Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
САПОВ Александр Сергеевич
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РАЗРЕГУЛИРОВАНИЯ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук
ХАБАРОВСК 2012
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС).
Научный консультант:
доктор технических наук, профессор ЛИ Валерий Николаевич.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор МАСЛОВ Геннадий Петрович - профессор кафедры Электроснабжение железнодорожного транспорта, ФГБОУ ВПО Омский государственный университет путей сообщения;
кандидат технических наук, доцент БЕЛЯЕВ Павел Владимирович - доцент кафедры Электрическая техника, ФГБОУ ВПО Омский государственный технический университет.
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС).
Защита диссертации состоится 14 декабря 2012 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при ФГБОУ ВПО Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.
Автореферат разослан 13 ноября 2012 г.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.
Тел./факс: (3812) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор О. А. Сидоров.
______________________________________________ й ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС), 20
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Выполнение основной задачи хозяйства электрификации и электроснабжения компании холдингового типа Российские железные дороги (ОАО РЖД) по гарантированному обеспечению электроэнергией тяги поездов необходимо осуществлять в условиях обоснованного снижения расходов на содержание инфраструктуры. Приоритетными направлениями в деятельности хозяйства электрификации и электроснабжения, позволяющими перейти на качественно новый уровень экономической эффективности, являются обслуживание и ремонт устройств по результатам их состояния.
Для решения данной задачи в ОАО РЖД разработана и утверждена Программа диагностики наиболее ответственных и дорогостоящих элементов системы тягового электроснабжения. Наиболее проблемной компонентой в системе диагностики контактной сети является адекватность отражения диагностическими оценками качества её содержания. Совершенствование качества формирования диагностических оценок контактной сети отражено в Функциональной стратегии управления рисками в ОАО РЖД, согласно которой предусмотрено выявление потенциальных областей риска, предотвращение или минимизация рисков отказов, предупреждение возникновения рисков на основе их систематического прогнозирования.
Контактная сеть - наиболее уязвимый объект в системе тягового электроснабжения, так как она является многокомпонентной, работает в сложных условиях и не имеет резерва. Поэтому необходимо стремиться к более высокой надежности каждого из её элементов в условиях эксплуатации.
Одним из основных элементов контактной сети являются опорные конструкции, обеспечивающие заданное положение контактной подвески над осью железнодорожного пути.
Из-за влияния различных силовых факторов на железобетонные стойки происходит их разрегулирование (наклон опор более 3) и, следовательно, изменение положения контактного провода в пространстве и изменение габарита приближения строений, что создает угрозу безопасности движения поездов.
Разрегулирование контактной подвески приводит к ухудшению ветроустойчивости, ускорению износа угольно-графитовых вставок токоприемника и контактного провода, а также нередко сопровождается отказами, которые приводят к длительным задержкам движения поездов.
Расчеты показывают, что изменение угла наклона опор контактной сети на 2 от вертикального габарита приводят к смещению контактного провода на 1,2 см от оси пути, а на 3 - уже на 12,0 см. Значения при больших изменениях угла наклона приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а Смещение контактного провода (аразр) от оси пути при различных углах наклона опор контактной сети , 2 3 4 аразр, см 1,2 12,0 22,0 33,Таким образом, при наклоне опоры контактной сети на угол более чем 3 при максимально допустимом значении зигзага в 40 см возможен риск схода контактного провода с полоза токоприемника с последующим разрушением либо токоприемника, либо контактной подвески, либо того и другого.
Отклонение параметров контактной подвески от нормативных в эксплуатации учитываются штрафными баллами. Так, при наклоне опоры контактной сети более 3 и отклонении контактного провода в точке фиксации на 16 - 20 см район контактной сети наказывается в 50 штрафных баллов. При больших значениях углов применяют прогрессивную шкалу.
Силами работников контактных сетей такие лушедшие опоры приводятся в вертикальное положение. Анализ объемов выправки показывает, что на работы по устранению потери устойчивости опор затрачиваются значительные трудовые и денежные средства (рис. 1).
Ситуация может ухудшиться с увеличением массы поездов и скоростей их движения, так как при этом увеличиваются нагрузки на опорные конструкции.
