Тенденции развития стрелочного хозяйства на высокоскоростных магистралях

обоснованного выбора. Приведены примеры использования полимеров и полимерных композиций в элементах конструкции железнодорожного пути.

Ключевые слова: полимер, полимерная композиция, конструкционный элемент, выбор свойств материала.

The article presents the results of predictive-analytical studies of the choice of polymers and polymer compositions for manufacturing structural elements of the railway track.

The methodological regularities of the dependence of the properties of polymers in the system "structure - polymer properties" are considered.

A conclusion is drawn on the need to take into account physicochemical, physico-mechanical and other properties in the choice of polymeric materials, and an algorithm for their reasonable choice is proposed. Examples of the use of polymers and polymer compositions in railroad track elements are given.

Key words: polymer, polymer composition, structural element, choice of material properties.

УДК 625.151

ЩЕРБИНИНА Ю.В., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного

транспорта);

МОСИЙЧУК А.С., студент группы 5-С (Донецкий институт железнодорожного

транспорта)

Тенденции развития стрелочного хозяйства на высокоскоростных магистралях

Scherbinina Y.V. Senior Lecturer

Trends in the development of turnouts on high-speed highways

Актуальность темы

В настоящее время,

основополагающим показателем уровня развития технического состояния железных дорог, а также социально-экономического статуса государства является наличие высокоскоростного движения. Перевозочный процесс в этом случае осуществляется по специальным железнодорожным путям -

высокоскоростным магистралям (ВСМ). Преимуществами использования ВСМ являются: общедоступность,

комфортность, безопасность, а также конкурентная стоимость на билеты, по

сравнению с другими видами транспорта. Однако наличие ВСМ предъявляет высокие требования к устройству и эксплуатации подвижного состава и всего путевого комплекса сооружений.

Главное условие высокоскоростного движения - принципиально новая инфраструктура. В первую очередь это касается стрелочных переводов. По статистике, на каждые 750 метров пути приходится один стрелочный перевод, требующий уменьшения скорости при следовании на боковое направление. Исходя из этого, вопрос создания современных стрелочных переводов, отвечающих требованиям ВСМ, остается

актуальным.

Цель работы

Проектирование и строительство ВСМ послужило мощным толчком к разработке новых типов стрелочных переводов, в том числе и таких, которые обеспечивают высокую скорость движения, как по прямому, так и по ответвленному направлению.

Для ВСМ в мире утвердились два концептуальных подхода выбора стрелочных переводов: японский и европейский. В соответствии с первым, стрелочные переводы нацелены на обеспечение максимальной скорости движения поездов только по прямому направлению. Отсюда, применение стрелочных переводов положе марки 1/32 не допускается. Европейский подход предусматривает укладку на ВСМ сверхпологих стрелок (1/65 и 1/46) со специальной конструкцией крестовины, которая не допускает ударов колеса при проходе мертвого пространства и имеет непрерывную поверхность катания [1]. Японский подход является более прогрессивным, так как он обеспечивает полную рельсовую автономность ВСМ от обычных железных дорог и позволяет развивать скорости более 250 км/ч беспрепятственно. Однако он более затратный, так как требует на всем протяжении ВСМ сооружения новых промежуточных пассажирских станций с полным комплексом устройств. Помимо этого возникает необходимость совмещения уже существующих пассажирских станций обычных железных дорог со станциями ВСМ, для обеспечения удобной пересадки пассажиров.

Напротив, европейский подход (за исключением Испании) предполагает использование уже существующих

станций и раздельных пунктов, только более расширенных и

реконструированных [3].

Данное различие обусловило необходимость создания инновационных стрелочных переводов не только в Европе, но и в странах СНГ, а особенно в России. Так как даже при наличии передовых локомотивов, позволяющих развивать скорости свыше 250 км/ч, с учётом необходимости уменьшения скорости при следовании по стрелочному переводу, длины перегона для разгона локомотива от 200 до 250 км/ч будет недостаточно.

Основной материал

Самой первой страной, которая ввела в эксплуатацию ВСМ, была Япония, второй страной стала Франция, детально изучившая японские достижения. Но на сегодняшний день ВСМ уже имеются в Испании, Германии, Италии, и во многих других странах мира. Но наиболее быстрый скачок в развитии ВСМ произошел в Китае, где высокоскоростной поезд достигает максимальной скорости в 394,3 км/ч (во время испытания на линии Пекин-Тяньцзинь). В 2010 году на международном конгрессе в Пекине, нижняя граница диапазона скоростей на железных дорогах, относимых к высокоскоростным, была поднята с 200 до 250 км/ч [6].

