Выбор конструкции пути для высокоскоростного движения

С одной стороны, наибольшая протяженность высокоскоростных линий эксплуатируется на безбалластном пути. С другой, рекорд скорости в 574 км/ч поставлен во Франции на типовой балластной конструкции пути.

Со времен первых железных дорог используется классическая конструкция пути: рельсы, шпалы и песчаное или щебеночное основание. Такая схема предельно проста и универсальна. Многие десятки лет она считалась единственно возможной. С повышением скоростей движения и ужесточением требований к качеству пути появились новые конструкции - путь без балласта с опиранием рельсов на сплошное монолитное основание.

В настоящее время известно более 20 таких конструкций, эксплуатирующихся в различных странах мира. Однако по-прежнему остается открытым вопрос: что лучше, путь на балласте или безбалластный путь? И если безбалластному пути отдать предпочтение, то какую его конструкцию выбрать?

Основными достоинствами классического пути на балласте являются низкие капитальные затраты на строительство, простота ремонта и обновления, достаточно большой срок службы и высокое шумопоглощение.

Рассмотрим достоинства и недостатки безбалластного пути. Основное его достоинство заключается в низких затратах на текущее содержание  (на 30-40% меньше, чем при балластном пути), малая строительная высота, позволяющая сооружать тоннели меньшей высоты, высокая надежность и отсутствие необходимости принимать меры по борьбе с растительностью. Срок службы безбалластного пути составляет 50-60 лет, по отдельным конструкциям прогнозируется срок службы 80 лет.

Другие преимущества безбалластного пути:

- Уменьшенная ширина трассы, позволяющая приближать путь к автомагистралям и обеспечивающая лучшее вписывание ее в ландшафт.

- Общие геометрические размеры поперечного сечения пути могут быть уменьшены, поскольку для размещения более высокого и, соответственно, более широкого балластного слоя, необходимого в случае увеличения возвышения наружного рельса, требуется и бóльшая ширина основной площадки.

- Статические и динамические нагрузки на верхние слои земляного полотна существенно меньше благодаря лучшему распределению силовых воздействий.

- Создается большое сопротивление поперечным силам. Конструкция имеет высокую собственную массу, обеспечивая тем самым хорошую устойчивость даже под действием интенсивных сжимающих сил при повышении температуры рельсовых плетей.

- Отсутствие вылетающих частиц балласта исключает нанесение повреждений подвижному составу и элементам инфраструктуры.

- Невозможность роста растительности в пути на плитном основании исключает необходимость борьбы с ней.

- Устойчивое положение пути снижает динамические силы, действующие на ходовую часть подвижного состава.

- Налицо удобство укладки в тоннелях, на мостах и эстакадах, так как не требуется дополнительной подготовки несущих слоев.

- При необходимости достигается свободное передвижение автомобилей экстренных служб, например в тоннелях.

- Эксплуатация пути возможна более продолжительный период в силу меньших затрат времени на текущее содержание.

В то же время безбалластный путь имеет и свои недостатки. Перечислим основные из них.

- Высокая стоимость строительства.

- Низкая скорость строительства.

- Повышенный уровень шума.

- Невозможность коррекции после строительства.

- Высокие требования к соблюдению технологии строительства и выбору строительных материалов.

- Высокие требования к устройству и технологии содержания переходных участков с балластной конструкции на безбалластную.

- Невозможность применения в сейсмоопасных районах и на участках с низкой несущей способностью основания (глинистые грунты, болота).

- Низкая ремонтопригодность в случае схода подвижного состава, природных или техногенных катастроф.

- Потребность в специализированной технике для подготовки бетона и его укладки.

Какое же решение принять при проектировании ВСМ в России? Вопрос неоднозначный.  Перенос зарубежного опыта на российские условия будет некорректен, но для анализа общих тенденций - несомненно, полезен. …..

Полностью статья опубликована в № 1 (2017) журнала «Транспорт Российской Федерации».

Оставить свой комментарий можно в режиме он-лайн или направив письмо в редакцию по адресу guryevandrey@yandex.ru