Файл: Москва 2 0 1 9министерство транспорта российской федерациифедеральное государственное бюджетное.pdf

15
Действующим ГОСТ 9238-2013 установлены восемь габари- тов подвижного состава: Т, Тц, Тпр, 1-Т, ГЦ(GC), ГЦ
RU
(GC
RU
),
1-ВМ, 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ
St
, 03-BM
k. Вышеперечислен- ные габариты подвижного состава предусматривают условия обращения, построенного по этим габаритам, подвижного со- става по путям железных дорог России, стран СНГ и путям других железных дорог — членов организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД) как колеи 1520 мм, так и 1435 мм.
Следует отметить, что габариты подвижного состава имеют как верхнее очертание для проектирования и строительства вагонов в различных условиях эксплуатации на сети железных дорог, так и нижнее очертание, которые в свою очередь име- ют несколько контуров в зависимости от требований, предъ- являемых к вагону при прохождении сортировочных горок и различных путевых устройств. Например, основные элементы верхнего очертания габарита 1-ВМ приведены на рис. 13, а его нижнего очертания — на рис. 14.
Рис. 13. Основные элементы габарита подвижного состава 1-ВМ
(верхнее очертание)

16
Рис. 14. Основные элементы габарита подвижного состава 1-ВМ
(нижнее очертание):
– — для обрессоренных частей кузова; -х-
— для необрессоренных частей
ВПИСЫВАНИЕ ВАГОНА В ГАБАРИТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ДОПУСКАЕМЫХ РАЗМЕРОВ
Для безопасного движения поездов требуется, чтобы локо- мотивы и вагоны могли свободно проходить мимо устройств и сооружений в пути, а также мимо следующего по соседним путям подвижного состава, не задевая их. Пространство меж- ду габаритами приближения строений и подвижного состава обеспечивает безопасные смещения вагонов, возникающие при движении поездов. При вписывании вагона в габарит под- вижного состава производят уменьшение горизонтальных раз- меров этого габарита на величину зазоров и износов ходовых частей вагона в кривых, а вертикальных размеров — на вели- чину статического прогиба рессорного подвешивания и изме- ряемых в вертикальном направлении износов ходовых частей вагона.
ГОСТ 9238-2013 устанавливает следующие определения для двух рассматриваемых разновидностей габарита.

17
Габаритом приближения строений железных дорог назы- вается предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого помимо подвижного состава не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и обо- рудование, за исключением частей устройств, предназначен- ных для непосредственного взаимодействия с подвижным со- ставом (контактных проводов с деталями крепления, хоботов гидравлических колонок при наборе воды и др.) при условии, что положение этих устройств во внутригабаритном простран- стве увязано с частями подвижного состава, с которыми они могут соприкасаться, и что они не могут вызвать соприкосно- вения с другими элементами подвижного состава.
Габаритом подвижного состава железных дорог называется предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очерта- ние, в котором, не выходя наружу, должен помещаться уста- новленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых наклонений на рессорах и динамических колебаний) как в порожнем, так и в нагруженном состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий макси- мальные нормируемые износы.
Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава (а для двухпутных линий также между габаритами смежных подвижных составов) обеспечивает без- опасные смещения подвижного состава и погруженных на нём грузов, которые возникают при движении, а также обу- словленные допустимыми отклонениями элементов пути. Все смещения вагона могут быть сведены к следующим четырём группам:
а) вызываемые возможными отклонениями в состоянии пути — уширение колеи, упругое отжатие рельсов, перекосы и износы шпал и подкладок, упругие осадки шпал и балласта и т.п.;
б) динамические колебания вагона, возникающие при его движении;

