КоМплеКснаЯ оЦенКа состоЯнИЯ БесстыКоВоГо пУтИ

Инфраструктура
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА
СОСТОЯНИЯ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ
В.А. ГАПАНОВИЧ, старший вице-президент ОАО «РЖД»
И.К. МИХАЛКИН, генеральный директор НПЦ Инфотранс
О.Б. СИМАКОВ, первый заместитель генерального директора
НПЦ Инфотранс
В рамках мониторинга состояния объектов железнодорожной
инфраструктуры с использованием методологии УРРАН специалистами НПЦ Инфотранс по заданию ОАО «РЖД» проработаны вопросы оценки устойчивости бесстыкового пути на основе
информации, получаемой от современных средств диагностики
путевой инфраструктуры.
В
процессе эксплуатации
бесстыкового железнодорожного пути неизбежно
возникают различного рода отклонения его состояния и положения
в плане от установленных норм,
снижается поперечная устойчивость. В ходе исследований были
выделены факторы, позволяющие
с высокой достоверностью определять проблемные участки бесстыкового пути. К ним относятся
положение рельсовых плетей в
плане и их угон, наличие неподбитых шпал, состояние рельсовых
скреплений, величина плеча балластной призмы, уровень заполнения шпальных ящиков. Небла-
гоприятное сочетание всех этих
факторов, особенно на незначительном по протяженности участке пути, может привести к сдвигу
рельсошпальной решетки, к нарушению поперечной устойчивости
бесстыкового пути. Первые два
фактора – положение пути в плане и угон рельсовых плетей – являются главными индикаторами
имеющихся проблем. Остальные
определяют в основном удерживающие силы, препятствующие
сдвигу рельсошпальной решетки.
Сегодня разработана технология определения положения рельсовых плетей в плане и состояния
их скреплений по информации, которую дают вагоны-путеизмерители КВЛ-П (самая массовая модель
путеизмерителя), а также другие
средства диагностики, созданные
НПЦ Инфотранс, – диагностичес-
Факторы,
влияющие на состояние
бесстыкового пути
24
железнодорожный транспорт 9 – 2015
Бесстыковой путь
кие комплексы «ЭРА», самоходные диагностические лаборатории
на базе локомотивов СПЛ-ЧС200,
ВЛ11м-178 и СМДЛ-2ТЭ116, ручные автоматизированные диагностические комплексы РПИ. Достоинством технологии является то,
что для ее внедрения не требуется
оснащения путеизмерителей дополнительными системами диагностики. Не нужен и длительный
период накопления информации,
так как в базах данных центров
диагностики и мониторинга уже
имеется вся необходимая информация за несколько лет. Это позволяет контролировать положение
рельсовых плетей в плане, а также
состояние скреплений.
Технология определения положения рельсовых плетей в плане
разрабатывалась с учетом исследований динамической устойчивости
бесстыкового пути, выполненных
за рубежом и на основании экспериментов многих отечественных ученых (Е.М. Бромберг, М.Ф.
Вериго и др.). Установлено, что
рост температурных напряжений в
рельсовых плетях, проявляющийся через поперечные деформации,
начинается с длины волны 7–8 м
и зависит от радиуса пути. Неровности данного диапазона выявляют, пересчитывают в температурный эквивалент и контролируют
его изменение по времени. На основании этого и была разработана
методика оценки положения рельсовых плетей в плане, которая записана в программе комплексного
анализа предотказного состояния
бесстыкового пути (КАПС БП
УРРАН), разработанной специалистами Инфотранса.
С использованием методологии
УРРАН оценивается и состояние
рельсовых скреплений. Учитывается ширина колеи при изменении
нагрузки. Измерение ширины колеи проводят одновременно в 2–3
сечениях, с разной поперечной
нагрузкой на рельсы в процессе
Средства диагностики, обеспечивающие решение задачи контроля
бесстыкового пути
Карта состояния рельсовых путей в плане (программа КАПС БП УРРАН)
Элемент карты состояния рельсовых скреплений (программа ПГРК УРРАН)
железнодорожный транспорт 9 – 2015
25
Инфраструктура
Угон рельсовых плетей по данным системы скоростного видеоконтроля
движения поездов. Оценка ведется на основании данных, полученных после регулярных проездов
средств диагностики и прошедших
специальную математическую обработку. Как показали исследования, технология инвариантна к ус-
тройству пути в плане и одинаково
эффективна как для кривых, так и
прямых участков. Важно также то,
что определение проблемных мест
возможно непосредственно в ходе
проезда диагностического средства по участку.
