Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 55870 10.20295/1815-588X-2022-4-847-855 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Working Efficiency of Catenary Supports on High-Speed Railways Работоспособность опор контактной сети на высокоскоростных железнодорожных магистралях Веселов Виталий Владиславович Veselov Vitaliy Vladislavovich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 20 12 2022 20 12 2022 19 4 847 855 18 12 2022 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/55870/view

Цель: Выполнить анализ работоспособности отдельно стоящих железобетонных опор контактной сети в условиях высокоскоростных железнодорожных магистралей, разработать мероприятия и конструктивные решения опор повышенной надежности и долговечности. Методы: Анализ типовых конструктивных решений по ГОСТ 19330—99 с учетом опыта их эксплуатации, применение численных методов расчета с привлечением расчетных программ. Результаты: Проанализированы недостатки применяемых конструкций опор контактной сети на железных дорогах с применением стали и железобетона. Выполнены расчеты несущей способности и жесткости типовых железобетонных опор по ГОСТ 19330—99 с применением вычислительного комплекса SCAD на действие актуальных климатических и эксплуатационных нагрузок, в том числе от ветрового давления при движении высокоскоростных составов со скоростью движения 300 км/ч. Разработана конструкция инновационной опоры, включающей стойку из железобетона, фибробетона или стали, на железобетонном фундаменте, объединенную методом безвыверочного монтажа для обеспечения герметичности соединяемых частей конструкций. Практическая значимость: Выявлены резервы работоспособности типовых отдельно стоящих железобетонных опор контактной сети в условиях высокоскоростной железнодорожной магистрали Санкт-Петербург — Москва по проектным материалам. Установлена возможность восприятия опорами давления от ветрового потока при движении поездов со скоростью 300 км/ч. Предложены применение инновационной комбинированной сталебетонной конструкции опоры контактной сети и способы ее монтажа. Использование нового способа монтажа и конструкции опоры позволит снизить трудоемкость ее монтажа, а также повысить надежность и долговечность опоры в изменяющихся условиях эксплуатации.

Purpose: To perform working efficiency analysis of catenary separately standing reinforced-concrete supports in high-speed railway conditions, to develop measures and constructive solutions of the supports of increased reliability and durability. Methods: Analysis of typical constructive solutions according to Russia State Standard GOST 19330-99 given their exploitation experience, the use of numerical calculation methods involving calculation programs. Results: The disadvantages of being applied structures of catenary supports on railways with the use of steel and reinforced concrete are analyzed. The calculations of typical reinforced-concrete support bearing capacity and rigidity according to GOST 19330-99 with the use of SCAD computing complex for the effect of vital climatic and exploitational burdens, including ones from wind pressure at high-speed rolling stock motion trains at the speed of 300 km/h, are made. Innovative support construction has been developed which includes pillar of reinforced concrete, fiber-reinforced concrete or steel on reinforced-concrete foundation, the construction is combined with alignment-free mounting method to ensure the impermeability of construction being united parts. Practical significance: The reserves for working efficiency of typical separately-standing reinforced-concrete catenary supports in the conditions of high–speed railway trunk St. Petersburg - Moscow on project documentation basis are revealed. The possibility of pressure perception by supports from wind flow at train motion of 300 km/h speed has been established. The application of innovative combined steel-concrete structure of catenary support construction and its mounting ways are proposed. The use of support mounting and construction new way would allow to reduce support mounting laboriousness as well as to rise support reliability and durability in exploitation changing conditions.

 Опора контактной сети железобетонная конструкция сталебетон монтаж надежность долговечность Catenary supports reinforced concrete structure steel concrete mounting reliability durability

