Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 51385 10.20295/2223-9987-2022-2-164-178 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту Complex Spatial Geometry of Curved Sections on High-Speed Railways Сложная пространственная геометрия криволинейных участков трассы высокоскоростных железнодорожных магистралей Шкурников Сергей Васильевич Shkurnikov Sergey Vasil'evich 3123810@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Булакаева Ольга Сергеевна Bulakaeva Ol'ga Sergeevna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Анисимов Владимир Александрович Anisimov Vladimir Aleksandrovich anisvl@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 23 06 2022 23 06 2022 2022 2 164 178 23 06 2022 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/51385/view

Цель: В работе изложены некоторые перспективные направления современного развития науки проектирования плана и профиля трассы высокоскоростных железнодорожных магистралей, главной задачей которых является критическое переосмысление положений существующей нормативной базы проектирования. Вопрос о недопустимости устройства участков сложной пространственной геометрии — участков совпадения вертикальной кривой в профиле и переходной кривой в плане — является одним из таких положений. Методы: В рамках проведенного исследования предложен теоретический подход к определению силовых воздействий на участке сложной пространственной геометрии. Результаты: Установлено, что на величину силовых воздействий оказывают влияние направление вертикальной кривой (выпуклая или вогнутая), а также расчетная величина непогашенного ускорения в рассматриваемой кривой. Исследования влияния участков сложной пространственной геометрии на динамику движения высокоскоростного подвижного состава показывают, что при определенном сочетании радиусов круговых и вертикальных кривых для различных скоростей движения можно минимизировать негативные динамические воздействия, вызванные наличием участка сложной пространственной геометрии. Практическая значимость: В результате работы установлено, что при скоростях 350 и более км/ч совмещение вертикальной кривой в профиле и переходной кривой в плане возможно без применения дополнительных требований к параметрам кривых. При скоростях движения менее 350 км/ч необходимо увеличивать радиус круговой кривой на 30–60 %.

Purpose: The paper poses some promising trends of modern projection science development for high-speed railway plan and profile. The main objective of the trends is to critically rethink the provisions of the existing regulatory design base of the projection. The question on inadmissibility of the arrangement of complex spatial geometry sections — the sections of coincidence of a vertical curve in a profile and a passage curve in a plan — is one of such provisions. Methods: In the frames of the conducted research, a theoretical approach to the determination of force impacts at the section of complex spatial geometry is proposed. Results: It is established that force impact value is caused by vertical curve direction (convex or concave), as well as by calculated value of outstanding acceleration in being considered curve, Studies of the influence of sections with complex spatial geometry on the dynamics of high-speed rolling stock motion show that at certain combination of circular and vertical curve radii for motion various speeds, it is possible to minimize negative dynamic effects caused by the presence of complex spatial geometry section. Practical importance: As a result of the work, it was found that at speeds of 350 km/h or more, the superimposition of a vertical curve in the profile and a passage curve in the plan is acceptable without applying additional requirements to the curve parameters. The radius of the circular curve should be increased by 30-60% at speeds of less than 350 km/h.

 план трассы высокоскоростная железнодорожная магистраль переходные кривые вертикальные кривые совмещение вертикальной и переходной кривой railway plan horizontal alignment high-speed railway passage curves verticals curves vertical and passage curve superimposition

