Применение подбалластных виброматов на железнодорожных железобетонных пролетных строениях с ездой на балласте и сопрягаемых участках земляного полотна

В данной статье рассматривается применение виброматов на железобетонных пролетных строениях железнодорожных мостов с ездой на балласте и сопрягаемых участках земляного полотна. Проведены численные эксперименты на железобетонных пролетных строениях мостов с использованием конечно- элементного моделирования в программном комплексе Midas FEA. Представлены результаты расчета жесткости различных типов подрельсового основания, включая разную конструкцию рельсошпальной решетки, балластный слой с разным модулем упругости и уложенные под балласт виброматы. Построены пространственные эпюры вертикального давления по поверхности плиты балластного корыта с учетом жесткости подрельсового основания, представляющие собой графики распределения давления через элементы верхнего строения пути в толще балластного слоя. Установлено, что жесткость подрельсового основания при наличии виброматов снижается, это приводит к уменьшению величины ординат пространственной эпюры вертикального давления по плите балластного корыта путем включения в работу большего по длине участка рельсошпальной решетки. Выполнен расчет грузоподъемности плиты балластного корыта при наличии виброматов, в результате которого отмечено увеличение минимальных классов по грузоподъемности плиты балластного корыта до 30 % за счет снижения давления под шпалой в подрельсовом сечении. Динамический расчет свидетельствует о наличии просадок не более 20 мм при наработке тоннажа до 330 млн т брутто на равноупругом пути с матами на пролетном строении и подходах, что обеспечивает равноупругость пути, отсутствие «предмостовых ям» и равноресурсность пути в зоне сопряжения насыпи с мостовым сооружением.

1. Яшнов А. Н. Методология сквозного мониторинга Технического состояния мостовых сооружений в их жизненном цикле : специальность 2.1.8 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Яшнов Андрей Николаевич ; Сибирский государственный университет путей сообщения. Новосибирск, 2023. 376 с.

2. Ефимов С. В., Жунев К. О. Моделирование динамического взаимодействия подвижного состава и железнодорожных мостов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. № 22 (6). С. 154–166.

3. Жунев К. О. Динамическое воздействие подвижной нагрузки на сварные пролетные строения // Наука и практика в решении стратегических и тактических задач устойчивого развития России : сборник научных статей по итогам Национальной научно-практической конференции. Санкт-Петербург : Культинформ-пресс, 2019. С. 9–12.

4. Луковников Е. Е., Дьяченко Л. К., Смирнов И. М. Динамическая работа пролетных строений в условиях высокоскоростного движения // Путевой навигатор. 2024. № 58 (84). С. 62–68.

5. Паторняк А. В., Ефимов С. В., Чаплин И. В. Применение подбалластных виброматов на мостовых сооружениях // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2023. № 4. С. 43–53.

6. Усов Д. А. Моделирование участков переменной жесткости перед искусственными сооружениями // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2021. № 1 (56). С. 79–85.

7. Подход к подбору параметров конструкций переменной жесткости в зоне примыкания к устоям искусственных сооружений / А. Л. Ланис, Д. А. Усов, П. О. Ломов, И. О. Гребенников // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (85). С. 143–152.

8. Suiker A. S. J. The mechanical behavior of ballasted railway tracks. [S. l.] : Delf Univ. Press, 2002. 247 p.

9. Засухин И. В. Определение эпюры давления по поверхности металлической ортотропной плиты балластного корыта пролетного строения от местного действия нагрузки // Транспортные сооружения. 2021. № 2. C. 30.

10. Shih J.-Y., Thompson D., Zervos A. Assessment of track-ground coupled vibration induced by high-speed trains // ICSV 21. The 21st International congress on sound and vibration. Beijing/Chin, 2014. P. 1–8.

11. Райлян Д. А. Разработка специализированных материалов – матов подбалластных для применения на сети железных дорог в целях снижения вибрационного воздействия и структурного шума от подвижного состава // Актуальные проблемы техносферной безопасности : сборник научных материалов V Национальной научно-практической конференции. Москва : Российский университет транспорта (МИИТ), 2023. С. 32–37.

12. Райлян Д. А., Апатцев В. И., Климова Д. В. Прогноз уровней вибрационного воздействия и структурного шума при реконструкции станции Лобня МЦД-1 // Наука и техника транспорта. 2022. № 2. С. 83–91.