В 2010 году руководство «РЖД» приняло решение о проведении на железных дорогах Сибири эксплуатационных испытаний модернизированного рельсового скрепления АРС.
С результатами проделанной работы знакомит материал коллектива авторов Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) – проректора (МИИТ) по научной работе, профессора доктора технических наук Валерия Михайловича Круглова, директора научно-исследовательского института транспорта и транспортного строительства (МИИТ) кандидата технических наук Юрия Николаевича Аксенова, ведущего научного сотрудника Объединенного научно-исследовательского и испытательного центра «Перспективные технологии» (ОНИЦ ПТ МИИТ) кандидата технических наук Владимира Владимировича Кузнецова, старшего научного сотрудника (ОНИЦ ПТ МИИТ) Елены Геннадьевны Курзиной, младшего научного сотрудника (ОНИЦ ПТ МИИТ) Сергея Александровича Гришова и заместителя начальника (ОНИЦ ПТ МИИТ) Андрея Юрьевича Богачева.
До 2010-го АРС укладывали только на магистралях европейской части России. И вот представилась возможность определить эффективность модернизированного скрепления в регионах с годовыми амплитудами температур рельсов более 110 градусов Цельсия.
Летом того года на двух дорогах, Красноярской и Восточно-Сибирской, были заложены опытные участки пути. Они были выбраны как в прямых, так и в кривых малого радиуса менее 650 метров на затяжных спусках и подъемах с уклонами до 10 тысячных.
Испытания начались на перегонах Малиногорка – Козулька и Ангасолка – Слюдянка. Цель – получить достаточные и достоверные результаты, характеризующие работоспособность конструкции АРС и его элементов в различных условиях эксплуатации, текущего содержания и ремонта.
Наблюдения проводят сотрудники нескольких институтов (в их числе – МИИТ, ВНИИЖТ и ИрГУПС) по специально разработанной методике испытаний. В соответствии с ней ежеквартально опытные участки обследуются с замерами основных параметров колеи, а раз в год (преимущественно весной, после оттаивания балласта) выполняется детальная ревизия всех элементов в узлах скрепления АРС.
Эксплуатационные испытания подтвердили оптимистические прогнозы: в течение трех лет до наработки тоннажа примерно 170 млн т брутто безопасность и бесперебойность движения поездов были обеспечены в полном объеме.
Наилучшие результаты были получены в опытных прямых, где путь в течение всего срока оценивался вагонами-путеизмерителями только на «отлично». Ширина колеи практически не изменилась и работы по ее регулировке не производились. Максимальная ширина колеи составила 1524 мм.
 |
| Изменения значений ширины колеи с увеличением наработки тоннажа в кривой R-604 м, где не производилось путевых работ, происходят плавно на всем протяжении. В кривой R-523 м устранение шаблона 1533 мм путем забивания нестандартных металлических вкладышей привело к расстройству колеи. |
Экспертная оценка состояния пути в кривых малого радиуса показала, что такие участки в процессе испытаний получали «отлично» примерно в 90 процентах случаев проверок путеизмерителями и лишь считанные разы оценивались на «хорошо». Только через два года на участках появились первые отступления второй степени, то есть до наработки тоннажа примерно 100 млн. т брутто никаких неисправностей в пути не было. Средние значения ширины колеи после наработки тоннажа около 150 млн. т брутто находились в диапазоне 1529– 1531 мм, при этом среднеквадратические отклонения составляли менее единицы, следовательно, деформации происходят плавно на всем протяжении участков.
Лишь один участок в кривой R – 523 м оценивался на «отлично» в 55 процентах случаев, в 20 – на «хорошо» и 25 процентах – на «удовлетворительно». Как показал анализ, для устранения отступлений второй степени по шаблону путейцы забивали нестандартные металлические вкладыши между анкером и изолятором. Такой способ регулировки ширины колеи неэффективен, так как приводит к повреждению полимерных изоляторов и нарушению работы узла в целом. Поэтому при проведении комиссионного осмотра после наработки 100 млн. т брутто данный способ регулировки был запрещен. Для устранения уширения рекомендовано применять регулировочные изоляторы, которые имеют сертификат соответствия и с успехом апробированы на сети дорог «РЖД».
На всех опытных участках были обнаружены отступления только второй степени. Отступлений третьей и четвертой степеней не было за весь период эксплуатации.
Следует отметить, что на Красноярской дороге за три года опытные участки ни разу не выправлялись путевыми машинными комплексами, при этом расстройства колеи по уровню не наблюдалось.
В течение первых двух лет до наработки тоннажа 100 млн. т брутто специалисты Козульской дистанции выполняли работы по текущему содержанию пути на трех километрах всего шесть раз, в основном по регулировке ширины колеи 1533–1534 мм. Затраты труда составили менее 54 человеко-часов, т.е. ежегодные затраты труда на километр пути со скреплением АРС составили около 9 человеко-часов. По сравнению с конструкцией пути на деревянных шпалах этот показатель меньше примерно в 230 раз, пути со скреплением КБ – в 65 раз. Таким образом, подтвержден эффект «малообслуживаемого пути» на участках со скреплением АРС. Однако, по нашему мнению, проведение машинизированной выправки в качестве технического обслуживания пути все же необходимо для предотвращения накопления остаточных деформаций.