18
в) обусловленные зазорами и износами ходовых частей и прогибы и осадки рессорного подвешивания от статической нагрузки;
г) выносы частей вагона в кривых.
При габаритных расчётах учитывают только смещения, возможные при отклонениях, допускаемых нормами содержа- ния вагона и пути. Поскольку размеры габарита приближения строений установлены для прямых участков пути, а в кривых имеются дополнительные уширения, выносы вагона в кри- вых учитывают только в размерах, превышающих имеющиеся уширения. В зависимости от способов учёта указанных сме- щений вагонов различают две системы габаритов подвижного состава: строительную и эксплуатационную. Если простран- ство между габаритами приближения строений и подвижного состава предназначено для первых трёх групп смещений, то устанавливаемый при такой системе учёта смещений габарит подвижного состава называется строительным. Если вышеу- казанное пространство предусмотрено для первых двух групп смещений, то получаемый при этом габарит называется экс- плуатационным габаритом подвижного состава.
Следовательно, строительный габарит подвижного состава представляет собой поперечное очертание, в котором должен помещаться новый ненагруженный вагон, расположенный на прямом горизонтальном пути, когда его продольная ось совпа- дает с осью пути. При проверке габаритности проектируемого вагона, называемой вписыванием вагона в габарит, в данном случае необходимо учитывать лишь смещения четвёртой груп- пы — выносы в кривых. В результате этого вписывание вагона в строительный габарит подвижного состава отличается про- стотой, что является достоинством данной системы. Суще- ственный её недостаток в том, что пространство между габари- тами приближения строений и подвижного состава, установ- ленное по одинаковой для всех вагонов величине смещений третьей группы, может для одних вагонов оказаться излишне большим, а для других — недостаточным. Недоиспользование межгабаритного пространства обусловливает уменьшение ши-

19
рины и высоты кузова вагона, что снижает экономическую эффективность грузовых и ухудшает комфортабельность пас- сажирских вагонов.
Такое недоиспользование свойственно большей части ваго- нов, поскольку при построении строительного габарита под- вижного состава смещения третьей группы устанавливают по вагонам с наибольшими разбегами и износами ходовых частей и статическими прогибами (осадками) рессорного подвешива- ния. Недостаточность межгабаритного пространства, возмож- ная при проектировании вагона с большими нормируемыми износами или большим статическим прогибом (осадкой), чем было учтено при построении этого габарита, означает негаба- ритность вагона, угрожающую безопасности движения.
При вписывании вагона в эксплуатационный габарит под- вижного состава учитывают смещения третьей и четвёртой групп.
На рис. 15 изображена схема построения габаритов подвиж- ного состава.
Рис. 15.
Схема построения габаритов подвижного состава

20
Исходя из габарита приближения строений
1 и осей между- путий
2 посредством учёта смещений первой и второй групп определяют эксплуатационный габарит подвижного состава
3.
По нему путём вписывания, учитывающим смещения третьей и четвёртой групп, находят строительное очертание вагона
4.
Проектное очертание вагона
5 отличается от строительного дополнительным учётом технологических отклонений в раз- мерах, допускаемых при постройке вагонов.
18 марта 1860 г. в нашей стране впервые в мире были уста- новлены единые, обязательные для всех железных дорог габа- риты приближения строений и подвижного состава. Они вы- годно отличаются от габаритов зарубежных железных дорог, позволяя создавать вагоны с наибольшим объёмом на единицу длины [1]. Введённый в 1934 г. ОСТ 6435 предусматривал для вагонов широкой колеи (1524 мм) три габарита:
0 — для вагонов, допускаемых к обращению по дорогам Со- ветского Союза и соседних с ним государств;
1-В — для вагонов, обращающихся по всем дорогам СССР;
2-В — для вагонов, предназначенных к обращению по от- дельным замкнутым направлениям.
Имелись также три габарита для локомотивов: 1-П, 1-Пб и
2-П.
ГОСТ 9238-59 и 9238-73, введённые взамен прежнего стан- дарта, установили шесть единых для вагонов и локомотивов габаритов подвижного состава: Т, 1-Т, 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т.
ГОСТ 9238-83 изменил обозначения последних четырёх габа- ритов и ввёл два новых габарита — Т
ц и Т
п р. В 2014 году был введен ГОСТ 9238-2013, в котором установлены восемь габари- тов подвижного состава: Т, Тц, Тпр, 1-Т, ГЦ (GC),
ГЦ
RU
(GC
RU
),
1-ВМ, 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ
St
, 03-BM
k.
Габарит Т, имеющий наибольшие размеры ширины и высо- ты, предназначен для вагонов, обращающихся по отдельным замкнутым направлениям реконструированных дорог СНГ,
Балтии и Монгольской республики.
Габарит 1-Т предназначен для вагонов, допускаемых к обра- щению по всем дорогам СНГ, Балтии и МНР, а также по подъ- ездным путям промышленных и транспортных предприятий.

