ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

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.

Пролетные строения мостов являются важнейшими дорогостоящими элементами транспортной системы, от состояния которых в значительной степени зависит безопасность и бесперебойность работы транспорта. В связи с этим по требованиям современных нормативных документов для больших и внеклассных мостов обязательным мероприятием является мониторинг. Системы мониторинга только начинают активно внедряться, а существующий метод оценки технического состояния по результатам мониторинга требует доработки. В статье исследуются контролируемые параметры систем мониторинга железнодорожных пролетных строений со сквозными фермами на основании расчетного и экспериментального анализа напряженно-деформированного состояния пролетного строения моста через р. Обь в г. Новосибирске. Целью настоящего исследования являлось совершенствование метода оценки технического состояния решетчатых пролетных строений по результатам автоматизированного мониторинга. Для этого были предложены новые контролируемые параметры, способствующие более точному отслеживанию возникновения и развития повреждений в пролетном строении. По результатам проведенного анализа данных, полученных с датчиков напряжений, установленных на Комсомольском мосту через р. Обь в Новосибирске, продемонстрированы преимущества использования инвариантных параметров и напряжений в элементах при пропуске одинаковой нагрузки для оценки состояния мостовых конструкций в рамках систем мониторинга. Результаты исследования подтверждают возможность использования предложенных параметров для повышения точности обнаружения повреждений системой мониторинга, что позволит увеличить безопасность на сети железных дорог. Работа вносит вклад в совершенствование метода оценки состояния железнодорожных пролетных строений по результатам мониторинга. Результаты исследования подтверждаются статистическими данными и могут служить основой для совершенствования систем мониторинга, повышения их точности и надежности в прогнозировании технического состояния металлических пролетных строений.

Современные подходы к проектированию, строительству и эксплуатации бесстыкового пути недостаточно полно учитывают специфику его напряженно-деформированного состояния. В частности, не учтен фактор торможения поездов, один из наиболее неблагоприятных факторов внешнего воздействия на конструкцию бесстыкового пути.

В статье обозначена необходимость теоретико-экспериментального подхода к повышению достоверности оценки надежности температурной работы бесстыкового пути в вариативных эксплуатационных условиях при наличии фактора торможения поездов, ведомых современными и перспективными видами локомотивов.

Представлены результаты численного моделирования бесстыкового пути при наличии фактора электродинамического торможения локомотива. Полученные по результатам моделирования значения упругих перемещений рельсовой плети сопоставлены со значениями перемещений, зарегистрированных в ходе натурных экспериментов, с расчетными значениями по методике профессора Н. И. Карпущенко и по усовершенствованной методике, учитывающей план железнодорожной линии, вариативность значений коэффициента сцепления колеса и рельса, а также особенности режимов торможения локомотива. Разброс значений упругих перемещений, найденных по результатам моделирования и эксперимента, находится в пределах 18 %, что говорит о достаточной точности модели.

Разработана и верифицирована численная модель рельсовой плети методом конечных элементов. Предложен теоретико-экспериментальный подход к оценке напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути при наличии фактора торможения с использованием метода конечных элементов.

Подтверждена гипотеза о том, что локально возникающие продольные силы инициируются тормозящим поездом в рельсовых плетях бесстыкового пути и оказывают влияние на резерв его устойчивости.