ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

В данной статье рассматривается применение виброматов на железобетонных пролетных строениях железнодорожных мостов с ездой на балласте и сопрягаемых участках земляного полотна. Проведены численные эксперименты на железобетонных пролетных строениях мостов с использованием конечноэлементного моделирования в программном комплексе Midas FEA. Представлены результаты расчета жесткости различных типов подрельсового основания, включая разную конструкцию рельсошпальной решетки, балластный слой с разным модулем упругости и уложенные под балласт виброматы. Построены пространственные эпюры вертикального давления по поверхности плиты балластного корыта с учетом жесткости подрельсового основания, представляющие собой графики распределения давления через элементы верхнего строения пути в толще балластного слоя. Установлено, что жесткость подрельсового основания при наличии виброматов снижается, это приводит к уменьшению величины ординат пространственной эпюры вертикального давления по плите балластного корыта путем включения в работу большего по длине участка рельсошпальной решетки. Выполнен расчет грузоподъемности плиты балластного корыта при наличии виброматов, в результате которого отмечено увеличение минимальных классов по грузоподъемности плиты балластного корыта до 30 % за счет снижения давления под шпалой в подрельсовом сечении. Динамический расчет свидетельствует о наличии просадок не более 20 мм при наработке тоннажа до 330 млн т брутто на равноупругом пути с матами на пролетном строении и подходах, что обеспечивает равноупругость пути, отсутствие «предмостовых ям» и равноресурсность пути в зоне сопряжения насыпи с мостовым сооружением.

В статье выполнен анализ загрязненности (частицами менее 25 и 0,1 мм) щебеночного балласта железнодорожного пути в зависимости от удаленности от Кузбасса по Транссибирской и Среднесибирской магистралям на 141 опытном участке. Также приводятся усредненные результаты влияния срока службы (пропущенного тоннажа) на уровень загрязненности балласта на участках с одинаковой удаленностью от Кузбасса.

Загрязненность балласта по Транссибирской магистрали с ростом удаленности (от 300 до 1 100 км) от мест массовой погрузки угля (Кузбасс) по I пути: для фракции менее 25 мм при 700-900 млн т в среднем снижается с 37 до 30 %, при 900-1 100 млн т - с 41 до 38 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 500 млн т -с 5,5 до 3,5 %; по II пути: для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - снижается с 36 до 33 %, при 1 1001 300 млн т - с 36 до 34 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 300 млн т - находится на уровне 3-5 %.

Уменьшение загрязненности балласта по Среднесибирской магистрали по I пути с ростом удаленности от Кузбасса (от 300 до 900 км): для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - с 35 до 32 %; для фракции менее 0,1 мм - с 9 до 6 %.