Средняя скорость движения европейских поездов на ВСМ колеблется в пределах 220-300 км/ч. Данные показатели весьма внушительны и достигаются благодаря стрелочным переводам нового поколения.

Специально для высокоскоростного движения французскими специалистами были разработаны сверхпологие переводы марок 1/33, 1/46 и 1/65. Данные переводы имеют особую конструкцию с крестовинами НПК, которая позволяет

устранять значительные боковые силы, возникающие как в начале перевода, так и в зоне сердечника крестовины. Внушительная практическая длина переводов, от 95 до 210 метров, позволяет развивать максимальные скорости движения по прямому пути - без ограничения, вплоть до 400 км/ч при наличии соответствующих локомотивов, а по боковому пути - 140, 160 и 220 км/ч соответственно. На сегодняшнее время, перевод марки 1/65 имеет наилучшие скоростные показатели, конкуренцию ему может составить разве что перевод немецкого производства марки 1/42, позволяющий развивать скорость по боковому направлению в 200 км/ч. При этом практическая длина этого стрелочного перевода составляет 154 м, а радиус остряка - 7000 м. Помимо вышеуказанного, в Германии

используются стрелочные переводы безострякового типа, с двумя передвижными рельсами. Такая конструкция позволяет передвигаться по боковому пути со скоростью до 330 км/ч.

В Италии широкое применение получили переводы марки 1/29,4, позволяющие осуществлять движение со скоростями в 230 км/ч по прямому направлению и 160 км/ч по боковому. Голландский стрелочный перевод марки 1/20 с крестовиной сборно-рельсовой конструкции позволяет осуществлять движение по боковому пути со скоростью 120 км/ч [5].

В последнее время, активную позицию в сфере развития ВСМ заняла Российская Федерация. В ходе реализации стратегии развития холдинга «РЖД» до 2030 г., в 2015 году была актуализирована и утверждена «Программа организации скоростного (до 200 км/ч) и высокоскоростного (до 250 и до 300-400 км/ч) железнодорожного сообщения в Российской Федерации». В рамках данной программы предусмотрена реализация 20

проектов организации СМ и ВСМ. Основные направления организации ВСМ: Москва - Казань - Екатеринбург, Екатеринбург - Челябинск, Москва -Ростов-на-Дону - Адлер, а также Москва - Санкт-Петербург. Помимо этого, реконструкции будет подвержен участок Санкт-Петербург - Хельсинки [2].

Для реализации вышеуказанной стратегии, помимо соответствующего подвижного состава, также необходимы инновационные стрелочные переводы, способные пропускать поезда со скоростью свыше 200 км/ч.

В рамках заседания секции научно-технического совета ОАО «РЖД» в феврале 2016 года были представлены основные разработки и озвучены перспективные направления в сфере развития стрелочных переводов.

Стрелочные переводы проектов 2956/2968 с подвижными сердечниками крестовин являются наиболее

перспективными для магистралей с высокоскоростным движением.

Преимущества их заключаются в следующем:

- скорость по прямому направлению составляет от 250 до 300 км/ч, по боковому - 50 км/ч;

- надежный перевод и контроль положения остряков и сердечника обеспечивается с помощью 4-х электроприводов;

- подуклонка рельсов 1/20 улучшает плавность хода скоростных поездов;

- применено шурупно-дюбельное промежуточное скрепление с упругими клеммами;

- крепление электроприводов расположено на переводных брусьях;

- стрелочная гарнитура размещена в полых металлических брусьях, что обеспечивает возможность машинизированной выправки стрелки без демонтажа гарнитуры;

- обе ветви сердечника крестовины

оборудованы противоугонными

устройствами;

- применена новая конструкция электрообогрева стрелочного перевода и гарнитуры с использованием шкафов ШУЭС-М и теплоизолирующих экранов.