Чекулаев В. Е. Устройство и техническое обслуживание контактной сети / В. Е. Чекулаев и др.; под ред. А. А. Федотова. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на ж. д. транспорте», 2014. - 436 с. Chekulaev V. E. Ustroystvo i tehnicheskoe obsluzhivanie kontaktnoy seti / V. E. Chekulaev i dr.; pod red. A. A. Fedotova. - M.: FGBOU «Uchebno-metodicheskiy centr po obrazovaniyu na zh. d. transporte», 2014. - 436 s. Подольский В. И. Эксплуатационные воздействия на опоры контактной сети электрифицированных железных дорог и повышение их надежности: дисс. … д-ра техн. наук / В. И. Подольский. - М.: ВНИИЖТ, 1996. - 303 с. Podol'skiy V. I. Ekspluatacionnye vozdeystviya na opory kontaktnoy seti elektrificirovannyh zheleznyh dorog i povyshenie ih nadezhnosti: diss. … d-ra tehn. nauk / V. I. Podol'skiy. - M.: VNIIZhT, 1996. - 303 s. Кудрявцев А. А. Разрушение фундаментов транспортных сооружений при электрокоррозии / А. А. Кудрявцев, В. Г. Каратаев, С. Е. Гуков и др. // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2010. - Вып. 4(25). - С. 178-186. Kudryavcev A. A. Razrushenie fundamentov transportnyh sooruzheniy pri elektrokorrozii / A. A. Kudryavcev, V. G. Karataev, S. E. Gukov i dr. // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. - SPb.: Peterburgskiy gos. un-t putey soobscheniya, 2010. - Vyp. 4(25). - S. 178-186. А. с. 763544 Российская Федерация Е04В1/36. Опора с железобетонными приставками / В. П. Нехотин, А. А. Кудрявцев, В. П. Попов и др.; заявитель и патентообладатель Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. Акад. В. Н. Образцова. - № 2613132/29-33; заявл.04.05.78; опубл. 15.09.80. A. s. 763544 Rossiyskaya Federaciya E04V1/36. Opora s zhelezobetonnymi pristavkami / V. P. Nehotin, A. A. Kudryavcev, V. P. Popov i dr.; zayavitel' i patentoobladatel' Leningradskiy ordena Lenina institut inzhenerov zheleznodorozhnogo transporta im. Akad. V. N. Obrazcova. - № 2613132/29-33; zayavl.04.05.78; opubl. 15.09.80. Киселев И. П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс: учебное пособие для студентов вузов железнодорожного транспорта в 2 томах / И. П. Киселев, Л. С. Блажко, М. Я. Брынь и др. - М., 2020. - Т. 1. - 2-е изд., перераб. и доп. Kiselev I. P. Vysokoskorostnoy zheleznodorozhnyy transport. Obschiy kurs: uchebnoe posobie dlya studentov vuzov zheleznodorozhnogo transporta v 2 tomah / I. P. Kiselev, L. S. Blazhko, M. Ya. Bryn' i dr. - M., 2020. - T. 1. - 2-e izd., pererab. i dop. Пат. 168411 Российская Федерация, МПК Е04H 12/22. Опора: / Е. Н. Алексашкин, В. В. Веселов, В. В. Егоров; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ПГУПС Императора Александра I. - № 2016134587; заявл. 23.08.16; опубл. 02.02.17, Бюл. № 4. Pat. 168411 Rossiyskaya Federaciya, MPK E04H 12/22. Opora: / E. N. Aleksashkin, V. V. Veselov, V. V. Egorov; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO PGUPS Imperatora Aleksandra I. - № 2016134587; zayavl. 23.08.16; opubl. 02.02.17, Byul. № 4. Веселов В. В. Повышение эксплуатационной надежности опор контактной сети / В. В. Веселов, М. С. Абу-Хасан // БСТ: Бюллетень строительной техники. - 2019. - № 9(1021). - С. 54-56. Veselov V. V. Povyshenie ekspluatacionnoy nadezhnosti opor kontaktnoy seti / V. V. Veselov, M. S. Abu-Hasan // BST: Byulleten' stroitel'noy tehniki. - 2019. - № 9(1021). - S. 54-56. Пат. 185035 Российская Федерация, МПК Е04С 3/293 (2006.01). Сталебетонный элемент / В. В. Веселов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО ПГУПС Императора Александра I. - № 2018129556; заявл. 13.08.2018; опубл. 19.11.2018, Бюл. № 32. Pat. 185035 Rossiyskaya Federaciya, MPK E04S 3/293 (2006.01). Stalebetonnyy element / V. V. Veselov; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO PGUPS Imperatora Aleksandra I. - № 2018129556; zayavl. 13.08.2018; opubl. 19.11.2018, Byul. № 32. Дьяченко Л. К. Особенности аэродинамического воздействия высокоскоростных поездов на объекты инфраструктуры / Л. К. Дьяченко, Д. Е. Воробьев, А. А. Барановский // Новые технологии в мостостроении: сборник трудов Международной научно-технической конференции. - 2018. - С. 66-75. D'yachenko L. K. Osobennosti aerodinamicheskogo vozdeystviya vysokoskorostnyh poezdov na ob'ekty infrastruktury / L. K. D'yachenko, D. E. Vorob'ev, A. A. Baranovskiy // Novye tehnologii v mostostroenii: sbornik trudov Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii. - 2018. - S. 66-75. Ли В. Н. Опрокидывающий момент опоры контактной сети / В. Н. Ли, А. С. Сапов, Л. С. Демина // Мир транспорта. - 2012. - Т. 10. - № 2(40). - С. 4-11. Li V. N. Oprokidyvayuschiy moment opory kontaktnoy seti / V. N. Li, A. S. Sapov, L. S. Demina // Mir transporta. - 2012. - T. 10. - № 2(40). - S. 4-11.