ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
10
 
УДК 625.143.07 
 
Биттибаев Совет Мешитбаевич – д.т.н., профессор (Алматы, КазАТК) 
Исаметова Мадина Есдаулетовна – соискатель (Алматы, КазАТК) 
 
ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ  
НА ИЗГИБНЫЕ КОЛЕБАНИЯ РЕЛЬСА, КАК БАЛКИ,  
ЛЕЖАЩЕЙ НА СПЛОШНОМ УПРУГОМ ОСНОВАНИИ 
 
Как  известно,  для  достоверной  оценки  надежности  пути,  в  общей  модели  общего 
строения  пути  как  балки,  лежащей  на  сплошном  упругом  основании,  следует  учитывать 
влияния  продольных  сил,  связанных  с  перемещениями  подошвы  рельса  в  продольном 
направлении. 
  Для  изучения  процессов,  связанных  с  продольными  перемещениями  рельсов  при 
движении  подвижного  состава  А.Я.  Коганом  предложено  определять  продольные 
перемещения  подошвы  рельса  в  каждом  поперечном  сечении  рельса  в  виде  суммы 
слагаемых деформаций /1/: 
                                                
0
0
0
0
χ
η
ξ
λ
+
+
=
,                                                 (1) 
где 
∫
∞
=
x
Ndx
EA
1
0
ξ
 - деформация по нейтральной оси рельса, вызванная продольной силой 
( )
x
N
, действующей вдоль оси рельса, имеющего площадь поперечного сечения  A ; 
0
χ
 - 
перемещение подошвы рельса за счет поворота его сечения 
                                                       
dx
d
в
υ
χ
=
0
                                                               
(2) 
где 
0
η
 - продольные  перемещения  точек  нейтральной  оси  рельса,  изгибаемого 
вертикальными силами, относительно точек подрельсового основания. При этом величина 
0
η
 определяется по зависимости Альбрехта В.Г.  в виде уравнения /2/: 
                                                  
∫
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
dx
dx
d
2
0
2
1
υ
η
                                                     (3) 
  Обычно принимают, что реактивный отпор основания продольным перемещениям 
подошвы  рельса  определяется  уравнением,  соответствующим  расчетной  модели 
Винклера: 
                                                          
x
U
q
x
x
=
                                                             (4) 
  Однако следует отметить, что при этом должно соблюдаться следующее условие: 
                                                
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
≤
l
Q
q
f
x
U
пр
x
x
,                                                  (5) 
где 
f
 - коэффициент трения подошвы рельса в промежуточных рельсовых скреплениях;        
пр
Q
 - прижатие рельса в промежуточных рельсовых скреплениях; 
l
 - расстояние между 
осями шпал. 
  При  этом  принимается,  что  если  величина 
x
U
x
  превышает  значение 
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
=
l
Q
q
f
T
пр
x
, то произойдет проскальзывание колеса в промежуточных скреплениях 
и 
x
q
 будет равно T. 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
11
  При  учете  перемещения  подошвы  рельса  в  продольным  направлении  равновесия 
элемента  балки  по  модели  Франке /3/ уравнения  изменения  внутренних  сил  запишутся 
следующим образом:  
                                               
dx
rq
dx
Q
dM
x
пр
+
−
=
                                             (6) 
                                         
dx
q
dN
x
=
                                                       (7) 
 
  Учитывая, что изгибающий момент в приближенном методе расчета изгиба балки, 
принимается  пропорциональный  второй  производной  вертикального  перемещения 
(прогиба) в виде зависимости: 
                                                     
2
2
dx
d
EJ
M
υ
−
=
                                                  (8) 
  уравнения равновесия (6) можно записать в виде  
                                                
x
пр
rq
Q
dx
d
EJ
−
=
3
0
3
υ
                                              (9) 
  и далее  
                                              
dx
dq
r
q
dx
d
EJ
x
y
−
−
=
4
0
4
υ
                                            (10) 
 
  Предполагая, что 
χ
λ
d
dq
x
0
=
 и учитывая согласно (9), что  
 
2
2
dx
d
EJ
Mdx
d
υ
χ
−
=
=
 
  получается  
                                                    
2
0
2
0
dx
d
dx
dq
x
υ
λ
−
=
                                                    (11) 
  Полагая 
z
U
q
z
z
=
; 
0
0
μ
λ
=
r
, 
из уравнения (9) получается следующее дифференциальное уравнение: 
 
                                          
0
2
2
0
4
4
=
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
EJ
U
dx
d
EJ
dx
d
z
υ
μ
υ
,                                        (12) 
 
где  второй  член  выражения  соответствует  влиянию  продольной  силы,  связанной  с 
продольными перемещениями подошвы рельса, на изгибные колебания рельса. 
  Вводя обозначение  
4
0
4EJ
U
k
=
 - коэффициент относительной жесткости рельса и 
подрельсового основания, получаем  
                                                
( )
EJ
k
4
0
2
0
0
μ
α
+
=
,                                                      (13) 
 
                                                
( )
EJ
k
4
0
2
0
0
μ
β
−
=
.                                                       (14) 
 