Таким образом, становится актуальным не только совершенствование самих стоек и технологий Рис. 1. Количество выправленных опор их сооружения, но и методов раси затраты на эти работы по годам на чета устойчивости опор в грунте Дальневосточной желелезной дороге для конкретных условий эксплуатации, а также разработка приборов, позволяющих оценивать их текущее состояние.
Целью диссертационной работы является совершенствование методики оценки разрегулирования опор контактной сети путем введения в нее расчетных и прогнозных методов определения изменений угла наклона с использованием программных и технических средств.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
1) выполнить сравнение методов оценки разрегулирования опор контактной сети и на его основе определить направление создания усовершенствованной методики;
2) предложить усовершенствованную методику в виде математической модели и программного комплекса расчета результирующего опрокидывающего момента и угла наклона опор контактной сети, учитывающих динамические нагрузки от проходящих составов;
3) создать методику прогнозирования степени разрегулирования опор контактной сети, позволяющую эксплуатационному персоналу определять объемы работ по выправке стоек на будущие периоды и тем самым уменьшать риски нарушения процесса взаимодействия токоприемника с контактной подвеской;
4) разработать устройство оперативного определения заглубления опор контактной сети в грунт для получения исходных данных в усовершенствованную методику;
5) оценить экономическую эффективность предложенного технического решения.
Методика исследований. Поставленная цель достигается путем комплексных аналитических и экспериментальных исследований.
Моделирование процесса разрегулирования опор контактной сети произведено в программном продукте Plaxis, основанным на методе конечных элементов.
Обработка экспериментальных сейсмограмм и построение их спектров Фурье осуществлялось в программе Origin 6.1.
Численные расчеты выполнены в программной среде Mathcad.
Научная новизна работы заключается в следующем.
1. Разработана математическая модель расчета результирующего опрокидывающего момента и угла наклона опор контактной сети, учитывающая дополнительные воздействия, передаваемые опоре от колеблющихся грунта и контактной подвески.
2. Предложена методика, позволяющая эксплуатационному персоналу планировать объемы работ по содержанию опорного хозяйства контактной сети на будущие периоды.
3. Предложены методика и аппаратное средство, позволяющие в автоматизированном режиме производить измерения заглубления опор контактной сети в грунт.
ичный вклад автора состоит в определении нагрузок на опоры контактной сети с последующим формированием задач теоретических и экспериментальных исследований; в разработке математической модели и программного комплекса расчета результирующего опрокидывающего момента и угла наклона стоек; в создании методики прогнозирования степени разрегулирования опор контактной сети и информационной базы данных состояния опорного хозяйства; в разработке методики оперативного определения заглубления опор контактной сети в грунт, реализованной в устройстве Измеритель длины опор контактной сети (ИДОКС).
Достоверность научных положений и выводов обоснована теоретическими и подтверждена экспериментальными исследованиями.
Расхождение коэффициентов прогноза, полученных в результате теоретических и экспериментальных исследований, не превышает 9%. Погрешность измерений разработанного устройства по определению заглубления опор в грунт составляет менее 1%.
Практическая ценность диссертации заключается:
1) в создании методики прогнозирования объемов работ по выправке опор контактной сети, позволяющей определять риски нарушения процесса взаимодействия токоприёмника с контактной подвеской;
2) в разработке аппаратного средства ИДОКС, позволяющего получать исходные данные для определения степени разрегулирования опор.
Реализация результатов работы. Разработанное устройство ИДОКС передано в постоянную эксплуатацию Дальневосточной железной дороге - филиалу ОАО РЖД.
Научные результаты диссертации используются для проведения научноисследовательской работы, научно-технических экспертиз и учебного процесса в Электроэнергетическом институте и Институте дополнительного образования ДВГУПСа, что подтверждается соответствующими актами внедрения.
Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научнопрактической конференции с международным участием Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке (Хабаровск, 2009); на научно-образовательном форуме ТРАНСВУЗ-2010 (Омск, 2010); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием Наука, творчество и образование в области электроснабжения - достижения и перспективы (Хабаровск, 2010); на всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке (Хабаровск, 2011); на 6-й всероссийской научно-технической конференции с международным участием Электроэнергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов (Благовещенск 2011); на 6-м международном симпозиуме Eltrans Электрификация и развитие инфраструктуры энергообеспечения тяги поездов на железнодорожном транспорте (Санкт-Петербург, 2011); на заседаниях и научно-технических семинарах кафедры Электроснабжение транспорта ДВГУПСа (Хабаровск, 2009Ц2012 гг.); на научно-техническом семинаре ОмГУПСа (Омск, 2012).
Публикации. Основные научные результаты диссертации отражены в печатных работах, в том числе 12 статьях (из них 4 - в изданиях, определенных ВАК Минобрнауки РФ). Получено 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Усовершенствованная методика оценки разрегулирования опор контактной сети, реализованная в математической модели и программном комплексе.
2. Методика, позволяющая эксплуатационному персоналу планировать объёмы работ по выправке опор контактной сети на будущие периоды.
3. Методика и аппаратное средство, позволяющее определять величину заглубления фундаментной части опор в грунт.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка из 115 наименований и одного приложения. Общий объем диссертации составляет 1страниц, включая 14 таблиц и 68 рисунков.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснованы актуальность, значимость выбранной темы диссертации, ее научное и практическое значение, сформулированы цель и задачи исследований.
В первом разделе показано, что вопросами совершенствования конструкции, технологии строительства и методов расчета при проектировании опор контактной сети занимались многие научные, проектные организации и специалисты. Существенный вклад в решение обозначенных вопросов внесли О. Я Берг, Г. Н. Брод, И. И. Власов, А. И. Гуков, К. С. Завриев, В. В. Капустин, А. А. Ковалев, К. Л. Комаров, В. Г. Кондратьев, Е. П. Крюков, А. А. Кудрявцев, В. Н. Ли, К. Г. Марквардт, Г. П. Маслов, Н. Д. Меренков, В. П. Михеев, А. А.
Орел, Н. А. Перетрухин, В. И. Подольский, Б. Г. Поршнев, М. А. Реут, В. В.
Рощин, А. Ф. Фрайфельд, А. П. Чучев, Г. С. Шпиро, В. П. Шурыгин и другие, а также иностранные ученые F. E. Richart, J. R. Hall, R. D. Woods, J. L. Humar.
Анализ литературных источников показал, что представленные в них методики не учитывают в комплексе силовые факторы, проявляющиеся в статическом и динамическом режимах при расчете углов наклона опор.
Виртуальные модели, активно внедряемые в настоящее время в эксплуатационную практику, вообще отсутствуют.
В работе для определения степени разрегулирования опор предложены математическая модель, базирующаяся на методе, учитывающем деформационные характеристики грунтов, а в качестве виртуальной модели - использование программного продукта Plaxis.
Во втором разделе рассмотрены особенности разработанной математической модели расчета результирующего опрокидывающего момента, вызывающего изменение угла наклона опор контактной сети.
Поскольку опора контактной сети, заглубленная в грунт, представляет собой защемленный в породах стержень, то для определения устойчивости в теле земляного полотна составлены расчетные схемы нагружения опор внешними силами. В них учитываются направления всех внешних воздействий, действующих на опору, в частности: вес поддерживающих конструкций, сила давления ветра, вес контактной подвески и дополнительных проводов, их натяжение, оползневое давление откосов насыпей, сила морозного пучения, силы, вызванные вибродинамическим воздействием поездов.
Для дальнейших исследований было принято одно допущение: жесткость самого фундамента бесконечно велика по сравнению с жесткостью окружающего грунта.
Действие внешних сил на опорные конструкции отражено на рис. 2.
На представленной Мс схеме (см. рис. 2) приняты следующие обозначения:
P - горизонтальные нагрузки от давления ветра;
Риз - горизонтальные на грузки от излома проводов на кривых, при отводах на анкеровки и т. п.; G - вертикальные нагрузки от веса поддерживающих конструкций, контактной подвес Мгр ки и т. п.; Еоп - оползневое давление грунта; Ем.п - силы морозного пучения.
