Эффективность разработок по совершенствованию железобетонных брусьев стрелочных переводов

Таблица 5.1

Из таблицы 5.1 следует, что применение брусьев переменного сечения с уменьшенной на 35% высотой на участке между подрельсовыми площадками позволяет обеспечить необходимую трещиностойкость этого участка при меньшем на 45% количестве арматуры и меньшей на 40% силе начального предварительного натяжения ее. Это позволяет изготовлять брусья на действующих заводах железобетонных шпал и вписаться в технологические возможности этих заводов.

Изготовление брусьев с переменным по длине поперечным сечением позволило уменьшить в среднем на 17% объем бетона на 1п.м бруса и на перевод в целом, а также, соответственно, общую массу брусьев при их транспортировке.

Учет распределения поездных нагрузок на брусья подкладками рельсовых и стрелочных скреплений позволяет проводить расчет подрельсовых сечений брусьев на меньшую величину (20-25%), уменьшить количество арматуры и перераспределить ее по сечению бруса рациональным способом.

Приведенный выше пример показывает, что в результате совершенствования методов расчета брусьев могут быть заметно повышены технико- экономические показатели новых конструкций переводных брусьев. Реализация этих повышенных показателей дает значительный начальный экономический эффект уже на стадии производства брусьев.

Для рассмотренного выше примера общий экономический эффект от уменьшения объема бетона и снижения себестоимости только основных брусьев при изготовлении составляет 9400 руб. на один перевод.

Применение упорных пластмассовых втулок в скреплениях типа КБ

Экономический эффект от применения пластмассовых электроизоли­рующих упорных втулок в скреплениях типа КБ на железобетонных брусьях для стрелочных переводов может быть достигнут от повышения стабильности рельсовой колеи и, соответственно, снижения затрат на текущее содержание стрелочного перевода, а также на исключении затрат на изолирующие втулки скрепления КБ.

Потребность упорных втулок на один перевод типа Р65 марки 1/11 для линий 1-2 классов по проекту ВНИИЖТ 98-01 составляет 624 шт. Цена одной упорной втулки при массовом их производстве составит около 7,0 руб. Общая стоимость упорных втулок 7,0 х 624 = 4400 руб. на один перевод.

При установке упорных втулок исключаются имеющиеся в скреплении КБ изолирующие втулки ценой по 2,2 руб./шт. Следовательно, дополнительная стоимость скреплений на один перевод составит:

(7,0 — 2.2) х 624 = 3000 руб.

По данным лаборатории стрелочного хозяйства ВНИИЖТ, затраты на те­кущее содержание одного стрелочного перевода составляют 22,32 тыс. руб. в год (определено по фактическим затратам 2001 года).

По данным той же лаборатории из общего объема работ на содержание стрелочного перевода работы по регулировке и исправлению ширины рельсо­вой составляют 30%, т.е. затраты на них можно принять как 0,3 х 22,32 = 6,7 тыс. руб. в год.

Лабораторные исследования показали, что применением упорных втулок удается снизить эти затраты на 20%, т.е. на 6,7 х 0,2 = 1,34 тыс. руб. Общие за­траты на содержание перевода в этом случае составят:

22,32 — 1,34 = 20, 98 тыс. руб./год

Расчет экономического эффекта от применения упорных втулок выпол­нен в соответствии с «Методическими рекомендациями по обоснованию эф­фективности инноваций на железнодорожном транспорте» (№ Цтех 0-11 от 26.04.99).

Интегральный эффект определен по формуле:

Э_инт =¿{R, — 3,) ¹ , (5.1)

7(1 + Е)’^р«

гдеR_t — результат, достигаемый на t-ом шаге, 3[ — затраты, осуществляемые на том же шаге,

Е — норма дисконта, применяется постоянной в течение пяти лет

(£=0,1), и начальный и конечный годы осуществления инновационного мероприятия.

Расчетный срок службы упорных втулок принят 5 лет.

Для рассматриваемого перевода коэффициент изменения затрат при при­менении упорных втулок составляет:

_И/= 22^32 д = 22,32- ^^ = 1,34тыс. руб., 3, = 3,0 тыс. руб.

20,98 1,064 ^ ^

Результаты расчета интегрального экономического эффекта от примене­ния упорных втулок в скреплении КБ на стрелочных переводных брусьях при­веден в таблице 5.2.

Срок окупаемости затрат на упорные втулки, соответствующий году пе­рехода интегрального эффекта от отрицательных к положительным значениям, составляет около 2-х лет.

Общий интегральный экономический эффект от применения упорных втулок составит за 5 лет 3,4 тыс. руб. на один перевод.

Таблица 5.2

Заключение

В результате выполненной работы сделаны следующие основные выводы.

