Современные технологии строительства и ремонта железнодорожных путей
Сегодняшний облик железной дороги значительно отличается от того, который существовал на самых первых этапах ее становления. Но это и не удивительно, ведь с развитием научного прогресса развивались и технологии. Железная дорога является одним из наиболее популярных видов пассажирского и грузового транспорта в мире. Она прошла сложный путь становления и развития, от строительства первой железной дороги до той, которой мы знаем ее сейчас.
Первая железная дорога в России была построена в 1837 году. Тем не менее строительство все-таки началось и первым сообщением стал маршрут «Санкт-Петербург - Царское село». Отрасль оправдала себя и начала быстро развиваться.
Строительство железнодорожных путей необщего пользования - это непростой процесс, который проводиться поэтапно. Основная задача - получить качественное и безопасное железнодорожное полотно.
Этапы строительства железнодорожных путей
Каждый из этих видов строительства несет в себе определенный объем работ, направленный на конкретную цель. Технология строительства ж/д пути - сложный, многоступенчатый процесс. В него входит множество строительно-монтажных и просто строительных работ. Она состоит из 3-х этапов: подготовительного, основного, заключительного.
Первым этапом при строительстве новой ЖД является подготовка местности, закупаются все необходимые материалы для строительства железнодорожных путей. Подготовка состоит из развертывания строительства главных объектов и конструктивных ж/д элементов. Подготовительные работы относятся к трудоемким и дорогостоящим. Часто, на этом этапе предполагаемый ландшафт подвергается серьезному переформированию. Выпиливаются деревья, равняются неровности, укрепляются требующие того участки.
Вторым этапом строительства железнодорожных путей всегда выступают изыскания, как производственные, так и инженерные. Они позволяют изучить местность и решить вопрос о будущих подъездных путях и коммуникациях. Кроме того, изыскания дают сведения о природных условиях, что позволяет правильно составить проект, заложить все необходимые материалы и выделить необходимые средства на строительство. Отгораживается определенный участок земли.
Главными критериями выбора является возможность подъезда машин и возможность проведения коммуникаций. На территории необходимо построить временные здания, которые без проблем и в короткие сроки будут обеспечены связью, водой, энергией. В непосредственной близости нужно построить складские помещения, строительные площадки и площадки для временного хранения как самих машин, необходимой техники, так и материалов. Следует предусмотреть возможность охраны всего этого комплекса.
Третий этап - строительство железной дороги. После подготовительных работ начинают возводить небольшие технические объекты - мосты и водопропускные трубы. Для этого рядом в будущим жд полотном прокладывают автодороги. Затем на созданное земляное полотно укладывают верхнюю часть жд пути - рельсошпальную решетку и двойной балластный слой. Он состоит из щебня и песка (или исключительно из песка) - в зависимости от нагрузки на магистральный участок.
Далее за всем этим следует возведение земляного плотна - это насыпь, в которую внедряют разного рода дренажные системы, водоотводы и прочие конструкции. После чего поверх полотна укладывают верхнее строение пути. Если случай с балластной системой, то на этом этапе добавляется еще и подобный слой состоящий из таких материалов как песок и щебень.
Когда данные этапы подходят к завершению, остается монтаж линий электропередач, светофоры, автоматические системы стрелочного перевода, линии связи и прочее. Понятно, что без вспомогательных сооружений (культурно-бытовых, жилых, служебных и производственных зданий) просто немыслима полноценная эксплуатация железных дорог. Их постройка о общем финансовом балансе занимает где-то 10-20%, а возводят из параллельно с основным строительством.
На этом этапе технология строительства ж/д путей устанавливают технические объекты (телемеханику, связь, автоматику). Именно в это время монтируют светофоры, воздушные и кабельные линии связи и специальные строения, в которых располагается обслуживающий их персонал. На последнем этапе осуществляется послеосадочный ремонт полотна, создаются переезды, добавляются противоугоны и монтируются шлагбаумы.
