути при скоростях 141 – 250 км/ч.
Были проведены экспериментальные исследования динамики и воздействия на путь в зоне отступлений с электровозом ЧС200 и пассажирским вагоном на тележках 61-4170.
По результатам расчетов и эксперимента разработаны первые редакции дополнений в следующие нормативные документы: ЦРБ-393 «Инструкция по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения на участках обращения скоростных пассажирских поездов», ЦП-515 «Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов», НТД-ЦП 2/93 «Каталог дефектов рельсов».
По итогам проведенной работы был сделан доклад на VI «Международной научно-технической конференции «ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ XXI ВЕКА (идеи, требования, проекты)», проводимой НВЦ «Вагоны» в г. Санкт-Петербурге.