Рассмотренные силы (названные нами опрокидывающими) создают моменты Рис. 2. Расчетная схема опоры контактной сети вращения относительно точки А (см. рис. 2) в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси пути.
На опору действуют силы, которые создают два момента:
1) силы тяжести поддерживающих устройств, силы действия ветра, силы от натяжения проводов контактной подвески и линии ДПР и т. д. создают суммарный момент от действия сил контактной сети ( Мс);
2) силы действия морозного пучения и оползневого давления грунта создают суммарный момент реакции грунта ( М ).
гр Результирующий опрокидывающий момент Мрез Мс Мгр. Знак Ц в этой формуле говорит о том, что рассматриваемые моменты на опрокидывание направлены в разные стороны. В свою очередь Мгр Моп Мм.п, тогда Мрез Мс Моп Мм.п. (1) Динамическое воздействие поездов учитывается дополнительными усилиями, передаваемыми опоре от колеблющейся контактной подвески и грунта.
В результате формула (1) принимает вид:
д д Мрез (Мс М ) (Моп М ) Мм.п, (2) c оп д где (Мс Мс ) - суммарный опрокидывающий момент от действия сил конд тактной сети с учетом колеблющейся контактной подвески; (Моп Моп) - суммарный опрокидывающий момент от воздействия оползневого давления грунта с учетом динамического воздействия; Мм.п - опрокидывающий момент от действия сил морозного пучения.
При разработке математической модели применялись методики, предложенные К. Л. Комаровым, Г. М. Шахунянцем, Г. М. Стояновичем и И. В. Прокудиным.
В развернутом виде результирующий опрокидывающий момент с учетом динамического воздействия поездов можно записать:
Мрез {Gт1(Г 0,5dоп) Gкнzкн Gпр1zпр1 Gпр2zпр2 Gкрzкр (Рн Pиз)hн (Рк Pиз)hк (Рпр1 Pиз)hпр1 (Рпр2 Pиз)hпр2 (3) Ропhопветр F' hпт} Sоп lx Ерав 1/ 2m' tn max hn b (2 / 3 Lзаг 2 / 9dth).
n Выражение в фигурных скобках в формуле (3) представляет собой суммарный момент от действия сил сети с учетом колеблющейся контактной подд вески (Мс Мс ), где z и h - плечи вертикальных и высоты точек приложения горизонтальных нагрузок; F' - сила, действующая на опору со стороны колеблющегося контактного провода, P2 0 m F' sin sin (4) sin t, ( / Е)2 2 Е 2 где P - сила, с которой токоприемник электровоза действует на контактный провод; - напряжение в контактном проводе; Е - модуль упругости матеЕg риала в проводе; 0 - скорость распространения звука в материале про вода с удельным весом ; - скорость движения состава; - циклическая частота собственных колебаний опоры.
Оползневое давление приrходится на ту часть опоры, которая лежит выше границы смеlш щения грунта (рис. 3).
Ер ав Опрокидывающий момент lз аг 1/3lш от действия оползневого давлеr1/ 3lза г ния грунта с учетом динамики Еi д поездов (Моп Моп) в формуле (3) представлен в квадратных Рис. 3. Определение точки скобках и определяется по выприложения оползневого ражению:
давления грунта д (М М ) Sоп lx 0,667 Sоп lx оп оп Е рав (5) (КТiсд fiNi сднli Тiуд ) cos дн cos(i i1 дн ) Еi , cos(i i дн ) cos(i i дн ) где Ерав - равнодействующая оползневого давления на опору; Sоп - площадь опоры, на которую действует оползневое давление; lx - плечо опрокидывающего момента от действия оползневого давления; Ni и Ti - нормальная и тангенциальная составляющие вектора веса i-го отсека; fi - коэффициент внутреннего трения; li - длина плоскости возможного смещения в пределах этого отсека; i - угол между силой сцепления (cili ) и горизонтом; i - угол между Ei и горизонтом; сдн и дн - сцепление и угол внутреннего трения грунта, воспринимающего колебания.
