Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 85191 10.20295/1815-588X-2024-02-440-448 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Self-stresses in the rails arising as a result of the operation of the railway track with deviations in its content Собственные напряжения в рельсах, возникающие вследствие эксплуатации железнодорожного пути с отступлениями по его содержанию Черняева Виктория Андреевна Chernyaeva Viktoriya Andreevna chernyaeva@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Шехтман Евгений Иосифович Shehtman Evgeniy Iosifovich director@sptgt.ru

доктор военных наук;

doctor of military sciences;

 Черняев Евгений Владимирович Chernyaev Evgeniy Vladimirovich chernyaev@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Иванов Андрей Игоревич Ivanov Andrey Igorevich andrey.ivanov.pgups@mail.ru 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 Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 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 Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 09 07 2024 09 07 2024 21 2 440 448 07 07 2024 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/85191/view

Цель: в процессе эксплуатации железнодорожного пути в его элементах происходит накопление остаточных деформаций. В зоне остаточной деформации пути, в частности просадки, пучинной впадины и т. д. возникают напряжения, при которых материал рельса может приобрести необратимые деформации, а рельс — оказаться поврежденным. При переходе рельса от прямолинейного равновесного состояния к криволинейному (при просадках, перекосах, пучинах) в нем возникают собственные напряжения, которые изменяют работу пути под подвижной нагрузкой. Предлагается в практических расчетах железнодорожного пути рассматривать критическую силу, при которой происходит потеря устойчивости рельса (переход к криволинейному равновесному состоянию) в вертикальной плоскости, в качестве дополнительного критерия допускаемой нагрузки. В статье рассмотрены собственные напряжения в рельсах, возникающие вследствие эксплуатации железнодорожного пути с отступлениями по его содержанию. Методы: статистический анализ накопления остаточных деформаций участка железнодорожного пути, обзор существующих методик оценки воздействия подвижного состава на путь, имитационное моделирование напряженно-деформированного состояния рельса. Результаты: проведены анализ накопления остаточных деформаций участка железнодорожного пути, обзор существующих методик оценки воздействия подвижного состава на путь, моделирование напряженно-деформированного состояния рельса под нагрузкой в двух состояниях (прямолинейная балка, криволинейная балка). Практическая значимость: результаты могут быть применены при решении задачи о взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути.

Purpose: approaches to the maintenance of the railway track play a significant role in the interaction between the track and the rolling stock. The analysis [1–10] shows that existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track have not completely resolved the issues of taking into account the residual deformation of the track, which does not allow us to have the most complete understanding of the ongoing interactions and processes between the railway track and the rolling stock in real operating conditions. In developing the issue of the need to take into account the residual deformation of the track, deviations in the geometry of the rail track in the profile, the article considers the “intrinsic” stresses in the track that are not under the influence of any load, arising as a result of the operation of a railway track with deviations in its contents. Methods: statistical analysis of the accumulation of residual deformations of a section of the railway track, review of existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track, simulation modeling of the stress-strain state of the rail. Results: an analysis of the accumulation of residual deformations of a section of the railway track, a review of existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track, modeling of the stress-strain state of a rail under load in two states (straight beam, curved beam) were carried out. Practical significance: the results can be applied when solving the problem of interaction between rolling stock and the railway track.

 железнодорожный путь верхнее строение пути рельс расчет железнодорожного пути собственные напряжения просадки железнодорожного пути railway track superstructure of the track rail calculation of the railway track own stresses subsidence of the railway track

Правила производства расчетов железнодорожного пути на прочность // Литограф, издательство МПС, 1954. Pravila proizvodstva raschetov zheleznodorozhnogo puti na prochnost' // Litograf, izdatel'stvo MPS, 1954. Вериго М. Ф. Динамические исследования пути и корректировка правил расчетов железнодорожного пути на прочность // Труды ВНИИЖТ (вы- пуск № 466). М.: Транспорт, 1972. 192 с. Verigo M. F. Dinamicheskie issledovaniya puti i korrektirovka pravil raschetov zheleznodorozhnogo puti na prochnost' // Trudy VNIIZhT (vy- pusk № 466). M.: Transport, 1972. 192 s. Гасанов А. И. О приведенной массе пути // Вестник ЦНИИ МПС (выпуск № 6). 1968. С. 52–53. Gasanov A. I. O privedennoy masse puti // Vestnik CNII MPS (vypusk № 6). 1968. S. 52–53. Медель В. Б. Взаимодействие электровоза и пути // М.: Трансжелдориздат, 1956. 335 с. Medel' V. B. Vzaimodeystvie elektrovoza i puti // M.: Transzheldorizdat, 1956. 335 s. Попов А. А. К вопросу о динамическом воздействии колеса на рельс при прохождении неровности пути // Труды ЦНИИ МПС (выпуск № 33). 1949. Popov A. A. K voprosu o dinamicheskom vozdeystvii kolesa na rel's pri prohozhdenii nerovnosti puti // Trudy CNII MPS (vypusk № 33). 1949. Шмидт К. М. Влияние массы пути на деформацию его при ударе колеса с подрессоренным грузом: сб. НИИ пути и путевого хозяйства М.: Трансжелдориздат, 1941. С. 87–109. Shmidt K. M. Vliyanie massy puti na deformaciyu ego pri udare kolesa s podressorennym gruzom: sb. NII puti i putevogo hozyaystva M.: Transzheldorizdat, 1941. S. 87–109. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности, утв. МПС РФ № ЦПТ–52/14 от 16.06.2000 г. Москва, 2000. 40 с. Metodika ocenki vozdeystviya podvizhnogo sostava na put' po usloviyam obespecheniya ego nadezhnosti, utv. MPS RF № CPT–52/14 ot 16.06.2000 g. Moskva, 2000. 40 s. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности, утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 22.12.2017 № 2706р. Metodika ocenki vozdeystviya podvizhnogo sostava na put' po usloviyam obespecheniya ego nadezhnosti, utv. rasporyazheniem OAO «RZhD» ot 22.12.2017 № 2706r. Данилов В. Н. Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом // М.: Транс- желдориздат, 1961. 70 с. Danilov V. N. Zheleznodorozhnyy put' i ego vzaimodeystvie s podvizhnym sostavom // M.: Trans- zheldorizdat, 1961. 70 s. Данилов В. Н. Расчет рельсовой нити в зоне стыка // Труды ВНИИЖТ (выпуск 70). 1973. С. 43–59. Danilov V. N. Raschet rel'sovoy niti v zone styka // Trudy VNIIZhT (vypusk 70). 1973. S. 43–59. Гречаник А.В. Оценка влияния жесткости пути и рессорного подвешивания тележек на развитие остаточных деформаций пути: автореф. дисс. ... \канд. техн. наук, 2011. Grechanik A.V. Ocenka vliyaniya zhestkosti puti i ressornogo podveshivaniya telezhek na razvitie ostatochnyh deformaciy puti: avtoref. diss. ... \kand. tehn. nauk, 2011. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути, утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 14.11.2016 № 2288р. Instrukciya po tekuschemu soderzhaniyu zheleznodorozhnogo puti, utv. rasporyazheniem OAO «RZhD» ot 14.11.2016 № 2288r. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь. М.: Трансжелдориздат, 1961. 615 с. Shahunyanc G. M. Zheleznodorozhnyy put'. M.: Transzheldorizdat, 1961. 615 s.