Статті КТІ ДІІТ

Permanent URI for this collectionhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/12799

ENG: Articles

Browse

Now showing 1 - 40 of 155

Changing the Stress State of the Track Superstructure while Strengthening the Subgrade
(VŠB – Technical University of Ostrava, 2020) Tiutkin, Oleksii L.; Neduzha, Larysa O.; Kalivoda, Jan
ENG: Strengthening the subgrade with the help of various technologies significantly affects the stress state of the track superstructure. The strengthening of the subgrade with piles, leads to an abrupt stiffening of the track superstructure, which is problematic for its normal operation. Two finite element models were created to determine the change in the stress state of the track superstructure when strengthening the subgrade. They fully reflect the geometric, deformation and power characteristics of a real subgrade, which is strengthened by piles. Individual finite elements of the models are provided with the deformation characteristics of the steel rails, reinforced concrete sleepers, soil subgrade, ballast and soil-cement material of piles. The authors carried out the calculation of stress state of the track superstructure for two finite element models. Results are obtained and analyzed to help in choosing the most effective option for strengthening the subgrade.
Зниження інтенсивності розладів залізничної колії за рахунок удосконалення параметрів плану лінії під час паспортизації кривих
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2021) Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро Миколайович; Хмелевська, Неля Петрівна; Байдак, Сергій Юрійович; Новік, Руслан Борисович
UKR: Мета. У роботі передбачено за рахунок удосконалення параметрів плану лінії досягти зниження інтенсивності розладів залізничної колії і, в остаточному підсумку, забезпечити безпеку, плавність і комфортабельність їзди на напрямках швидкісного руху поїздів. Методика. Для отримання вихідних даних щодо параметрів плану наявних залізниць автори провели огляд світової літератури за темою дослідження, а також моніторинг роботи залізничної колії на основі даних технічних паспортів дистанцій колії. У прийнятих математичних моделях наявного плану використано припущення, що три суміжні точки кривої лежать на колі. На такому принципі побудована робота виправлювально-підбивно-рихтувальних машин. У результаті виправлювальних робіт із метою зменшення об’ємів зсувів крива не відповідає вихідним паспортним даним. Методика передбачає аналіз і систематизацію даних побудови відповідних графіків і встановлення аналітичних залежностей. Результати. Недостовірне визначення параметрів кривих призводить до необґрунтованого обмеження швидкості руху або до великих обсягів рихтувальних робіт. Тому розроблено пропозиції щодо зниження інтенсивності розладу колії за рахунок приведення параметрів кривих до нормативних вимог, що діють в Україні на напрямках упровадження швидкісного руху поїздів. За розрахунками, які базуються на аналіз і способу зйомки кривих, який застосовують у дистанціях колії, з’ясовано вплив точності отриманих даних на встановлення параметрів кривих і допустимої швидкості руху поїздів. Розроблено рекомендації, що сприятимуть ефективності проєктних рішень, визначатимуть якість проєкту реконструкції залізниц і на діючих напрямках. Наукова новизна. Набули подальшого розвитку наукові підходи до оцінки стану кривих, визначення їх раціональних параметрів і допустимої швидкості на напрямках упровадження швидкісного руху поїздів в Україні. Практична значимість. Отримані результати будуть корисні для проведення заходів щодо поліпшення плавності руху поїздів, підвищення швидкості й рівня комфортабельності їзди в кривих ділянках колії, особливо на напрямках упровадження швидкісного руху поїздів.