Действие сил морозного пучения на опоры контактной сети характеризуется вертикальной и горизонтальной (нормальной) составляющими. Так как момент от действия вертикальной составляющей морозного пучения относительно точки вращения равен нулю, в дальнейших исследованиях рассматривается только горизонтальная составляющая, значение которой определено в соответствии с Техническими указаниями ВСН 74 - 69.
Схема учета нормальной составляющей сил морозного пучения на откосе представлена на рис. 4.
Выражение в угловых скобках в формуле (3) представляет собой опрокидывающий момент от действия горизонтальной составляющей силы морозного lза г Мм.п пучения ( ), где m' - коэффициент усn ловий работы; tn max - максимальное гори1/ 3lза г зонтальное напряжение, вызванное морозным пучением грунта, действующее нормально к боковой поверхности фундамента;
Рис. 4. Схема учета нормальной hn - глубина активного слоя пучения составляющей сил морозного грунта, равная 2/3 нормативной глубины пучения на откосе промерзания dfh ; b - ширина фундамента.
Величина угла наклона опоры контактной сети определяется по формуле ммМрез мнFпргор, (6) где мм - угол поворота опоры от результирующего опрокидывающего моменМрез та ( );мн - угол поворота опоры от приведенной горизонтальной силы (Fпргор ); Fпр гор - приведенная горизонтальная сила, Fпргор {Gт1 Gкн Gпр1 Gпр2 Gкр (Рн Pиз) (Рк Pиз) (Рпр1 Pиз) (Рпр2 Pиз) Роп F'} 0,667 Sоп (КТiсд fiNi сднli Тiуд)cosдн cos(i i1 дн) (7) Еi1 cos(i i дн) cos(i i дн) {1/ 2 m' tnmax hn b}.
n Для автоматизации расчета угла наклона опор контактной сети предложен программный комплекс. Алгоритм его работы представлен на рис. 5.
Реализация представленного алгоритма была осуществлена в среде SharpDevelop. Разработанная программа Расчет устойчивости опор зарегистрирована в государственном реестре программ для ЭВМ (№ 2012614114).
Рис. 5. Алгоритм определения угла наклона опор контактной сети В третьем разделе по исходным данным реального участка земляного полотна произведен расчет опрокидывающего момента и величины угла наклона опоры и представлена методика прогнозирования объёмов работ по выправке стоек контактной сети на будущие периоды.
В качестве исходных данных приняты результаты геологической съемки поперечного профиля железнодорожного пути, привязанного к контрольной опоре, за устойчивостью котоРис. 6. Тенденция изменения угла наклона рой на протяжении контрольной опоры и полученные линии тренда:
трёх лет проводились - изменение угла наклона контрольной опоры;
наблюдения (рис. 6).
- линия прямолинейного тренда y 2,27 0,53ti ;
Аппроксимация полу - линия логарифмического тренда y 2,5 1,2ln ti ченной зависимости проводилась прямолинейным и логарифмическим трендами. Так как наибольшую сходимость с экспериментальными наблюдениями отражает логарифмический тренд, его и предложено использовать для определения коэффициента прогноза.
В работе показана адекватность виртуальной и математической моделей определения опрокидывающих моментов и углов наклона опор. Пример расчета угла наклона опоры в программе Plaxis представлен на рис. 7.
1,6 м 9 м 1,649 м Р 4 м 1,5 м Рис. 7. Пример расчета угла наклона в программе Plaxis В результате наклона стойки изменяется результирующий опрокидывающий момент.
Тенденции изменения угла наклона стойки, полученные теоретически (в программе Plaxis) и экспериментально отображены на рис. 8.
а б Рис. 8. Зависимость угла наклона стойки (а) от результирующего опрокидывающего момента; (б) времени Участки ОА на кривых (см. рис. 8) характеризуют период приработки опор на первом году после монтажа (период адаптации) и в определении коэффициента прогноза не участвуют.
Высокая сходимость теоретической и экспериментальной кривых после адаптационного периода позволила предложить коэффициент, показывающий динамику изменения угла наклона и названный нами прогнозным. Отличие коэффициента прогноза теоретического ( kпр. т ) от экспериментального ( kпр.э ) на участке АБ не превышает 9 %, а на участке БС 4%. Использование коэффициента прогноза позволяет определять периоды, когда наклон опор будет превышать допустимые значения, что даёт возможность планировать объемы работ эксплуатационному персоналу на будущие периоды.