21
По контуру, показанному пунктирными линиями, вагоны мо- гут строиться по распоряжению ОАО «РЖД» с учётом работ по переустройству негабаритных сооружений.
Габарит 1-ВМ (0-Т) предусмотрен для вагонов, обращаю- щихся по железным дорогам СНГ, Балтии и Монголии, а также по отдельным реконструированным магистральным линиям других стран-участниц Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД), используемых для международных сообщений.
Для обеспечения беспрепятственного обращения вагонов в странах-участницах ОСЖД проводится работа по приведению железных дорог в соответствии с вводимыми едиными габари- тами для этих стран.
Габарит 0-ВМ (01-Т) предназначен для вагонов, обращаю- щихся по всем (кроме отдельных второстепенных участков) дорогам стран-участниц ОСЖД.
Габарит 02-ВМ (02-Т) предусмотрен для грузовых вагонов, обращающихся по всем железным дорогам стран-участниц
ОСЖД, а также дорогам ФРГ, Австрии, Югославии, Греции,
Дании, Турции и некоторых других стран Европы и Азии.
Габарит 03-ВМ (03-Т) предназначен для вагонов, допускае- мых к обращению по дорогам всех стран Европы и Азии.
Габарит 02-ВМ (02-Т) предусмотрен для грузовых вагонов, обращающихся по всем железным дорогам стран-участниц
ОСЖД, а также дорогам ФРГ, Австрии, Югославии, Греции,
Дании, Турции и некоторых других стран Европы и Азии.
Габарит 03-ВМ (03-Т) предназначен для вагонов, допускае- мых к обращению по дорогам всех стран Европы и Азии.
Габарит ГЦ(GC) — кинематический габарит для железно- дорожного подвижного состава, установленный в качестве исходного для доставления совместимости габаритов в рам- ках трансъевропейской высокоскоростной железнодорожной системы.
Габарит
ГЦ
RU
(GC
RU
)
— кинематический габарит для же- лезнодорожного подвижного состава для высокоскоростного движения на железных дорогах колеи 1520 мм, гармонизиро- ванный с габаритом ГЦ (GC) трансъевропейской железнодо- рожной системы.

22
Габарит «03-
ВМ
St
» — статический габарит для железнодо- рожного подвижного состава допускаемого к обращению как по всей сети железных дорог колеи 1520(1524) мм, так и по всем железным дорогам колеи 1435 мм европейских и азиатских стран.
Габарит «03-ВМ
k» — кинематический габарит для железно- дорожного подвижного состава, допускаемого к обращению по всей сети железных дорог колеи 1520(1524)мм и по всем желез- ным дорогам колеи 1435 мм европейских и азиатских стран.
Все грузовые вагоны строят по нижним очертаниям, по- зволяющим проходить механизированные сортировочные горки при любом положении вагонных замедлителей, а так- же пути, оборудованные устройствами для надвига вагонов.
Тележки всех грузовых вагонов, кроме проектируемых по га- бариту 03-ВМ, строят по габариту 02-ВМ, а вагонов габарита
03-ВМ — по нижнему очертанию этого габарита для любого положения вагонных замедлителей.
Все пассажирские вагоны локомотивной тяги также строят по нижним очертаниям, позволяющим проходить механизи- рованные сортировочные горки при любом положении вагон- ных замедлителей и устройства для надвига вагонов. Тележки пассажирских вагонов, предназначенных для обращения по колее 1520 (1524) мм, изготавливают по нижнему очертанию габарита 1-ВМ для любого положения вагонных замедлителей.
Однако в тех случаях, когда вписывание в это очертание вызы- вает ухудшение ходовых качеств и других эксплуатационных характеристик проектируемых вагонов, можно использовать более просторное очертание габарита, например, тележки типа
КВЗ-ЦНИИ рассчитаны на проход сортировочных горок при нерабочем (расторможенном) положении вагонных замедли- телей.
Все построенные за последние годы железные дороги, вто- рые пути, линии, переведённые на электрическую тягу, под- вергнутые смягчению профилей и другим видам реконструк- ции, а также все новые сооружения и устройства в большин- стве случаев позволяют эксплуатировать вагоны и локомотивы