Комплексна методика оцінювання напружено-деформованого стану сталезалізобетонних мостів при дії змінних температур навколишнього середовища
(ПП "ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР", м. Харків, Україна, 2021) Ковальчук, Віталій Володимирович; Онищенко, Артур Миколайович; Федоренко, Олександр Володимирович; Габрель, Микола Михайлович; Парнета, Богдан Зіновійович; Возняк, Олег Михайлович; Маркуль, Руслан Володимирович; Парнета, Мар’яна Богданівна; Рибак, Роман Тарасович
UKR: Проведено натурні експериментальні вимірювання розподілу температури на поверхнях сталезалізобетонних балок мостів при дії додатних та від’ємних температур навколишнього середовища. Встановлено, що температура розподіляється нерівномірно у вертикальному напрямі сталезалізобетонної балки моста. Встановлено, що вищі значення температури має металева балка. Максимальна зафіксована різниця температур між металевою балкою та залізобетонною плитою при додатних температурах навколишнього середовища склала +9,0 °С, а мінімальна різниця температур склала –2,1 °С. Удосконалено математичні моделі розрахунку температурного поля та термонапруженого стану сталезалізобетонних балок мостів при дії змінних кліматичних температурних перепадів навколишнього середовища із врахуванням нерівномірного розподілу температури сталезалізобетонною балкою моста. Встановлено, що у якості розрахункових схем визначення термопружного стану сталезалізобетонних мостів можна розглядати одновимірну задачу, або застосовувати тривимірні розрахункові схеми задачі. Проведено визначення температурного поля та напруженого стану сталезалізобетонних балок мостів. Встановлено, що максимальні напруження виникають у місці об’єднання металевої балки із залізобетонною плитою. Величина цих напружень складає 73,4 МПа при додатних температурах і 69,3 МПа при від’ємних температурах навколишнього середовища. Величина напружень становить до 35 % від допустимих значень напружень. Загальний напружено-деформований стан сталезалізобетонних балок моста слід оцінювати при сумісній дії температурних кліматичних впливів і навантажень від рухомих одиниць транспортних засобів.
Comparative Analysis of the Results of Calculating the Stability of a Reinforced Subgrade with Geosynthetic Materials
(Kaunas University of Technology, 2021) Andrieiev, Volodymyr S.; Tiutkin, Oleksii L.; Hubar, Oleksіy V.; Markul, Ruslan V.
ENG: Тhе article presents the results of studies of the stress-strain state of the reinforced and unreinforced railway subgrade. Тhis study compares changes in the distribution of stresses and displacements in а railway subgrade. Comparisons of stresses and displacements made it ossible to obtain: - comparative analysis of the work of the main site of the subgrade under increased load with reinforcement and without reinforcement; - comparative assessment ofthe efficiency ofthe reinforced subgrade at increased load; - isolines and isofields of displacements and stresses in the body ofthe embankment at an increased load.
A Comprehensive Procedure for Estimating the Stressedstrained State of a Reinforced Concrete Bridge Under the Action of Variable Environmental Temperatures
(РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, Kharkiv, Ukraine, 2021) Kovalchuk, Vitalii V.; Onyshchenko, Artur; Fedorenko, Olexander; Habrel, Mykola; Parneta, Bogdan Z.; Voznyak, Oleh M.; Markul, Ruslan V.; Parneta, Mariana; Rybak, Roman
ENG: This paper reports the full-scale experimental measurements of temperature distribution over the surfaces of bridges’ steel-concrete beams under the influence of positive and negative ambient temperatures. It has been established that the temperature is distributed unevenly along the vertical direction of a bridge’s steel-concrete beam. It was found that the metal beam accepted higher temperature values. The maximum registered temperature difference between a metal beam and a reinforced concrete slab at positive ambient temperatures was +9.0 °C, and the minimum temperature difference was −2.1 °C. The mathematical models for calculating a temperature field and a thermally strained state of bridges’ steel-concrete beams under the influence of variable climatic temperature changes in the environment have been improved, taking into consideration the uneven temperature distribution across a bridge’s reinforced concrete beam. The possibility has been established to consider a one-dimensional problem or to apply the three-dimensional estimated problem schemes as the estimation schemes for determining the thermoelastic state of reinforced concrete bridges. The temperature field and the stressed state of bridges’ reinforced concrete beams were determined. It was found that the maximum stresses arise at the place where a metal beam meets a reinforced concrete slab. These stresses amount to 73.4 MPa at positive ambient temperatures, and 69.3 MPa at negative ambient temperatures. The amount of stresses is up to 35 % of the permissible stress values. The overall stressed-strained state of a bridge’s reinforced concrete beams should be assessed at the joint action of temperature-in- duced climatic influences and loads from moving vehicles.
Обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням програмних комплексів
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Дубінчик, Ольга Іванівна; Недужа, Лариса Олександрівна
UK: Мета. Мостові опори, що мають високий ростверк, потребують більшої уваги при розрахунку їх міцності по причині складних умов роботи паль. Метою наукової статті є обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту мостової конструкції з використанням програмних обчислювальних комплексів SCAD і ЛІРА-САПР. Методика. Проведено аналіз програмних засобів, що застосовуються для автоматизації проєктування фундаментів. Виявлено основні параметри програмних комплексів SCAD та ЛІРА-САПР. З їх допомогою побудовано скінченно-елементні моделі пальового фундаменту мостової опори з високим ростверком. В розроблених моделях максимально відображені властивості ґрунтової основи та фундаменту, його ростверку та паль, геометричні характеристики та враховано вплив розбивки на скінченні елементи. Були виконані розрахунки в програмних комплексах SCAD і ЛІРА-САПР із моніторингом розрахункового процесу. Результати. В ході чисельного аналізу пальового фундаменту мостової конструкції із високим ростверком визначено вертикальні переміщення, силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти) в палях та напруження в тілі опори та палях. На основі цих результатів виконано аналіз, який поєднано із порівнянням отриманих результатів. Впровадження в практику зазначених програмних засобів SCAD і ЛІРА-САПР дозволяє істотно скоротити терміни проєктування, знизити собівартість проєктів, підвищити якість і ефективність капіталовкладень. Наукова новизна. Проведене порівняння напружено-деформованого стану, отриманого в ході чисельного аналізу програмних засобів SCAD і ЛІРА-САПР, яке довело різницю в підході до моделювання в цих комплексах. Практична значимість. Результати обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням програмних комплексів надали змогу перевірити конструктивне рішення всіх елементів фундаменту мостової конструкції із високим ростверком.
Phase Composition of Galvanic Iron-Nickel Alloys Obtained Using Pulsed Current
(Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, 2021) Ganich, Ruslan F.; Zabludovsky, Volodymyr O.; Artemchuk, Viktor V.; Zelenko, Yuliia V.; Marcul, Ruslan V.
ENG: The paper presents the results of studying the phase composition of iron-nickel alloys obtained by unsteady electrolysis. It was found that the use of a unipolar pulse current leads to a significant increase in the crystallization overvoltage at the crystallization front at the moment of the pulse action, which affects the component composition of the coatings. The phase composition of the alloys formed at the cathode differs from that shown in the iron-nickel equilibrium diagram.
Фазовий склад гальванічних залізно-нікелевих сплавів, отриманих за допомогою імпульсного струму
(Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, 2021) Ганич, Руслан Пилипович; Заблудовський, Володимир Олександрович; Артемчук, Віктор Васильович; Зеленько, Юлія Володимирівна; Маркуль, Руслан Володимирович
UKR: У роботі наведені результати дослідження фазового складу сплавів залізо-нікель, отриманих при нестаціонарному електролізі. Встановлено, що використання уніполярного імпульсного струму призводить до значного збільшення кристалізаційної перенапруги на фронті кристалізації в момент дії імпульсу, що впливає на компонентний склад покриттів. Фазовий склад сплавів, що утворюється на катоді, відрізняється від представленого на рівноважній діаграмі стану залізо-нікель.
Порівняльний аналіз технологій спорудження ескалаторного тунелю дніпровського метрополітену НАТМ
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Тютькін, Олексій Леонідович; Купрій, Володимир Павлович; Бєлікова, Софія Іванівна
UKR: Мета. На основі порівняльного аналізу провести обґрунтування найбільш доцільного і раціонального способу закріплення слабкого масиву при спорудженні NATM для ескалаторних тунелів Дніпровського метрополітену. Методика. Для досягнення поставленої мети проведений аналіз технологій спорудження в слабких ґрунтах. В якості найбільш застосованих технологій розглянуто технологію випереджаючого кріплення, штучне заморожування та хімічне закріплення (цементація). Проаналізовано особливості проведення кожної з технологій для умов похилої виробки. Визначено, яким чином кожна із технологій застосовується для ескалаторних тунелів та реалізує зміцнення слабкого ґрунту. Результати. Визначені переваги та недоліки трьох технологій закріплення слабкого ґрунту навколо ескалаторного тунелю. На основі порівняльного аналізу виявлено, що єдиною технологією, що забезпечує підвищені параметри міцності суглинистих ґрун-тів, характерних для верхньої частини ескалаторного тунелю Дніпровського метрополітену, є технологія хімічного закріплення (цементація). У деяких випадках за потреби короткі дільниці похилого ходу, що характеризуються особливо слабкими породами, можуть бути підкріплені декількома трубами, не створюючи суцільне випереджаюче кріплення. Результати аналізу є основою для подальшого обґрунтування цементації, яка створює багатошарову систему «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Наукова новизна. На основі результатів порівняльного аналізу трьох технологій спорудження ескалаторного тунелю NATM доведено, що застосування цементації не тільки підвищує міцність породи під час проходки, але й надалі, в процесі експлуатації, слугує додатковим елементом багатошарової системи «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Практична значимість. В ході досліджень проведене обґрунтування цементації як найбільш раціональної та ефективної технології зміцнення оточуючого слабкого масиву при спорудженні Дніпровського метрополітену.