  Общий интеграл уравнения (12) можно получить в виде  
            
(
)
(
)
x
C
x
C
e
x
C
x
C
e
x
x
0
4
0
3
0
2
0
1
sin
cos
sin
cos
0
0
β
β
β
β
υ
α
α
+
+
+
=
−
,             (15) 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
12
  Для балки бесконечной длины постоянные интегрирования находятся из начальных 
условий: 
                     при 
∞
=
х
   
0
=
υ
 
  при 
0
=
x
     
0
=
dx
d
υ
;    
2
3
3
Q
dx
d
EJ
−
=
υ
                                                      (16) 
 
  После вычисления произвольных постоянных в /3/ получено: 
 
                                      
( )
x
e
x
x
U
k
Q
0
0
0
0
0
2
0
cos
sin
2
α
α
β
β
β
υ
−
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
=
                                    (17) 
 
                                            
x
xe
EJ
Q
dx
d
0
0
0
0
sin
α
β
β
α
υ
−
−
=
                                              (18) 
 
                                        
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
−
0
0
0
0
sin
cos
4
0
β
β
α
β
α
x
x
e
Q
M
x
                                           (19) 
 
  Практические вычисления показывают /4/, что для сильно зажатых промежуточных 
скреплений бесстыкового пути можно принять 
0
0
0
k
=
=
β
α
. 
  Тогда зависимости (17) и (19) можно привести к виду: 
 
                                                        
0
0
2
η
υ
U
Qk
=
,                                                      (20) 
 
                                                        
0
0
4
μ
k
Q
M
=
,                                                     (21) 
 
де 
(
)
x
k
x
k
e
x
k
0
0
0
sin
cos
0
+
=
−
η
;        
(
)
x
k
x
k
e
x
k
0
0
0
sin
cos
0
−
=
−
μ
 
  Таким  образом,  при  движении  колеса  подвижного  состава  по  коротким 
неровностям пути (для бесстыкового пути) и по стыкам (для звеньевого пути) необходимо 
учитывать влияние продольных сил, связанных с продольными перемещениями подошвы 
рельса по основанию. 
Выводы 
1. Показано, что при движении колеса подвижного состава по коротким неровностям 
пути (для бесстыкового пути) и по стыкам (для звеньевого пути) необходимо учитывать 
влияние продольных сил, связанных с продольными перемещениями подошвы рельса по 
основанию. 
ЛИТЕРАТУРА 
 
12. Коган  А.Я.  Продольные  силы  в  железнодорожном  пути  /Тр.  ВНИИЖТ, 1967, вып.  с. 
332 – 168. 
13. Альбрехт В.Г. О продольных силах, возникающих на поверхности сопротивления при 
проходе колес подвижного состава /Тр. МИИТ, 1955, вып. 80/1, с.3 – 111. 
14. Pozy Mihaly. A vasnti felepitmeny szamitasn. Akademiai kiado. Budapest, 1950, 64ol. 
15. Биттибаев  С.М.,  Мукашева  К.В.,  Кланова  Э.Ш.  Скольжение  и  пластическая 
деформация  контакта  при  знакопеременных  нагрузках. /Межвузовский  сб.  научн.  тр. 
«Теоретические  и  экспериментальные  исследования  строительных  конструкций»,  Алматы, 2001, 
вып. 5, с.51 – 54. 
 

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
13
УДК 625.143 
 
Филиппов Владимир Михайлович  – д.т.н., зав. лабораторией (Пушкино, РосНИИ 
УЖТ) 
Нусупов Джетебай Кожабекович – к.т.н., директор (Алматы, ТОО «Geo Тrack») 
Закиров  Равиль  Сабирович – д.т.н.,  действительный  член  МАТ  (Санкт – 
Петербург, Россия) 
Тюлюбаева Зауреш Джанатовна – к.т.н., и.о.доцента (Алматы, КазАТК) 
 
О КЛАССИФИКАЦИИ ПРОЦЕССНОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ 
СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
 
 
       
Документальное  описание  процессной  модели – эта  проектная  задача.  Очевидно,  
прежде чем, составить такое описание необходимо ответить на вопрос: «В каком порядке 
необходимо описывать последовательность процессов?». 
       
Безусловный  приоритет  при  разработке  любой  классификации  задач  и  процессов 
управления    принадлежит  принципу  декомпозиции  главной  цели  и  главной  целевой 
функции  производственной  системы.  Процессная  модель  как  способ  описания 
деятельности  предприятий  не  может  разрабатываться  вне  связи  с  иерархией  целей  и 
функций.  Именно  поэтому  классификация  процессной  модели  управления  содержанием 
железнодорожного  пути  (ж/д  пути)  должна  соответствовать  функциональной,  
технологической и организационной структурам, рассмотренным выше (рисунок 1 - 4). 
       
Эта  иерархия  позволяет,  как  минимум,  четко  классифицировать  документы 
процессной модели. Главное, что приносит процессный подход в описание управления, - 
это  четкое  описание  входа  и  выхода  каждого  процесса.  Как  правило,  выход  одного 
процесса  в  деятельности  предприятия  оказывается  входом  другого  (или  нескольких 
других). Именно за счет описания входов и выходов в документации процессной модели 
удается  «склеить»  все  компоненты  и  процессы  в  единый  «клубок»,  который  адекватно 
отражает  деятельность производства. 
     
Правильная  классификация  процессов  на  макроуровне  является  гарантией 
продуктивности    и  эффективности  весьма  трудоемкой  работы  по  документированию 
процессов.  Подчеркнем,  что  в  нашем  случае  макроуровень  процессной  модели 
обеспечивают  функциональная,  технологическая  и  организационная  структуры, 
рассмотренные выше (рисунок 1 – 4). 
       
Для  описания  процессов  на  микроуровне  универсального  метода  нет. 
Специалистами  по  созданию  модели  управления  на  основе  процессного  подхода 
отмечается,  что  выбор  метода  описания  и  анализа  процесса  осуществляется  в 
соответствии с особенностями процесса. 
       
К числу этих методов по степени их сложности относятся следующие: 
       
Табличный  метод  применяется,  если  в  процессе  четко  определена 
последовательность  действий,  входы  и  выходы.  Пример  табличного  описание  процесса 
приведен в таблице. 
       
Сетевой график – если в процессе определена последовательность действий,  входы 
и  выходы  дополнительно  определено  время  выполнения  процесса  в  целом  и  отдельных 
его  этапов  при  временной  зависимости  этапов  процесса  друг  от  друга.  Этот  метод 
применим к процессам, решающим показателем которых является время, т.е. соблюдение 
сроков, установленных в планах или графиках.  
       
Методика IDEF0 (рекомендуется  в  ГОСТ  Р 50.1.028-2001 «Информационные 
технологии 
поддержки 
жизненного 
цикла 
продукции». 
Используется 
для 
функционального моделирования в рамках CASE -технологий. Представляет собой метод  
описания процессов на различных уровнях декомпозиции с отражением сразу нескольких 
потоков.   

ҚККА Хабаршысы № 1 (50), 2008 
 
 
14
 
Таблица - Пример укрупненного табличного описания 2-ого уровня процессной модели управления (Фрагмент документа для комплекса 
задач «Мониторинг условий эксплуатации») 
 
№ 
Входные документы и данные 
Наименование  задачи 
Выходные 
 документы и данные 
Исполнители (Компонент 
АСУ-П) 
1 
Методика определения важнейших эксплутационных 
факторов пути 
База данных  ЕК ИОММ 
Мониторинг параметров грузопотока 
(грузонапряженность, средняя техническая и 
участковая скорости движения, осевые 
нагрузки (средняя и максимальная груз/пасс) 
Таблицы  ЭХ СБД-П  
Технический паспорт 
дистанции пути (таблица) 
ПЦД, ИВЦ (ПТК «ЭХ») 
2. 
ТУ-2001 
Телеграммы  
Данные температурных постов 
Мониторинг температуры рельсов 
Почасовые таблицы 
температуры рельсов СБД-
П по дистанциям пути 
ПЦД,  
(ПТК «Температура 
рельсов») 
3. 
Данные метеостанций 
Мониторинг погодных условий 
 
ПЦД,  
(ПТК «Гидрометео») 
4. 
Данные геостанций 
Справочник  нестабильных участков земляного 
полотна 
Справочник слабых инженерных сооружений 
Мониторинг гидрогеологических условий 
 
ПЦД,  
(ПТК «Гидрометео») 
5 
Приказ 41Ц 
Отраслевые решения по повышению скоростей 
движения 
Отраслевые решения по важнейшим направлениям 
РЖД 
Мониторинг допускаемых скоростей 
движения поездов    
 
ТО ПЧ; ТО П;  ТО ЦП  
(ПТК «Искра») 
5.1 
Таблицы СБД-П, содержащие: 
- данные паспорта дистанций пути, включая 
подробные продольные профили; 
- сведения о подвижном составе, обращающемся по 
участкам дороги; 
- сведения об ограничениях скорости движения  
поездов по конструкции и состоянию ИССО, ЗП и 
других сооружений и устройств. 
Формирование  приказа Н об установлении 
допускаемых скоростей движения поездов 
(один раз в 3-4 года) 
Таблицы »Установленные 
скорости» СБД-П 
Приказ об установлении 
допускаемых скоростей 
движения поездов 
ТО ПЧ; ТО П;  
(ПТК «Искра») 
И т.д. 
 
 
 

 
15
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-------------- взаимосвязи 
Рисунок 1 -  Функциональная структура содержания пути 
 
 
Взаимодействие  
c внешними  
системами   
управления
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
Система управления ОАО «РЖД»  
Система управления  
движением  поездов 
Желдорснаб  
Управлением 
персоналом 
Управление 
финансами 
и экономикой 
Управление 
научными и 
проектными  
 организациями 
Управление качеством работы ОАО «РЖД», 
 в т.ч. безопасностью движения поездов 
Управление 
развитием 
Другие системы 
управления
 

жүктеу/скачать 5,12 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: