Автоматизация расчета толщины подбалластного защитного слоя
Ключевые слова:
подбалластный защитный слой, прочность подстилающего слоя, автоматизация расчета толщины защитного слоя, железнодорожная линия третьей категорииАннотация
В статье рассмотрена проблема обеспечения стабильности подбалластной зоны железнодорожного пути, приведен обзор нормативных документов и научных работ по теме исследования, показана ее значимость для строительства и эксплуатации железнодорожных путей в России и за рубежом. Проанализирована методика определения толщины подбалластного защитного слоя по условию ограничения величины морозного пучения его основания и обеспечения необходимой прочности подстилающего слоя, изложенная в СП 32-104-98. Разработана программа RASCHET_PZS.xlsx, с помощью которой проведен тестовый расчет толщины подбалластного защитного слоя для насыпи проектируемой железнодорожной линии третьей категории, сооружаемой из глинистых грунтов. Выполнена аппроксимация графика зависимости толщины дренирующего слоя Hдр = f(f) для метеостанций Красноярска при сумме градусо-суток отрицательных температур наружного воздуха (Ω) 1 830°C ∙ сут. и Иркутска при 2 364°C ∙ сут., а также аппроксимация графика σ = f(h) – суммарной кривой нормальных напряжений для четырехосных вагонов при перспективной нагрузке на ось 294 кН/ось (30 тс/ось). Разработаны блоки полуавтоматического и автоматического поиска координаты hз(проч), м. В программе RASCHET_PZS.xlsx определена толщина защитного слоя для Красноярска hз(пуч) = 0,91 м и Иркутска hз(пуч) = 1,65 м. Сделан вывод, что следует продолжить работу над программой и создать базу расчетов для различных метеостанций Сибирского региона. С целью проработки множества вариантов проектируемой линии на предварительном предпроектном этапе с учетом потребности в дренирующем грунте необходимо использовать автоматизацию расчетов толщины подбалластного защитного слоя. При этом показатель объема потребного дренирующего грунта по вариантам трассы с учетом удаленности от разведанных карьеров может стать одним из важных критериев при многокритериальной оптимизации множества альтернатив.
Библиографические ссылки
Ковенькин Д.А., Подвербный В.А. Этапы жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2015. № 3. С. 151−156.
Подвербный В.А.. Казарина В.В., Подвербная О.В. Проектирование скоростного пассажирского рельсового транспорта иркутской агломерации // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2016. № 4. С. 308−326.
Проектирование трассы железной дороги на участке ВСЖД Гончарово – Слюдянка в программном комплексе INVEST / Е.О. Попова, О.Ю. Попов, В.А. Бучкин и др. // Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог : тр. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2009. Т. 1. С. 41−46.
СП 119.13330.2017 Железные дороги колеи 1520 мм (с изменением № 1 от 24.12.2019) : утв. приказом Минстроя РФ № 1648/пр от 12.12.2017 г. Введ. : 2018–06–13. М. : Минстрой России, 2017. 41 с.
СП 32-104-98 Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм : Одобрен Письмом Минземстроя РФ № 13-498 от 8.09.1998 г. Введ. : 1999–01–01. М. : Госстрой России, 1999. 160 с.
Об утверждении инструкции по устройству подбалластных защитных слоев при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути : распоряжение ОАО «РЖД» № 2544р от 12.12.2012. М. : ОАО «РЖД», 2012. 47 с.
Об утверждении и введении в действие технических условий на щебеночно-гравийно-песчаную смесь : распоряжение ОАО «РЖД» от 20.12.2012 г. № 2640р. М. : ОАО «РЖД», 2012. 15 с.
Временные технические условия на нормативы и методы определения модуля деформации подбалластного основания при реконструкции пути : утв. Департаментом пути и сооружений ОАО «РЖД» 30.11.2009. Доступ из справ.-прав. системы «АСПИЖТ» в локальной сети.
Методические рекомендации по проектированию земляного полотна железных дорог на пучинистых грунтах в суровых климатических условиях. М. : ЦНИИС, 1986. 49 с.
Ведомственные строительные нормы ВСН 61-89 Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. М. : ЦНИИС, 1990. 189 с.
ЦПИ 24 Технические указания по устранению пучин и просадок железнодорожного пути. М. : Транспорт, 1998. 74 с.
Ашпиз Е.С., А.В. Замуховский. Обоснование нормативов деформативности подрельсового и подшпального оснований // Мир транспорта. 2012. № 5. С. 112–119.
Котова И.А., Чижов А.В., Юдин О.Г. Технико-экономическое сравнение технологических вариантов устройства подбалластных защитных слоев с использованием объемной георешетки // Вестн. Сибир. гос. ун-та путей сообщ. 2017. № 1 (40). С. 36−45.
Казарина В.В., Подвербный В.А. Принятие решения по выбору варианта трассы железнодорожной линии // Мир транспорта. 2019. Т. 17. № 3 (82). С. 140−151.
Временные технические условия для опытного применения объемных георешеток Неовеб при устройстве защитного подбалластного слоя. М. :ОАО «РЖД», 2009. 11 с.