Морозова О.С. Параметры криволинейных участков трассы высокоскоростных железнодорожных магистралей для условий совмещенного движения: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.06 / Морозова Ольга Сергеевна.- СПб., 2020. - 16 с. Morozova O.S. Parametry krivolineynyh uchastkov trassy vysokoskorostnyh zheleznodorozhnyh magistraley dlya usloviy sovmeschennogo dvizheniya: avtoref. dis. kand. tehn. nauk: 05.22.06 / Morozova Ol'ga Sergeevna.- SPb., 2020. - 16 s. Lindahl, M. Track geometry for high-speed railways: A literature survey and simulation of dynamic vehicle response. Stockholm. TRITA-FKT Report, Royal Institute of Technology, 2001, 160 р. Lindahl, M. Track geometry for high-speed railways: A literature survey and simulation of dynamic vehicle response. Stockholm. TRITA-FKT Report, Royal Institute of Technology, 2001, 160 r. EN 13803-1:2010:Railway applications -Track -Track alignment design parameters - Track gauges 1435 mm and wider - Part 1: Plain line [Required by Directive 2008/57/EC], EN 13803-1:2010:Railway applications -Track -Track alignment design parameters - Track gauges 1435 mm and wider - Part 1: Plain line [Required by Directive 2008/57/EC], Sirong, Y. Dynamic analysis of high - speed railway alignment: theory and practice,Academic Press. 2018.324 p. Sirong, Y. Dynamic analysis of high - speed railway alignment: theory and practice,Academic Press. 2018.324 p. Wang, K., Zhai, W. Study on performance matching of wheel-rail dynamic interaction on curved track of speed-raised and high-speed railways. China Railway Science,2014, no 35(1), pp, 142-144, DOI:10.3969/j.issn.1001-4632.2014.01.22/ Wang, K., Zhai, W. Study on performance matching of wheel-rail dynamic interaction on curved track of speed-raised and high-speed railways. China Railway Science,2014, no 35(1), pp, 142-144, DOI:10.3969/j.issn.1001-4632.2014.01.22/ Аккерман Г.Л. Облик высокоскоростной железнодорожной магистрали / Г.Л. Аккерман, С.Г. Аккерман // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2017. № 2 (34). С. 46-56. DOI: 10,20291/2079-0392-2017-2-46-56. Akkerman G.L. Oblik vysokoskorostnoy zheleznodorozhnoy magistrali / G.L. Akkerman, S.G. Akkerman // Vestnik Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. 2017. № 2 (34). S. 46-56. DOI: 10,20291/2079-0392-2017-2-46-56. Velichko G. Quality analysis and evaluation technique of railway track + vehicle system performance at railway transition sections with various shape curves Transport Means 2020: Proceedings of the 24th International Scientific Conference Part II: 573-578, DOI:10.1088/1757-899X/1159/1/012022. Velichko G. Quality analysis and evaluation technique of railway track + vehicle system performance at railway transition sections with various shape curves Transport Means 2020: Proceedings of the 24th International Scientific Conference Part II: 573-578, DOI:10.1088/1757-899X/1159/1/012022. Hasslinger, H, Measurement proof for the superiority of a new track alignment design element, the so-called Viennese Curve”Berlin, ZEVrail , 2005, no 129, pp. 61-71. Hasslinger, H, Measurement proof for the superiority of a new track alignment design element, the so-called Viennese Curve”Berlin, ZEVrail , 2005, no 129, pp. 61-71. Wojtczak, R. General equation of cant ramp in form of polynomial of odd degree, available at:https://www.researchgate,net/publication/324475023_General_equation_of_cant_ramp_in_form_of_polynomial_of_odd_degree (accessed 11 November 2020), DOI:10.13140/RG.2.2.28551.09123 Wojtczak, R. General equation of cant ramp in form of polynomial of odd degree, available at:https://www.researchgate,net/publication/324475023_General_equation_of_cant_ramp_in_form_of_polynomial_of_odd_degree (accessed 11 November 2020), DOI:10.13140/RG.2.2.28551.09123 Морозова О.С. Способ улучшения плавности движения в криволинейных участках пути в плане на ВСМ / О.С. Морозова, С.В. Шкурников // В сборнике: РАЗВИТИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ И ЛОГИСТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ (РИЛТТРАНС-2019). Сборник трудов. 2020. С. 358-367. Morozova O.S. Sposob uluchsheniya plavnosti dvizheniya v krivolineynyh uchastkah puti v plane na VSM / O.S. Morozova, S.V. Shkurnikov // V sbornike: RAZVITIE INFRASTRUKTURY I LOGISTIChESKIH TEHNOLOGIY V TRANSPORTNYH SISTEMAH (RILTTRANS-2019). Sbornik trudov. 2020. S. 358-367. RBDG - MAN-013-0105 Railway Alignment. Design guidelines. 2021.Available at:https://www.railbaltica.org/wp-content/uploads/2021/06/RBDG-MAN-013 0105_RailwayAlignment.pdf (accessed 27 November 2021). RBDG - MAN-013-0105 Railway Alignment. Design guidelines. 2021.Available at:https://www.railbaltica.org/wp-content/uploads/2021/06/RBDG-MAN-013 0105_RailwayAlignment.pdf (accessed 27 November 2021). Technical memorandum.Alignment Standards for Shared Use Corridors, Rev 0. California High-Speed Train Project.2007. Available at:http://www.tillier.net/stuff/hsr/TM-1.1.6-Align-Stds-for-Shared-Use-Corridor-LA-to-Anaheim-R0-071217-pdf.pdf(accessed 27 December 2022). Technical memorandum.Alignment Standards for Shared Use Corridors, Rev 0. California High-Speed Train Project.2007. Available at:http://www.tillier.net/stuff/hsr/TM-1.1.6-Align-Stds-for-Shared-Use-Corridor-LA-to-Anaheim-R0-071217-pdf.pdf(accessed 27 December 2022). Long Xuyou. Study on Dynamic Effect of Alignment Parameter on Train Running Quality and Its Optimization for High-Speed Railway[D]. Beijing Jiaotong University. Long Xuyou. Study on Dynamic Effect of Alignment Parameter on Train Running Quality and Its Optimization for High-Speed Railway[D]. Beijing Jiaotong University. Fan Х., LiB., ZhangY., Du G, Liu H. Dynamic influence of the plane curve radius on vertical- circular overlapping lines of high-speed railway //E3S Web of Conferences 248, 03033 (2021), DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124803033 Fan H., LiB., ZhangY., Du G, Liu H. Dynamic influence of the plane curve radius on vertical- circular overlapping lines of high-speed railway //E3S Web of Conferences 248, 03033 (2021), DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124803033 Морозова О.С. Обоснование проектных параметров криволинейных участков плана трассы высокоскоростных железнодорожных магистралей / О.С. Морозова, С.В. Шкурников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2020. № 3 (67). С. 152-159. DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).152-159 Morozova O.S. Obosnovanie proektnyh parametrov krivolineynyh uchastkov plana trassy vysokoskorostnyh zheleznodorozhnyh magistraley / O.S. Morozova, S.V. Shkurnikov // Sovremennye tehnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie. 2020. № 3 (67). S. 152-159. DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).152-159 Шкурников С.В. О разработке имитационной модели высокоскоростного поезда / С.В. Шкурников, О.С. Морозова // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2017. Т. 14. № 3. С. 481-489. Shkurnikov S.V. O razrabotke imitacionnoy modeli vysokoskorostnogo poezda / S.V. Shkurnikov, O.S. Morozova // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. 2017. T. 14. № 3. S. 481-489.