Введение
1. Сравнительный анализ параметров конструкций балластного и безбалластного пути 18
1.1 Путь на балласте 18
1.1.1 Достоинства и недостатки пути на балласте 18
1.1.2 Способы уменьшения давления на балласт 20
1.1.3 Обзор экспериментальных исследований работы шпал в балласте. Интенсивность вертикальных осадок пути в различных условиях эксплуатации 26
1.2 Анализ работы конструкций безбалластного пути 39
1.2.1 Достоинства и недостатки конструкций безбалластного пути 39
1.2.2 Классификация безбалластных конструкций пути 40
1.2.3 Описание основных конструкций безбалластного пути 43
1.2.4 Безбалластный путь Rheda 49
1.2.5 Безбалластный путь LVT в железобетонном коробе 51
1.2.6 Безбалластный путь LVT 53
1.2.7 Безбалластный путь MaxBgl 54
1.2.8 Безбалластный путь Alstom 56
1.2.9 Безбалластный путь Tines 58
1.2.10 Земляное полотно для безбалластных конструкций пути 59
1.3 Зарубежный опыт моделирования и испытаний безбалластного пути 64
1.4 Структура диссертационного исследования 66
Выводы по главе 1: 69
2. Расчетные модели безбалластного пути 71
2.1 Классический расчет на прочность пути на балласте 71
2.2 Расчет на прочность безбалластного пути 72
2.2.1 Методика расчета 72
2.2.2 Реализация расчета на прочность безбалластного пути 79
2.3 Безбалластный путь как многослойная балка на упругом основании 96
2.3.1 Расчетные схемы 96
2.3.2 Обоснование расчетной схемы на модифицированном основании Винклера 100
2.3.3 Методика расчета безбалластного пути как многослойной балки на упругом основании 103
2.4 Модели накопления осадок балластного и безбалластного пути 114
Выводы по главе 2: 116
3. Исследования безбалластного пути в условиях экспериментального кольца и октябрьской железной дороги 118
3.1 Испытания безбалластной конструкции пути Rheda в 2010 - 2014 118
3.1.1 Краткая характеристика опытных участков пути 119
3.1.2 Испытания опытной конструкции пути на ЭК ОАО «ВНИИЖТ» 120
3.1.3 Испытания опытной конструкции пути на перегоне Саблино-Тосно 136
3.2 Испытания безбалластной конструкции LVT с армированным коробом на Экспериментальном кольце 2011 г. - 2014 г. 143
3.3 Испытания безбалластных конструкций Tines, Alstom, MaxBgl, LVT на Экспериментальном кольце 2014 г. - 2017 г 163
3.3.1 Результаты контроля путеизмерительным вагоном 163
3.3.2 Момент затяжки шурупов (болтов) рельсовых скреплений 167
3.3.3 Количество дефектных элементов скреплений 167
3.3.4 Наличие трещин в бетоне 168
3.3.5 Трудозатраты на текущее содержание 181
3.3.6 Осадка безбалластных конструкций пути 183
3.3.7 Просадки переходных участков 202
3.3.8 Состояние рельсовых скреплений 205
3.4 Применение оптоволоконных систем для диагностики безбалластного пути 210
3.4.1 Принцип работы анализатора, основанного на вынужденном рассеянии Мандельштама-Бриллюэна 211
3.4.2 Практическая реализация оптоволоконной диагностики 214
3.5 Сравнительная оценка результатов испытаний безбалластных конструкций Tines, Alstom, MaxBgl, LVT с учетом "веса" каждого критерия 223
Выводы по главе 3: 232
4. Технические требования к безбалластному пути 234
4.1 Геометрические размеры бетонной плиты 234
4.2 Переходные участки 236
4.2.1 Конструкции переходных участков 236
4.2.2 Устойчивость бесстыкового пути на переходных участках 240
4.3 Рельсовые скрепления 243
4.4 Несущие слои и земляное полотно 247
4.4.1 Бетонный несущий слой 247
4.4.2 Асфальтобетонный несущий слой 248
4.4.3 Гидравлически связанный несущий слой 248
4.4.4 Морозозащитный слой 249
4.4.5 Грунтовое основание 249
4.5 Электросопротивление 252
4.6 Срок службы 252
Выводы по главе 4: 252
5. Методология подтверждения соответствия техническим требованиям 255
5.1 Поэлементная структура подтверждения соответствия заданным техническим требованиям 255
5.2 Прогнозирование срока службы в конкретных условиях эксплуатации по первому предельному состоянию 258
5.3 Прогнозирование срока службы в конкретных условиях эксплуатации по второму предельному состоянию 262
Выводы по главе 5: 266
6. Рациональные сферы применения безбалластного пути 267
6.1 Стоимость жизненного цикла 267
6.2 Риски 268
6.3 Срок окупаемости 270
6.4 Сферы применения безбалластного пути 273
Выводы по главе 6: 289
Заключение 292
Рекомендации и перспективы дальнейших исследований по теме диссертационной работы 298
Список сокращений и условных обозначений 299
Список литературы 300
Приложение A Характеристики безбалластных конструкций пути, на Экспериментальном кольце АО «ВНИИЖТ» 340
Приложение Б Результаты расчета на прочность пути на балласте 343
Приложение В Листинг программы расчет безбалластного пути как многослойной балки 350
Приложение Г Результаты расчета безбалластного пути как многослойной балки 364
Приложение Д Трудозатраты на текущее содержание опытных конструкций безбалластного пути 369
Приложение Е Результаты испытаний безбалластных конструкций Tines, Alstom, MaxBogl, LVT в 2014-2016 г.г 375
Приложение Ж Документация на оптоволоконную систему диагностики Акты укладки. Сертификат 385
Приложение З Перемещения и температуры слоев земляного полотна под безбалластными конструкциями пути, зафиксированные оптоволоконной системой диагностики на Экспериментальном кольце ст. Щербинка 428
Приложение И Патенты на изобретения 436
Приложение К Сравнительный анализ нормативной базы по рельсовым скреплениям 439
Приложение Л Электрическое сопротивление безбалластного пути 441