Определение плеча балластной призмы и заполнения шпальных фщиков
Выявление неподбитых и отрясенных шпал
26
железнодорожный транспорт 9 – 2015
Апробирование технологии на
Куйбышевской, Северо-Кавказской, Октябрьской и ряде других
железных дорог показало ее эффективность – на всех участках
вычисленные отступления от нормативов подтвердились. При этом
подтвердилось и нормальное состояние участков, на которых не
было выявлено нарушений. Новая
технология интегрирована в программное обеспечение технологии определения предотказного
состояния пути по результатам
контроля геометрии рельсовой
колеи (ПГРК УРРАН), которое в
настоящее время используется на
всей сети при анализе состояния
бесстыкового пути.
Система скоростного видеоконтроля верхнего строения пути
позволяет сегодня отслеживать
подвижку рельсовых плетей относительно «маячных» шпал.
Отработка этой технологии проводилась на основе информации
систем видеоконтроля, установленных на диагностических комплексах «ЭРА». Система пространственного
сканирования
позволяет определять параметры
сдвига рельсошпальной решетки,
величину плеча балластной призмы и уровень заполнения шпальных ящиков.
Для оценки влияния на поперечную устойчивость пути неподбитых или отрясенных шпал был
разработан метод определения
люфтов рельсов в вертикальной
плоскости, основанный на определении максимально допустимых прогибов рельсов, свободно
лежащих на неровном основании.
По результатам измерений под
нагрузкой путеизмерителя, когда
рельс полностью прижимается к
основанию, вычисляют натурные
неровности в вертикальной плоскости рельсовых нитей (или самого основания, к которому рельс
прижимается). С учетом жесткости рельса замеряют положение
Бесстыковой путь
Комплексная выходная форма оценки состояния бесстыкового пути по ряду факторов
его основания под нагрузкой и
после снятия нагрузки. По полученной разности определяют зоны
люфтов рельсов в вертикальной
плоскости.
Отработка технологии в эксплуатации велась с использованием данных ручного автоматизированного
диагностического
комплекса РПИ, который измеряет те же параметры, что и мобильное средство диагностики,
но только без нагрузки. На Куйбышевской железной дороге, где
апробировали технологию, были
обнаружены выплески пути, а на
участках в нежелательном состоянии – отпавшие шпалы.
Программа комплексного анализа предотказного состояния
бесстыкового пути позволяет проанализировать все факторы, влияющие на его устойчивость. Основным инструментом выявления
предотказного состояния является
комплексная выходная форма,
формируемая на основе оценки
состояния пути по описанным
выше факторам. В ней показано
общее состояние по каждому из
анализируемых факторов, на основании которых можно судить об
опасности, возникающей на том
или ином участке, а также о необходимости проведения ремонтных работ. Кроме того, программа
КАПС БП УРРАН, помимо комплексного представления данных,
дает возможность просмотра и
анализа информации по каждому
фактору в отдельности. С учетом
этого составляется ведомость локальных мест с соответствующими нарушениями в содержании
бесстыкового пути по выбранному
фактору. В целом программа комплексного анализа предотказного
состояния бесстыкового пути решает задачи по всем факторам.
В настоящее время НПЦ Инфотранс совместно со специалистами ОАО «ВНИИЖТ» ведет работы по формированию численных
критериев для эффективного определения проблемных мест бесстыкового пути и принятия решений
по проведению необходимых корректирующих мероприятий. Сбор
данных диагностики, их накопление, контроль достоверности
и обработка с целью дальнейшего
технико-экономического анализа состояния инфраструктуры и
планирования ремонтов ведется в
информационно-аналитической
системе комплексной диагностики и мониторинга «Эксперт».
Информационная среда системы обеспечивает функционирование программ определения
предотказного состояния железнодорожной инфраструктуры в
целом и бесстыкового пути (ПГРК
УРРАН, КАПС БП УРРАН).
В настоящее время эта система
в полном сетевом Web-ориентированном варианте внедрена на
Куйбышевской железной дороге.
Система показала свою эффективность, обеспечила специалистов качественной и достоверной
диагностической информацией.
Работа над ее совершенствованием продолжается.
железнодорожный транспорт 9 – 2015
27