Также были представлены инновационные проекты пологих стрелочных переводов для ВСМ от ОАО «Новосибирский стрелочный завод». Полная длина перевода марки 1/18 проекта Н03.001 составляет 61,66 м, а марки 1/22 проекта Н03.002 - почти 80 м. Скорости по боковому направлению - 80 и 120 км/ч соответственно, по прямому -250 км/ч. Сейчас идет работа по модернизации этих переводов под скорость 400 км/ч по прямому направлению.

Представитель АО «Муромский стрелочный завод» рассказал об инновационных технических решениях, реализуемых на предприятии. Разработка завода - стрелочный перевод марки 1/22 проекта МС3.8364 имеет подуклонку рельсовых нитей 1/20, что позволяет пропускать пассажирские поезда по прямому направлению со скоростью 250 км/ч. Переводная кривая выполнена радиусом переменной кривизны, железобетонные брусья - плоские, скрепление - шурупно-дюбельное с использованием клемм Skl-1 [4].

Были отмечены перспективы создания равноресурсного перевода для тяжеловесного и высокоскоростного движения с крестовиной,

обеспечивающей непрерывную

поверхность катания (с поворотным сердечником), и увеличенным до 400-450 м радиусом бокового пути.

Выводы

Широкое развитие

высокоскоростного движения на мировой

арене спровоцировало цепочную реакцию на объектах железнодорожной индустрии. Повсеместное строительство скоростных и высокоскоростных магистралей поставило перед крупнейшими странами активную задачу, включающую в себя создание не только новых подвижных единиц для реализации требуемых скоростей, но и новейших технических решений для создания ВСМ. Стрелочное хозяйство вышло на совершенно новый уровень развития. Основная перспектива на будущее - создание новых и модернизация существующих стрелочных переводов марок 1/11 - 1/22 с реализуемыми скоростями движения по прямому направлению до 400 км/ч, по боковому - 250 км/ч. На отечественных железных дорогах предусматривается создание стрелочных переводов марки 1/46. Помимо этого рассматриваются безбалластные стрелочные переводы с применением блоков LVT, которые уже задействованы в метрополитене и подходят для стрелочных переводов любых марок.

Поэтому, допустимо полагать, что дальнейшие разработки в области стрелочного хозяйства для ВСМ будут в полной мере востребованы и эффективно использованы в рамках всего железнодорожного транспорта мира.

Список литературы:

1 Высокоскоростные железные дороги. / И.П. Киселёв, Е.А. Сотников, В.С. Сухоедов. - СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2001. - 60 с.

2 Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года // [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://doc.rzd.ru

3 Карасёва А.А., Васильева М.А. Анализ мирового опыта развития высокоскоростного железнодорожного

транспорта // Молодой ученый. - 2016. -№6. - С. 114-117.

4 Научно-технический совет по модернизации стрелочных переводов // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - №3. -С. 9-14.

5 Королёв В.В. Стрелочные переводы для высокоскоростного движения свыше 250 км/ч // Внедрение современных конструкций передовых технологий в путевое хозяйство. 2015. Т. 8 №8. С. 96-100.

6

http://www.scienceforum.ru/2017/pdf/40121.pdf Аннотации:

Главное условие высокоскоростного движения - принципиально новая инфраструктура. В первую очередь это касается стрелочных переводов. По статистике, на каждые 750 метров пути приходится один стрелочный перевод, требующий уменьшения скорости при следовании на боковое направление. Исходя из этого, вопрос создания современных стрелочных переводов,

отвечающих требованиям ВСМ, остается актуальным.

Стрелочное хозяйство вышло на совершенно новый уровень развития. Основная перспектива на будущее - создание новых и модернизация существующих стрелочных переводов марок 1/11 - 1/22 с реализуемыми скоростями движения по прямому направлению до 400 км/ч, по боковому - 250 км/ч.

Ключевые слова: высокоскоростные магистрали, стрелочный перевод, модернизация, инновации.

The main condition for high-speed traffic is a fundamentally new infrastructure. First of all, this applies to turnouts. According to statistics, for every 750 meters of the road there is one switch that requires a reduction in speed when traveling on a lateral direction. Proceeding from this, the issue of creating modern turnouts that meet the requirements of the SCM remains relevant.

The switch farm has reached an entirely new level of development. The main prospect for the future is the creation of new and upgrading of existing switch units of grades 1/11 - 1/22 with realizable speeds for the direct direction up to 400 km / h, on the side - 250 km / h.

Key words: high-speed lines, switch translation, modernization, innovations.