1. Железобетонные предварительно напряженные брусья являются эффективным основанием для стрелочных переводов, получающим с каждым годом все большее применение на отечественных и зарубежных железных до­рогах.
2. Комплексная методика расчета, проектирования и испытаний желе­зобетонных брусьев, изложенная в настоящей работе, дает необходимую науч­но-методическую базу для разработки новых конструкций железобетонных брусьев для всей номенклатуры стрелочных переводов и съездов, используе­мых на железных дорогах МПС России.
3. Виды железобетонных брусьев по условиям работы в разных зонах стрелочных переводов могут быть систематизированы и представлены типовы­ми расчетными схемами, упрощающими разработку новых конструкций брусь­ев. Типовые схемы, приведенные в настоящей работе, включены в первый в России стандарт, на железобетонные предварительно напряженные брусья для стрелочных переводов (ОСТ 32.134-99).
4. Применение железобетонных брусьев с переменным по длине попе­речным сечением, в частности с пониженной высотой на участках между под- рельсовыми площадками, уменьшает на 20-30% величины изгибающих момен­тов в брусе под поездной нагрузкой, одновременно на 40% повышается пред­варительное обжатие бетона и соответственно — трещиностойкость бруса.
5. В результате испытаний по разработанной методике установлено, что эффективным способом увеличения сопротивления болтового скрепления дей­ствию поперечных нагрузок от подвижного состава и повышения стабильности ширины колеи на брусьях является применение упорных втулок из полимерно­го материала, передающих поперечные силы непосредственно на бетон в верх­ней части болтового канала в брусе. Опытные образцы втулок прошли испыта­ния циклической нагрузкой, показав удовлетворительную прочность и износо­стойкость.

Для повышения эффективности применения упорных втулок, а также для обеспечения точности размеров болтовых каналов в брусьях, даны предложе­ния по конструкции и материалам пластмассовых вкладышей и вкладышей- пустотообразователей, устанавливаемых в брусьях при их формовании. Эти вкладыши включены в действующие стандарты на железобетонные брусья (ОСТ 32.134-99) и шпалы (ОСТ 32.154-2000).

6. Шурупно-дюбельный способ прикрепления подкладок стрелочных и рельсовых элементов к железобетонным брусьям является эффективным направ­лением увеличения сопротивления узлов скреплений действию поперечных сил и повышения стабильности ширины рельсовой колеи на брусьях.

Стержень шурупа при упоре в дюбель из материала с высоким сопротив­лением смятию может воспринять и передать на бетон значительную часть по­перечных сил. Применение дюбеля диаметром около 35 мм позволит размес­тить в поперечном сечении железобетонного бруса два прикрепителя, и тем самым вдвое увеличить сопротивление действию поперечных сил. Дюбель из полимерного материала обеспечивает надежную изоляцию рельсовых цепей электрического тока без применения изолирующих втулок в скреплении.

7. Для успешной работы шурупа без излома необходимо, чтобы при вы­винчивании его из дюбеля на высоту 20-25 мм, в том числе при выправке пути, например, по уровню или в продольном профиле на прокладках, сохранялся контакт цилиндрической части стержня шурупа с внутренней стенкой цилинд­рического канала в дюбеле. Этому условию удовлетворяет новый шуруп ЦП 54 с увеличенной длиной подголовочного цилиндрического участка стержня. Применительно к этому шурупу определены технические требования и разра­ботана конструкция нового дюбеля с увеличенной длиной цилиндрического ка­нала верхней части без резьбы.

Реализация результатов исследований уже на стадии изготовления и укладки железобетонных брусьев новых конструкций с меньшими объемами железобетона дает экономический эффект от снижения начальных затрат. Так, например, в однотипных стрелочных переводах (Р65, марки 1/11) применение новых брусьев по сравнению с первыми конструкциями дает начальный эконо­мический эффект в 9,4 тыс. руб. на один перевод в ценах 2003 года или около 56 млн. руб. при объеме укладки таких переводов 6000 комплектов в год.

Применение упорных электроизолирующих втулок в болтовых скрепле­ниях как средства повышения стабильности ширины рельсовой колеи на железобетонных брусьях может дать экономический эффект от снижения затрат на текущее содержание стрелочных переводов не менее 3,4 тыс. руб. на один пе­ревод в год, при сроке окупаемости дополнительных затрат в 2-3 года.

Используемая литература

70. Скубак В.Ф., Гучков А.К. Проектируем новые конструкции // Путь и путевое хозяйство. 2001. № 12. С. 18-21.
71. Путря H.H. и др. Стрелочные переводы с железобетонными брусьями. // Путь и путевое хозяйство. 1971 .№ 11. С.9-11.
72. Омельченко П.А., Орловский А.Н. Как служит перевод с железобетонными брусьями // Путь и путевое хозяйство 1977. №10. С. 15-16.