Прежде чем монтировать сам железнодорожный путь, важно провести все вспомогательные работы качественно, ведь после возведения пути что-то переделать будет практически невозможно. Первым делом устанавливаются водопропускные трубы, бункеры, фундаменты самотечных эстакад и прочие сооружения необходимые для будущей погрузки и выгрузки.
Когда все вспомогательные этапы строительства железной дороги завершены, можно приступать к монтажу самого пути. Железнодорожный путь имеет в своем составе 2 составляющие: верхнее и нижнее строение. Нижним является земляное полотно. Подход к его строительству должен быть многосторонним. Важно учитывать не только проектные данные, но и геодезические и геологические.
Проект создавать также нужно с учетом этих данных, чтобы в будущем не использовать дополнительные материалы, которые приведут к удорожанию строительства жд пути. Верхнее строение - это рельсошпальная решетка. Индивидуально выбирается вид и расположение звеносборочных блоков. Важно правильно доставить все элементы и уложить соответственно правилам. Последним этапом строительство железных дорог в России является его выправка и закрепление. Прежде чем пустить поезда, проводят обкатку пути. Только после правильно выполненных всех этапов разрешается пустить железнодорожный путь в эксплуатацию.
Вследствие постоянных доработок и улучшения полотна, в мире появилось несколько технологий позволивших существенно ускорить процесс прокладывания и увеличить качество железных дорог. К ним относят: безбалластная конструкция пути типа RHEDA или LVT. Современные технологии строительства постоянно прогрессируют и возникают новые методы и способы производства ЖД систем. Как в первом, так и во втором случаях основной акцент сделан на гашение вибрации, поступающей на пути от колес движущегося состава. И если в первом случае гашение энергии происходит за счет двух плит и гидравлически связанного несущего слоя из тощего бетона между ними, в то время как во втором, основную функцию гашения вибрации берет на себя целая система. Такая система является более эффективной, так как имеет большее количество точек для рассеивания поступаемой энергии.
Считается, что спецификой строительства железных дорог является линейная последовательность выполнения работ. В хрестоматийном варианте это так. Но многие известные «железки» строились параллельно - каждую из веток прокладывали навстречу друг другу. А соединяющее звено называлось «золотым». «Золотое звено» - отход от линейной классики Так строили Транссиб, так сооружали БАМ. Поэтому небольшие по протяженности пути прокладывают по линейной технологии строительства железных дорог - последовательно.
Ремонт железнодорожных путей
Железные дороги - сложная инфраструктура, требующая постоянного внимания и обслуживания.
Разнообразие видов ремонта железнодорожных путей отражает сложность и важность этой инфраструктуры. Эффективное обслуживание ЖД пути требует грамотного планирования. Важно оптимально сочетать различные виды ремонта.
Начинается капремонт с тщательного демонтажа устаревшей рельсошпальной решетки. Рабочие аккуратно разбирают конструкцию, удаляя изношенные рельсы, старые шпалы и крепежные элементы. Следующий шаг - реконструкция земляного полотна. Специалисты укрепляют основание пути, устраняют деформации и просадки, применяя современные геосинтетические материалы.
Затем наступает черед монтажа новой рельсошпальной решетки. На подготовленное основание укладываются современные шпалы - чаще всего железобетонные, обладающие высокой прочностью и долговечностью. Завершающий этап - восстановление системы водоотвода. Рабочие чистят и ремонтируют кюветы, лотки и дренажные устройства, обеспечивая эффективный отвод воды от железнодорожного полотна.
При капремонте часто используют новые материалы и современные технологии. Например, применяют бесстыковой путь, который снижает износ подвижного состава и уменьшает шум.
Средний ремонт - золотая середина между капитальным и текущим обслуживанием. Он предусматривает частичную замену элементов верхнего строения пути и усиление его несущей способности. Средний ремонт позволяет значительно улучшить состояние пути без полной его реконструкции.
Текущее содержание - это комплекс регулярных работ, направленных на поддержание пути в исправном состоянии. Подъемочный ремонт - разновидность текущего содержания, включающая сплошную выправку пути с подъемом на балласт до 10 см.
Особое внимание уделяется земляному полотну - основе железнодорожного пути. Его укрепление и защита от размывов критически важны для долговечности всей конструкции. Шлифовка рельсов - важная профилактическая мера. Она позволяет устранить поверхностные дефекты, снизить шум и вибрацию, продлить срок службы рельсов. Сварка рельсовых плетей - еще один специфический вид работ.
Инновационные технологии ремонта пути
ОАО «РЖД» поставлена задача модернизировать транспортную инфраструктуру и внедрить современные технологии для повышения эффективности и оптимизации затрат. Экономический эффект от внедрения новых технологий ремонта пути на базе универсального комплекса составляет не менее 34%.
Научно-технический совет ОАО «РЖД» в целях развития скоростного и тяжеловесного движения определил требования к перспективным технологиям ремонта пути, а также к высокопроизводительным путевым комплексам. На основании этих требований Группой ПТК совместно с ОАО «РЖД» разработаны новые технологии и технические требования к путевым комплексам, а также технико-экономические обоснования, подтверждающие экономический эффект от их внедрения. На базе новой линейки машин создан универсальный путевой комплекс для балластной призмы. Модульная конструкция имеет уникальные технические параметры, позволяет применять высокопроизводительные машины в различных технологиях ремонта пути. Наши технические решения не имеют аналогов в мире, что подтверждено патентами.
Технология скоростной очистки балласта ЩОМ-2000 СЗ-88
Загрязнение балласта - основная причина дефектов пути, а очистка балластной призмы - главный источник затрат на текущее содержание железнодорожной инфраструктуры. Низкая производительность щебнеочистительных машин является сдерживающим фактором в повышении эффективности ремонта пути.
- увеличение скорости работы щебнеочистительной машины при ремонте пути до 750 м/ч;
- увеличение вместимости и оборачиваемости составов для вывоза засорителей с оптимизацией логистической схемы;
- повышение эффективности всего технологического процесса ремонта пути.
Внедрение технологии скоростной очистки балласта на основе ЩОМ-2000 обеспечивает увеличение выработки в 2,5 раза. Например, на длине участка в 1000 метров время работ по новой технологии сокращено до 260 минут по сравнению с 478 минутами по существующей технологии.
- значительное увеличение скорости выполнения работ (до 100-150 м/ч);
- оптимизация логистической схемы за счет организации локальных зон хранения и приготовления материалов;
- значительное снижение материальных затрат за счет эффективного использования вторичных материалов.
- увеличение скорости движения поездов до 80 км/ч сразу после окончания ремонта;
- сокращение количества этапов работ за счет исключения необходимости добалластировки балластной призмы;
- сокращение расходов на текущее содержание пути, минимизация локальных дефектов пути.
Организация локальных баз
Главная причина высоких расходов и длительного периода проведения путевых работ - удаленность мест погрузки балластных материалов.
- организация временных локальных баз в пределах 30 км от места проведения работ;
- доставка материалов с помощью новых быстроразгружаемых составов для вывоза засорителей СЗ-88.
С учетом имеющихся компетенций мы создаем эффективные решения по организации логистики в новых технологиях ремонта пути.
- непрерывность работы комплексов, оптимизация логистики;
- эффективное использование вторичных материалов.
Технико-экономические показатели
| Показатель | Существующая технология | Новая технология |
|---|---|---|
| Выработка в 12-часовое «окно», м пути | ||
| Количество задействованных машин | ХДВ, ЭЛБ, ВПР, ДСП, ВПО-3000, ПБ | СЗ-88, МР-100, МПВ |
| Количество задействованных локомотивов или УТМ |
И чтобы спустя время железная дорога оставалась безопасной, необходимо постоянно следить за ее техническим состоянием.