FEATURES OF STRESS-STRAIN STATE OF THE DUAL RAILWAY GAUGE

ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2019, № 1 (79) ЗАЛІЗНИЧНА КОЛІЯ ТА АВТОМОБІЛЬНІ ДОРОГИ УДК 625.112:625.033.3 М. Б. КУРГАН1, Д. М. КУРГАН2*, М. Ю. БРАЖНИК3, Д. Л. КОВАЛЬСЬКИЙ4 1Каф. «Проектування і будівництво доріг», Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені ака- деміка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дніпро, Україна, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, ел. пошта , ORCID 0000-0002-8182-7709 2*Каф. «Колія та колійне господарство», Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дніпро, Україна, 49010, тел. +38 (056) 373 15 42, ел. пошта , ORCID 0000-0002-9448-5269 3Каф. «Колія та колійне господарство», Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дніпро, Україна, 49010, тел. +38 (056) 373 15 42, ел. пошта , ORCID 0000-0003-0670-8475 4Каф. «Колія та колійне господарство», Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дніпро, Україна, 49010, тел. +38 (056) 373 15 42, ел. пошта , ORCID 0000-0002-0247-2074 ОСОБЛИВОСТІ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ СУМІЩЕНОЇ ЗАЛІЗНИЧНОЇ КОЛІЇ Мета. Можливості залізничного транспорту для організації перевезень між державами Європейського Союзу й України використовують не повною мірою, оскільки є низка технічних несумісностей транспортних систем, а саме: ширина колії, характеристики рухомого складу, напруга в контактній мережі, габарити тощо. Одним із варіантів організації транспортування вантажів у міжнародному сполученні є використання суміщеної колії 1 435/1 520 мм. Метою цієї роботи є аналіз особливостей напружено-деформованого стану суміщеної конструкції колії, перш за все змін у роботі підшпальної основи внаслідок застосування спеціальної конструкції залізобетонної шпали з одночасним кріпленням чотирьох рейкових ниток. Методика. Для визначення напружень у баластному шарі під шпалами було обрано просторову модель динамічних деформацій залізничної колії на основі теорії пружності. Розглянуто рух по залізничній колії звичайної конструкції (зі шпалами Ш-1-1), взятої як еталон, і по колії для суміщеного руху, відмінної від еталонної застосуванням шпал типу Ш2С-1. Основні результати розрахунків склали матриці напружень у підшпальній основі. Результати. Аналіз результатів моделювання напружень у підшпальній основі суміщеної колії не показав їх збільшення за абсолютними значеннями, але виявив циклічну зміну можливих напрямків девіації часток баласту за наявності передумов до виникнення непружних деформацій у баластному шарі. Такий напруженодеформований стан підшпальної основи, у свою чергу, може призвести до виникнення деформацій у шпалах і погіршення загальної геометрії колії. Наукова новизна. У роботі набули подальшого розвитку задачі моделювання взаємодії колії й рухомого складу, зокрема для визначення напружено-деформованого стану підшпальної основи суміщеної колії. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані під час визначення термінів ремонтних робіт для ділянок з суміщеною конструкцією колії, обґрунтування необхідного рівня ущільнення баласту й доцільності застосування георешіток або спеціальних зв’язувальних речовин. Ключові слова: міжнародні залізничні перевезення; залізнична колія; суміщена колія; ширина колії; взаємодія колії й рухомого складу; баласт Creative Commons Attribution 4.0 International doi: 10.15802/stp2019/158471 © М. Б. Курган, Д. М. Курган, М. Ю. Бражник, Д. Л. Ковальський, 2019 51 ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2019, № 1 (79) ЗАЛІЗНИЧНА КОЛІЯ ТА АВТОМОБІЛЬНІ ДОРОГИ Вступ Завдяки своєму географічному положенню та розвиненій транспортній інфраструктурі Україна має значний потенціал у розвитку вантажних перевезень, зокрема в міжнародному сполученні як країна-транзитер у логістичному ланцюгу товарообміну між Азією та Європою. Економіка України залежить від ефективного транспортування навалочних і насипних вантажів, таких як вугілля, залізна руда, сталь, зерно, а їх на далекі відстані найбільш вигідно перевозити залізницею. Успішне реформування та реструктуризація Укрзалізниці буде важливою частиною майбутніх українських економічних реформ [16]. Угода про асоціацію між Україною та Європейським Союзом [9], Національна транспортна стратегія України на період до 2030 року [7] визначають напрями поліпшення якості транспортних послуг, передбачають наближення рівня їх надання й розвитку інфраструктури до європейських стандартів, підвищення рівня безпеки та зменшення негативного впливу на довкілля. Реалізація Стратегії дозволить отримати високотехнологічну транспортну систему, в якій буде розбудована ключова транспортна мережа (core network) і забезпечена її експлуатаційна сумісність (інтероперабельність) із мультимодальною міжнародною й транс’європейською транспортною мережею TEN-T, у тому числі залізничною мережею колії 1 435 мм. Наслідком стануть масові регулярні перевезення контейнерів та інших вантажів мультимодальним транспортом, зокрема й у транзитному сполученні Європа – Азія. Приєднання України до міжнародних конвенцій у галузі залізничного транспорту створює передумови для спрощення перевірки вантажів на кордонах, що, у свою чергу, дозволяє прискорити доставку і в цілому вийти на більш якісний рівень спільної роботи. Наразі можливості залізничного транспорту для організації перевезень між державами Європейського Союзу й України використовують не повною мірою, оскільки є низка технічних несумісностей транспортних систем, а саме: ширина колії, характеристики рухомого складу, напруга в контактній мережі, габарити тощо [13]. Creative Commons Attribution 4.0 International doi: 10.15802/stp2019/158471 52 До нашого західного кордону йде колія 1 520 мм, а в Європі – 1 435 мм. Україна не перша держава, якій доводиться вирішувати проблему сумісності двох технічних регламентів [3, 10, 20]. Так, у роботі [3] зроблено висновок, що впровадження інтермодальних перевезень з України до ЄС дозволить скоротити витрати на логістику транспортування вантажів залізницею, зменшити джерела ризику шляхом використання більш безпечного транспорту, знизити втрати й пошкодження вантажів, прискорити обіг оборотного капіталу, підвищити ефективність вагонного парку, створити сприятливі умови для користувачів залізничних транспортних послуг. Аналіз способів організації транспортування вантажів у міжнародному сполученні з країнами Євросоюзу показав, що реалізації можуть підлягати такі варіанти [14]: – перевантаження вантажів, у тому числі в контейнерах, із рухомого складу колії 1 520 мм на рухомий склад колії 1 435 мм; – заміна візків у пунктах перестановки вагонів під час переходу стиків колії різного стандарту; – застосування спеціального рухомого складу, обладнаного ві (...truncated)