Инновации и долговечность объектов транспортной инфраструктуры (материалы, конструкции, технологии) : материалы науч.-практ. конф. / под ред. М. П. Клековкиной и др. СПб., 2019. 149 с.
Косенко С.А., Котова И.А., Акимов С.С. Технико-экономическое обоснование устройства защитных подбалластных слоев из грунтобетона при тяжеловесном движении поездов // Вестн. Томск. гос. архитектур.-строит. ун-та. 2021. Т. 23. № 1. С. 161–174.
Акимов С.С., Косенко С.А. Ресайклинг как альтернативный способ повышения прочности подбалластного основания железнодорожного пути // Наука, образование, кадры : материалы нац. конф. в рамках IX Междунар. Сиб. трансп. форума. Новосибирск, 2019. С. 204–212.
Полевиченко, А.Г., Жданова С.М. Противодеформационные конструкции для стабилизации земляного полотна. Хабаровск : ДВГУПС, 2005. 82 с.
Анализ способов повышения несущей способности грунтов основной площадки земляного полотна / Л.С. Блажко, С.Н. Чуян, В.Б. Захаров и др. // Известия ПГУПС. 2016. № 3. С. 328−336.
Путевая машина AHM 800R // auto-instructors.ru : сайт. URL: https://auto-instructors.ru/articles/putevaya-mashina-ahm-800r (Дата обращения: 16.05.2022).
Машины для укладки ПЗС // Группа ПТК АО «Тулажелдормаш» : сайт. URL: https://www.tulazdm.ru/mr-100 (Дата обращения 16.05.2022).
ООО «ИнфраТех» - передовые решения при строительстве и ремонте // Евразия Вести : сайт. URL: http://eav.ru/publ1.php?publid=2010-08a19 (Дата обращения: 16.05.2022).
Применение комплекса по формированию защитного подбалластного слоя (ЩОМ-2000, МР-100) при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути на сети железных дорог Российской Федерации : технология ОАО «РЖД» от 06.07.2016 № 447. М. : ОАО «РЖД», 2016. 48 с.
Дудкин Е.П., Петряев А.В. Влияние подбалластных матов на величину упругих деформаций пути // Путь и путевое хозяйство. 2022. № 7. С. 16−18.
Петряев А.В., Парамонов В.Н. Расчетный анализ поведения подшпального основания при его стабилизации геосинтетическими материалами // Транспорт Урала. 2022. № 1 (72). С. 62−67.
Третьяков В.В. Влияние характеристик подбалластного основания на интенсивность накопления расстройств пути в вертикальной плоскости : дис. ... канд. техн. наук. М., 2008. 163 с.
Акашов А.Н. Конструктивно-технологические и организационные решения по повышению стабильности геометрии рельсовой колеи на участках обращения поездов повышенного веса и длины : дис. ... канд. техн. наук. Москва, 2010. 134 с.
Морозова А.А. Несущая способность подшпального основания железнодорожного пути на участках обращения поездов с осевыми нагрузками до 300 кН : дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2014. 184 с.
Experimental study on the compaction characteristics and evaluation method of coarse-grained materials for subgrade / S. Li, Y. Ye; L. Tang et al. // Materials 2021. 14 (22). 6972. DOI 10.3390/ma14226972.
Le T.H.M., Lee S.-H., Park D.-W. Evaluation on full-scale testbed performance of cement asphalt mortar for ballasted track stabilization // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 254. P. 119249.
Saygili A., Dayan M. Freeze-thaw behavior of lime stabilized clay reinforced with silica fume and synthetic fibers // Cold Regions Science and Technology. 2019. Vol. 161. Pp. 107–114.
Comparison and evaluation of railway subgrade quality detection methods / R. Nie, W. Leng, Q. Yang et al. // Journal of Rail and Rapid Transit. 2016. Vol. 232. №. 2. Pp. 356–368.
Vibration response characteristics and application of existing railway subgrade / Zh. Junyun, H. Zhuoling, Ch. Siyuan et al. // Hindawi // Shock and vibration. 2021. Vol. 5/28. 10 p. DOI 10.1155/2021/9926980.
Experimental study on the dynamic features of cement-stabilized expansive soil as subgrade filling of heavy haul railway / Y. Shang, L. Xu, Y. Zhao et al. // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2017. Vol. 10. № 6. P. 136.
СП 131.13330.2020 Строительная климатология : утв. приказом Минстроя РФ № 859/пр от 24.12.2020. Введ. : 2021–06–25. М. : Минстрой России, 2020. 146 с.
Многокритериальная оптимизация множества вариантов железной дороги методом идеальной точки / А.В. Гавриленков, Ю.А. Быков, В.А. Подвербный и др. // Транспортное строительство. 1992. № 6. С. 10–11.
Подвербный В.А., Ковенькин Д.А., Филатов Е.В. Проектные решения по ликвидации больного места земляного полотна в проекте модернизации железнодорожного пути // Наука и образование транспорту. 2016. № 2. С. 181−185.
Симонова О.А., Гнездилова О.А. Оценка надежности календарного графика строительства моста // Молодая наука Сибири. 2021. № 1 (11). С. 272−276.