Предложенная в работе информационная база данных, блок-схема которой представлена на рис. 9, позволяет получить исходные данные для вышеприведенных расчетов.
Рис. 9. Блок-схема Информационной базы данных состояния опорного хозяйства контактной сети Информационная база данных отражает собой привязку состояния опорного хозяйства контактной сети к инженерно-геологическому строению земляного полотна (поперечному профилю) и к плану пути.
Использование разработанной методики дает наглядное представление о рассматриваемом участке, снижает время поиска данных, позволяет определить факторы, способствующие отклонению опор контактной сети от своего вертикального положения, и определить количество стоек, требующих выправки.
Возможности применения представленной методики гораздо шире с точки зрения практических рекомендаций по разработке мероприятий по закреплению опор контактной сети в слабых грунтах и в рамках данной работы не рассматривались.
Так как наиболее важным фактором, влияющим на устойчивость стоек, является величина их заделки в породах, в четвертом разделе представлена методика определения заглубления фундаментной части опор в грунт, базирующаяся на определении их длины (целостности).
На основании проведенного анализа различных источников выявлено, что в настоящее время нет методов и приборной базы неразрушающего контроля длины и, следовательно, величины заглубления в грунт всех типов конструкций опор контактной сети.
Предложенная методика оценки длины опор основана на теории распространения упругих колебаний в стержнях (продольные размеры которых значительно превышают поперечные). Длину опоры контактной сети предлагается определять через два параметра - скорость поперечной волны s и резонансную частоту f при вынужденных колебаниях. Резонансная частота находится через амплитудно-частотную характеристику, получаемую посредством быстрого преобразования Фурье записей колебаний, возбуждаемых в опорах ударным воздействием. Получаемые в результате обработки записей амплитудночастотные характеристики имеют максимумы, связанные с длиной исследуемой опоры и скоростью поперечной волны в ней (рис. 10).
а б Рис. 10. Сейсмограмма (а) и её преобразование в спектр Фурье (б) для опоры контактной сети Длина опоры будет определяться по выражению:
ns L , (8) 2f где n = 1, 2, 3Е Представленный метод был отработан на железобетонных опорах разной длины. Погрешность измерений составила менее 1 %.
После определения длины стойки по метке, расположенной в уровне условного обреза фундамента, находится величина её заглубления.
Реализация представленной методики была осуществлена в устройстве ИДОКС (рис. 11), эффективность работы которого подтверждена полевыми испытаниями, проведенными на участке Дальневосточной железной дороги.
Рис. 11. Общий вид устройства ИДОКС:
1 - аккумуляторная батарея; 2 - измерительный блок; 3 - кабель, соединяющий аккумулятор с измерительным блоком; 4 - пьезопреобразователь;
5 - ударное устройство; 6 - геофон; 7 - карманный персональный компьютер В пятом разделе выполнен расчет экономической эффективности применения разработанного устройства. Экономический эффект определяется разностью затрат на работы по определению заглубления опор методом частичного освобождения подземной части и с помощью предлагаемой методики. В расчете на один участок контактной сети экономический эффект при обследовании 60 опор предлагаемым устройством составит 784 тыс. руб. в год.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Выполнено сравнение методов оценки разрегулирования опор контактной сети, позволившее определить направление совершенствования методики расчета устойчивости стоек, заключающееся в необходимости учета в ней динамического воздействия поездной нагрузки.
2. Усовершенствована и представлена методика в виде математической модели и программного комплекса расчета результирующего опрокидывающего момента и угла наклона опор контактной сети, которая позволяет производить расчет наклона железобетонных стоек для различных эксплуатационных условий с учетом динамики движения поездов.
3. Создана методика прогнозирования степени разрегулирования опор контактной сети, позволяющая эксплуатационному персоналу с максимальной погрешностью в 9% определять объёмы работ по выправке стоек на будущие периоды и тем самым уменьшать риски нарушения процесса взаимодействия токоприёмника с контактной подвеской.
