XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Протяжённость железных дорог России более 100 000 километров, включая подъездные пути предприятий промышленности и подземные: в рудниках, шахтах, горных выработках.

В шахтах используются железнодорожные пути узкой колеи, а размер, масса и осевая нагрузка вагонеток в разы уступают вагонам. Тем не менее, подземная добыча полезных ископаемых производится круглосуточно, что подвергает подземные ж/д пути постоянным нагрузкам.

Балластирование — самый распространённый метод при строительстве железнодорожных путей. Однако, этому методу присущи значительные недостатки: инородные вещества быстро загрязняют балласт, особенно в зонах с большим увлажнением.

При интенсивном грузопотоке балласт крайне быстро деградирует, теряет свою геометрию и требует инвестирования денежных средств на текущее обслуживание, связанное с подсыпкой и подбивкой. Балласт подвижен, что ведёт к смещению шпал с рельсами.

Загрязнение и подтопление балласта, ввиду высокой обводнённости подземных рудников, оказывают неблагоприятное влияние на его работоспособность. Отсюда — быстрый износ и частый сход подвижного состава с рельсов.

В итоге, там, где применяют рельсовую откатку, процесс извлечения полезных ископаемых невозможен без постоянного технического обслуживания ж/д путей, что ведёт за собой длительный простой, иногда незапланированный.

На смену традиционным балластным путям (ширина колеи не имеет отношения к рассматриваемому вопросу) приходят более современные, не требующие балласта и бесперебойного технического обслуживания.

В некоторых странах уже 25 лет успешно эксплуатируют линейную систему безбалластных ж/д путей Т-Track. Рельсы в ней имеют непрерывную продольную опору на железобетонных балках. Нужный размер колеи обеспечивается размером стальных оцинкованных поперечин, которые расставлены через промежутки, определяемые исходя из конструкции и назначения путей.

Между лежневой балкой и рельсом прокладывается упругая прокладка, что способствует гашению ударных нагрузок от колес подвижного состава. Сами же рельсы крепятся с балками в зоне поперечин и приваренных к ним хомутов. Система высоко устойчива, геометрически стабильна, требует до 90% меньших объёмов технического обслуживания и замены компонентов.

(Рис. 1 Строительство безбалластного бесшпального железнодорожного пути T-Track)

Срок службы путей, благодаря стабильности и постоянной поддержке рельсов, увеличивается, а нагрузка на рельсы снижается. Непрерывная опора рельса обеспечивает минимальное продольное качание (провоцируемое на классических путях прогибами рельсов между шпалами) и снижение износа подвижного состава. Низкие нагрузки позволяют также использовать рельсы меньшего размера, стоимость которых ниже стандартных.

В поперечном разрезе структура T-Track имеет гораздо меньшую высоту, чем традиционная балластная структура, поэтому ширину основной площадки можно уменьшить. Появляется возможность сэкономить на расходе качественного материала полотна пути, добываемого для отсыпки полотна, а также на трудозатратах строительства.

В безбалластных системах используют различные конструкции, большинство — на плитном основании.

Их можно разделить на две группы: с дискретным опиранием, когда рельсы укладывают на предварительно напряженные плиты с заделанными в них подкладками (Rheda 2000, LVT Sonneville, японская система железобетонного подрельсового основания), и с непрерывным опиранием рельсов (Paved Concrete Track, PACT и Embedded Rail Structure, ERS).

(Рис. 2 Безбалластные бесшпальные железнодорожные пути T-Track)

Все эти системы имеют свои достоинства и не уступают классическим путям по качеству железнодорожного полотна.

Однако у безбалластных систем есть свои недостатки, ограничивающие их массовое внедрение.

Во-первых, капитальные затраты на строительство на некоторых территориях слишком высоки и порой экономичнее оказывается долгие годы обслуживать классические пути и проводить подсыпку балласта.

Во-вторых, строительство многих систем требует длительного перекрытия существующих железнодорожных путей.

В-третьих, далеко не все зарубежные системы рассчитаны на характерные для нашего климата суточные перепады температур и имеется затрудненность применения в сейсмоопасных районах и на участках с низкой несущей способностью основания (глинистые грунты, болота).

(Рис. 3 Балластный путь)

Система T-Track сочетает в себе два важных качества, которые одновременно не встречаются ни у какой другой: продольная непрерывная опора рельса и, при этом, открытое «незамоноличенное» крепление рельсов к лежневой балке.

Рельс не вмонтирован в бетонное основание, а значит, в любой момент времени его можно обслуживать, снимать, заменять, не разбирая основание самой ж/д системы.

(Рис. 4 Путь T-Track)

Что касается капитальных затрат для системы T-Track, они сопоставимы с затратами на балластные пути, и в два раза ниже, чем у остальных безбалластных систем. Технология монтажа путей проста.

Модули изготавливаются в заводских условиях, их основание представляет собой железобетонные балки, усиленные арматурным каркасом.

Модули устанавливаются на ж/д полотно, нивелирование производится с помощью подливки бетонной смеси.

Простота монтажа позволяет менять пути даже на действующей линии, с минимальными ремонтными интервалами, используя время, ранее отведенное на подсыпку балласта.

В России T-Track начали внедрять специалисты красноярской компании «Хенкон Сибирь».

Один из первых проектов реализовали на подземном руднике «кировский» в г. Апатиты, Мурманской области в условиях заполярья.

Там установили 7,3 км рудничные пути с 750-мм колеёй и 50 стрелочных переводов.

Успешный опыт внедрения и эксплуатации безбалластных путей Tubular Track в России на рудничных путях узкой колеи силами компании «Хенкон Сибирь» доказал техническую и экономическую перспективу применения этого технического решения также в туннелях и на погрузочных платформах магистральных путей.

В совокупности, проложенные и эксплуатируемые железнодорожные пути Tubular Track имеют протяжённость свыше 700 км, что превосходит общую длину путей всех западных аналогов.

В настоящее время испытания системы Т-Трак на поверхности продолжаются, их результат продемонстрирует, насколько она оправдает себя при контакте с российской действительностью.

Список использованной литературы:

1. Безбалластный трек. Ссылка на ресурс: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.bee58133-63a4c5ed-e281f63f-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Ballastless_track

2. Безбалластный путь. Ссылка на ресурс: https://otherreferats.allbest.ru/transport/01113844_0.html

3. Безбалластные бесшпальные пути. Ссылка на ресурс: https://dprom.online/mtindustry/bezballastnye-besshpalnye-zheleznodorozhnye-puti-t-track/

4. Сферы применения безбалластного пути. Ссылка на ресурс: https://ur.hse.ru/mirror/pubs/share/552115220.pdf

Код для цитирования: Скопировать