23
габарита Т. Однако на сети дорог имеются ранее построенные сложные и дорогие искусственные сооружения (мосты, тонне- ли, путепроводы), препятствующие применению вагонов га- барита Т. Ограничивают использование этих вагонов недоста- точная ширина междупутий на некоторых станциях, а также часть сооружений на ряде дорог промышленного транспор- та [1].
Поэтому предусматривается реконструкция таких соору- жений и устройств, что позволит перейти к более широкому внедрению подвижного состава габарита Т. Большие затраты, необходимые для этой реконструкции, и сложность её осу- ществления обусловили предложения по применению габари- та, промежуточного между габаритами Т и 1-Т. Они приводят к уменьшению подобных затрат, а также поэтапному проведе- нию работ с тем, чтобы вагоны габарита Т использовались в начале на отдельных направлениях, а затем по всей сети дорог страны. К таким направлениям отнесены Байкало-Амурская магистраль и прилегающие к ней дороги.
Для цистерн целесообразен габарит Т
ц
, имеющий как и габарит Т наибольшую ширину 3750 мм, наибольшую высо- ту 5200 мм, нижнее очертание, соответствующее габариту 1-Т.
Цистерны, построенные по такому габариту, не требуют вы- шеуказанного уширения станционных междупутий, так как наибольшую ширину вагоны имеют только в зоне горизон- тального диаметра котла. Габарит Т
ц применим и для вагонов самосвалов.
При проектировании вагона производится проверка его га- баритности, называемая вписыванием вагона в габарит. Сущ- ность вписывания заключается в том, что на основании задан- ного габарита подвижного состава определяют строительное, а затем и проектное очертания вагона для всех характерных се- чений по его длине. Все элементы конструкции проектируемо- го вагона, имеющие номинальные размеры и расположенные в рассматриваемом сечении, не должны выходить за пределы контура проектного очертания.

24
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ РАЗМЕРОВ ВАГОНА
При проектировании вагона стремятся к максимальной его грузоподъемности. Чем больше грузоподъемность вагона, тем больше его производительность, тем больше количество пере- возимых грузов в единицу времени. Однако, повышение гру- зоподъемности вагона возможно лишь в пределах допускаемой нагрузки от колесной пары на рельсы и погонной нагрузки.
Допускаемая нагрузка от колёсной пары зависит главным об- разом от типов рельс, количества шпал, уложенных на 1 км пути, рода балласта, состояния верхнего строения пути и ско- рости движения поезда. Погонной нагрузкой называется ста- тическая нагрузка вагона, приходящаяся на 1 м пути. На же- лезных дорогах России, с учетом модернизации пути, осевая нагрузка в настоящее время ограничена величиной 228–245 кН
(23,25–25,00 тс). Нагрузку, получаемую делением массы брутто вагона на общую его длину (измеряемую по осям сцепления автосцепок), называют погонной нагрузкой брутто. Допускае- мая величина погонной нагрузки брутто определяется прочно- стью мостов, а также устройством отдельных участков желез- нодорожного пути. Для основных типов вагонов общесетевого обращения допускаемой погонной нагрузкой брутто является
102,9 кН/м (10,48 тс).
При проектировании вагона стремятся к максимальной его грузоподъемности в пределах допустимой нагрузки от колес- ной пары на рельсы и погонной нагрузки. Максимальное зна- чение номинальной грузоподъемности вагона не должно пре- восходить следующей величины:



T
,
1
n
n q
Q
K
(1)
где
Q
n
— номинальная грузоподъемность, т;
n — количество осей в вагоне;
q — допускаемая осевая нагрузка, кН;
К
т
— технический коэффициент тары.

25
Технический коэффициент тары может быть определен по формуле

T
,
n
T
K
Q
(2)
где
Т — тара вагона, т.
По установленной номинальной грузоподъемности проек- тируемого вагона и его удельному объему или удельной пло- щади кузова определяют геометрический объем кузова (для цистерны объем котла, а для платформ — площадь пола) по формулам:
V = Q
n
V
у
;
F = Q
n
F
у
, (3)
где
V
у
— удельный объем, м
3
/т;
V — полный или геометрический объем кузова, м
3
;
F — полная площадь пола, м
2
;
F
у
— удельная площадь пола, м
2
/т.
Увеличение объема кузова достигается изменением его вы- соты, ширины или длины. Высота кузова ограничена возмож- ностями габарита подвижного состава. Удлинение кузова ведет к уменьшению его ширины по условиям вписывания в тот же габарит. Кроме того, длина вагона выбирается с учетом сорта- ментов грузов, условий размещения контейнеров и т.д.
Ширину кузова 2
В
в можно определить делением площади поперечного сечения кузова на его высоту. Площадь попереч- ного сечения определяется как частное от деления полного объема кузова на его внутреннюю длину.
Установив внутренние размеры кузова, определяют его на- ружные размеры, в нашем случае ширину
2
В = 2В
в
+ 2
аб, (4)
где 2
В — наружная ширина вагона, мм;
2
В
в
— внутренняя ширина вагона, мм;
2
аб — толщина боковой стены, мм.