4. Разработаны методика и устройство ИДОКС, позволяющие получать исходные данные в усовершенствованную методику для определения степени разрегулирования опор контактной сети.
5. Определена экономическая эффективность предложенного технического решения, направленного на повышение контроля качества строительных работ и уменьшение трудозатрат и времени. В расчете на один участок контактной сети экономический эффект от внедрения устройства ИДОКС составит 784 тыс. руб. в год, срок окупаемости - 1,6 года.
Список работ, опубликованных по теме диссертации В изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России:
1. Л и В. Н. Определение глубины заложения железобетонных опор акустическим методом / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. Вып. 1 (5). С. 68 - 71.
2. Л и В. Н. Влияние вибродинамического воздействия поездов на опору контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Известия Петербургского ун-та путей сообщения / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. С.Пб., 2011. Вып. (29). С. 128 - 134.
3. Л и В. Н. Влияние прочностных свойств грунта на стабильность откосов земляного полотна и устойчивость опор контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока / Новосибирская гос. акад. водного транспорта. Новосибирск, 2011. Вып. 2.
С. 102 - 105.
4. Л и В. Н. Опрокидывающий момент опоры контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в, Л. С. Д ё м и н а // Мир транспорта / Московский гос.
ун-т путей сообщения. М., 2012. Вып. 2 (40). С. 4 - 11.
В прочих изданиях:
5. С а п о в А. С. Опыт повышения устойчивости опор контактной сети в теле земляного полотна / А. С. С а п о в // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: материалы всероссийской науч.-практ.
конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2009.
С. 149 - 153.
6. С а п о в А. С. Основные факторы, влияющие на устойчивость опор контактной сети / А. С. С а п о в // Наука, творчество и образование в области электроснабжения - достижения и перспективы: Труды всерос. науч.-практ.
конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2010.
С. 64 - 68.
7. Л и В. Н. Разработка методики определения глубины заложения опор контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Наука, творчество и образование в области электроснабжения - достижения и перспективы: Труды всерос. науч.- практ. конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2010.
С. 69 - 76.
8. Л и В. Н. Влияние сил морозного пучения грунтов на устойчивость опор контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в ХХI веке: Труды всерос. молодежной науч.-практ. конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2011. С. 251 - 256.
9. Л и В. Н. Сравнение методов прогнозирования объема работ по выправке опор контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в, П. В. В о д о л а з о в // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в ХХI веке:
Труды всерос. молодежной науч.-практ. конф. / Дальневосточный гос. ун-т путей сообщения. Хабаровск, 2011. С. 193 - 198.
10. Л и В. Н. Учет дополнительных факторов в определении изгибающего момента опоры контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Энергетика:
управление, качество и эффективность использования энергоресурсов: Сб. тр.
шестой всерос. науч.-техн. конф. / Амурский гос. ун-т. Благовещенск, 2011.
Т. 2. С. 150 - 152.
11. Л и В. Н. Учет дополнительных факторов в определении опрокидывающего момента опоры контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации контактных подвесок и токоприемников электрического транспорта: Сб. науч. ст. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. С. 102 - 107.
12. Л и В. Н. Учет влияния вибродинамической нагрузки в определении опрокидывающего момента опор контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Транспортная инфраструктура Сибирского региона: Материалы второй межвуз.
науч.-практ. конф. / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. Иркутск, 2011.
С. 448 - 452.
13. Л и В. Н. Использование современных программных комплексов для расчета и моделирования устройств контактной сети / В. Н. Л и, А. С. С а п о в // Электрификация и развитие инфраструктуры энергообеспечения тяги поездов на железнодорожном транспорте. EltransТ2011: Тезисы докладов VI международ. симпозиума / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. СПб., 2011. С. 74.
САПОВ Александр Сергеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РАЗРЕГУЛИРОВАНИЯ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук ЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЦЧ Подписано в печать 12.11.2012. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO.
Уч.-изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,3. Зак. 300. Тираж 100 экз.
ЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ - Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям