10. Вагоны в тяжеловесном движении и

В ДЛИННОСОСТАВНЫХ ПОЕЗДАХ

10.1. Основные определения

При рассмотрении тяжеловесного движения и длинносоставных поездов, прежде всего, необходимо уточнить существующие и перспективные возможности железнодорожного пути.

За интегральную прочностную характеристику железнодорожного пути принимают удельную нагрузку на погонный метр. Это исходный параметр, который вытекает из прочности земляного полотна и определяет все остальные характеристики и параметры верхнего строения пути и подвижного состава [10.1].

Земляное полотно, как долговременное инженерное сооружение, возводиться с большим запасом прочности на много лет вперед (100…500 лет [10.1, 10.2.]) со сроком окупаемости в расчете на так называемые «длинные деньги», которые имелись в царский и социалистический периоды развития железных дорог. Настоящий же, капиталистический период предполагает производить развитие железнодорожного хозяйства в расчете на «короткие деньги», с коротким сроком окупаемости.

В любом случае железную дорогу следует рассматривать, как взаимоувязанную систему, рассчитанную на максимальное получение полезного эффекта. Поэтому резервирование всей системы и ее частей не должно превышать установленных и многократно проверенных величин – в ней не должно быть места системами с непропорционально завышенным запасом прочности (путь – 500 лет, вагон - 28…40 лет, здания - 40…200 лет и пр.).

При разработке и создании системы за исходный параметр выбирается экономически и технически обоснованное решение, определяющее основные параметры составляющих системы.

Сейчас это допустимая нагрузка на погонный метр пути.

В настоящее время на российских железных дорогах при допускаемой погонной нагрузке на путь в 103 кН/м, длине условного вагона 14 м и локомотива 50 м максимальная масса грузового поезда в пределах min длины приемоотправочных путей (720 м) должна составлять около 7 тыс. тонн. На 80% станций страны протяженность главных путей составляет 1050 м. Значит, на них может размещаться поезд максимальной массой около 10 тыс. тонн. Часть станций переоборудуется на длину главных путей 1250 м. В этих границах может размещаться поезд массой 12,6 тыс. тонн. Массу таких поездов можно назвать расчетной, допускаемой. Исходя из нее, допускаемая нагрузка на колесную пару должна составлять 36 тонн.

Сегодня на железных дорогах России средняя масса грузового поезда составляет 4800 тонн, длина поезда 850 м (57 условных вагонов) [10.3]. Это составляет только 58% от допускаемых возможностей железного пути, т.е. их недоиспользование составляет около 3,4 тыс. тонн на один поезд. Почти 42% инвестиций «закопаны» в земляное полотно и никак не используются.

В соответствии с Программой «Стратегия 2030» на железных дорогах РФ длина поезда должна быть доведена до 71 условного вагона, а его масса до 6 тыс. тонн [10.4]. Даже в таком случае возможности пути будут использоваться только на 58,6% от расчетного – перспективное положение железных дорог улучшиться только на доли процента.

Предельная расчетная масса поезда из 71 условного вагона составляет 10238 тонн. Для пропуска таких поездов длина всех станционных путей должна быть увеличена до 1050 м. Сейчас «узкие места» на дорогах и приемоотправочные станционные пути длиной 720 и 850 м ограничивают создание таких поездов. В целом эти ограничения составляют 6,1 тыс. км. На 90% из них выполняется до 80% общего грузооборота железных дорог. Как правило, это самые грузонапряженные участки, которые являются частью основных маршрутов перевозки массовых грузов. При сохранении текущей динамики роста рынка грузовых перевозок к 2015 году может дополнительно «закупориться» еще примерно 8 тыс. км железных дорог.

При сохранении нынешних темпов реконструкции железнодорожной инфраструктуры «узкие места» к 2015 году увеличатся и составят около половины протяженности основных направлений. Как видно, не только определяющим критерием является мощность железнодорожного пути; есть и другие причины.

Необходимо внести ясность и в используемую терминологию. Так, железнодорожная энциклопедия [10.2] дает такое определение: тяжеловесным называется поезд, вес которого превышает на 100 тонн и более норму веса, установленную графиком движения поезда для данного участка.

Международная ассоциация тяжеловесного движения (International Heavy Haul Association) определяет тяжеловесное движение (Heavy Haul Operation) как комплекс технологий для организации грузовых перевозок с обращением поездов массой более 5000 т при осевой нагрузке свыше 25 т [10.5].

Нам представляется, что с учетом выше сказанного такие поезда целесообразно отнести к поездам с нормативным массой, а для тяжеловесных поездов найти другое, более точное определение. Сегодняшнее определение более всего соответствует другому используемому словосочетанию «длинносоставный поезд», под которым понимает поезд длинной, превышающей нормативную для данного участка более чем на один условный вагон [6]. При этом такие поезда могут быть традиционного формирования с числом осей более 350 или соединенными, из двух или более сцепленных между собой грузовых поездов, с действующими локомотивами в голове каждого поезда.

Тяжеловесное движение и длинносоставные поезда следует рассматривать с экономической и технической точек зрения.

С экономической точки зрения – это увеличение провозной и пропускной способностей грузонапряженных участков железных дорог для увеличения вывоза физических объемов массовых сырьевых грузов, приводящее также и к получению максимального дохода для железной дороги.

С технической стороны – это создание взаимоувязанной согласованной системы железной дороги или приближение к таковой, максимально использующей возможности, каждой из ее составляющих, при соблюдении минимума затрат на ее создание, эксплуатацию и утилизацию на том уровне окупаемости, который бы способствовал максимальному привлечению капитала на ее создание с возможностью использования конкурентно способных тарифов на перевозки.

Тяжеловесное движение стали использовать тогда, когда убедились, что в некоторых составляющих железнодорожной системы есть неиспользуемые запасы мощности, причиной чего было отсутствие:

- увязки характеристик составляющих системы;

- обоснованности несущих способностей системы и ее составляющих;

- более совершенных норм проектирования;

- общей теории системы «путь – подвижной состав»;

- должной исполнительской культуры в производстве и эксплуатации системы и ее составляющих, обеспечения авторского надзора над этим;

- критического подхода использования заимствованных, «сырых», а также традиционных решений и предложений, и т.д.

Все это привело к тому, что в результате получилась квазиувязанная система, в которой единая, связанная работа составляющих трудно осуществима, так как одни из них работают в предельном, другие, - в недогруженном, а третьи, - в критическом режимах.

В связи с этим тяжеловесное движение следует рассматривать, как работу системы вне пределов номинальных режимов, работу в области неуверенных состояний, в том числе и рассчитанную на героизм людей и всяческие «авось».

Тяжеловесные и длинносоставные поезда используют также для предоставления «окон» на участках пути при производстве ремонтных работ и при строительстве вторых путей.

Тяжеловесные поезда проводятся нерегулярно. При получении положительных результатов на данном участке пути устанавливаются новые весовые нормы для всех поездов. К этому же приводят и эпизодические натурные исследования по вождению тяжеловесных поездов.

В том случае, если тяжеловесный поезд превышает длину приемо-отправочных путей – это будет так называемый длинносоставный поезд.

При отсутствии возможности пропуска дальнего поезда тяжеловесным на всем пути его следования поезд формируется из двух групп: основной и группы вагонов, следующих в сцепе до станции уменьшения веса [10.6].