Ежеквартальные осмотры и промеры рельсовой колеи показали: примерно три четверти всех отступлений второй степени, обнаруженных на опытных участках, пришлись именно на участок в кривой R-523 м. Подавляющее большинство – около 90 процентов – составили уширения колеи до 1534 мм. Данный шаблон не угрожает безопасности движения на пути со скреплением АРС, но штрафуется по существующим нормативам, разработанным еще для деревянных шпал и костыльного скрепления. Было установлено, что в процессе эксплуатационных испытаний в кривых с радиусами менее 650 м при шаблоне 1533–1534 мм обеспечивается надежная связь рельсов со шпалами. Среднее значение усилия прижатия рельса в скреплении на участках составляло около 2,5 т – это соответствует нормативным требованиям.
Несколько лет научно-исследовательский центр «Перспективные технологии» МИИТа занимается изучением возможности корректировки степеней отступлений по уширению колеи на участках пути со скреплением АРС (установленных инструкцией ЦП-515) для снижения затрат на текущее содержание пути. Эксперимент планируется продолжить и на участках, где установлено многолетнее усиленное наблюдение: Малиногорка – Козулька, Ангасолка – Слюдянка, Углеуральская – Шестаки (СВЖД).
В соответствии с методикой испытаний проводятся детальные ревизии узлов скрепления АРС. Оценка его элементов производится по трехбалльной системе («хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно»). Мониторинг показал: после наработки тоннажа 150 млн. т брутто абсолютное большинство из них оценено на «хорошо».
Особая роль в бесподкладочном скреплении принадлежит упругим клеммам, от которых зависит прижатие рельса к шпале и защита пути от угона. Клеммы АРС-04.04.001-01 из прутка 17 мм производства ООО «Сфера-21» подтвердили свою надежность – отказов не обнаружено ни на одном из участков, все клеммы находятся в «хорошем» состоянии.
На дорогах были применены два типа подрельсовых прокладок-амортизаторов ЦП204М-АРС (на КРСНЖД) и АРС-04.07.003 (на ВСЖД) производства ООО «МК-20». Они показали «хорошие» служебные свойства.
Сравнительный анализ, проведенный специалистами ИрГУПС и службы пути ВСДИ на Восточно-Сибирской дороге, подтвердил значительные эксплуатационные преимущества скрепления АРС по сравнению с ЖБР-65. Они заключаются в более надежной работе элементов в узлах скрепления, более стабильном прижатии рельсов к шпалам, в меньших затратах труда при текущем содержании пути, в меньшем количестве неисправностей пути и лучшем уровне балльности, возможности выправки пути по уровню до 25 мм.
В 2013 году на Восточно-Сибирской дороге скрепление АРС было уложено на тридцати километрах пути. Кроме того – на горно-перевальном участке на перегоне Большой Луг – Слюдянка в кривой R – 301 м. Это один из сложнейших участков железнодорожного пути в России, так называемый «лимитирующий» участок Транссибирской магистрали, где руководящий уклон составляет около 30 тысячных и грузовые поезда поднимаются в гору с помощью локомотивов-толкачей. Рельсовая колея на этом перегоне начинает расстраиваться сразу после укладки пути, но мы уверены, что скрепление АРС будет надежно работать и в таких экстремальных условиях.
С 2013 года для мониторинга применяется аппаратно-программный комплекс «Профиль», разработанный в СГУПС. Комплекс с высокой точностью определяет геометрические параметры рельсовой колеи в стандарте ЦП 515, характеристики кривой в стандарте ФП5, позволяет получать в полном объеме данные для составления продольного профиля, выполнять линейную и координатную привязку железнодорожных объектов и элементов пути.
Итак, в результате испытаний установлено: скрепление АРС надежно работает на железных дорогах суровой Восточной Сибири, на участках пути с затяжными подъемами и спусками в кривых малого радиуса, обеспечивает стабильность рельсовой колеи. В частности, для эффективного устранения уширения колеи региональным дирекциям инфраструктуры можно рекомендовать применять сертифицированные регулировочные изоляторы. Их установка производится парными комплектами в соответствии с инструкцией.
Одним из основных результатов многолетнего мониторинга научными сотрудниками МИИТа на сети дорог опытных кривых с радиусами менее 650 м является факт, что при шаблоне 1529– 1535 мм не требуется регулировка ширины колеи на пути со скреплением АРС, так как обеспечивается надежная связь рельсов со шпалами. Поэтому необходимо продолжить исследования по оценке возможности изменения величины степеней отступлений по уширению колеи (установленных Инструкцией ЦП-515) на опытных участках пути со скреплением АРС и при получении положительных результатов эксперимента внести предложения по изменению ЦП-515.