Finite-Element Analysis of Strengthening the Subgrade on the Basis of Boring and Mixing Technology
(The Silesian University of Technology, 2021) Tiutkin, Oleksii L.; Neduzha, Larysa O.; Kalivoda, Jan
ENG: One of the effective techniques to strengthen the subgrade is boring and mixing technology, which is based on the immersion of vertical elements – piles into the subgrade. This method of strengthening significantly affects the stress state of the track superstructure. Two options of the placement of strengthening elements are examined in this paper. To determine the influence of position of strengthening elements on the stress state of the track superstructure, appropriate finite-element models were created. The models fully reflect the geometric and deformation characteristics of a real subgrade, which is strengthened by piles. The calculated stress state of the track superstructure is shown and analyzed in this paper. The main contribution of the paper lies in optimization of the geometric parameters of the technology to reduce the stress state of the "track superstructure–subgrade–soil basement" system. The results show that the location of piles near the rails is more effective than the location of piles near the ballast section.
Закономірності напружено-деформованого стану оправ під час будівництва пілонної станції метрополітену
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Банніков, Дмитро Олегович; Купрій, Володимир Павлович; Вотченко, Діана Юріївна
UK: Мета. Виконати числовий аналіз станційної конструкції. Врахувати в процесі математичного моделю-вання процес спорудження станційних тунелів трисклепінчастої станції. Отримати закономірності напруже-но-деформованого стану оправ, на який впливають будівельні процеси розробки ґрунту та зведення оправи. Методика. Для досягнення поставленої мети проведено серію чисельних розрахунків моделей пілонної ста-нції метрополітену глибокого закладення. Розроблено три скінченно-елементні моделі, які відображують етапність спорудження трисклепінчастої пілонної станції. Чисельний аналіз проводився на базі методу скін-чених елементів, реалізованого в розрахунковому комплексі Lira for Windows. Моделювання напружено-деформованого стану оправ станційних тунелів та ґрунтового масиву проводилося за допомогою прямокут-них, універсальних чотирикутних та трикутних скінченних елементів, які враховують особливі властивості ґрунтового масиву. Оправи станційних тунелів змодельовані за допомогою стержневих скінченних елемен-тів. Результати. Отримані ізополя напружено-деформованого стану в скінченно-елементних моделях, що відображують етапи будівництва. Проаналізовані вертикальні переміщення та горизонтальні напруження, які є характерними для трисклепінчастої станції пілонного типу. Аналіз горизонтальних напружень довів, що на етапі розкриття середнього тунелю досить невигідною є схема роботи пілонів. Також проведено ана-ліз згинальних моментів й нормальних сил та відмічено несиметричність їх розподілу. Наукова новизна. На основі отриманих закономірностей розподілу напружено-деформованого стану та силових факторів доведе-но, що чисельний аналіз конструкції станції в процесі будівництва необхідний для вживання заходів запобі-гання або зменшення деформацій оправ, що перебувають у невигідних умовах. Практична значимість. В ході досліджень отримано закономірності зміни напружень, переміщень, згинальних моментів та нормаль-них сил в моделях пілонної станції, які відображають послідовність її спорудження.
Perspectives of High-Speed Train Traffic in Ukraine at the Stage of Integration with the European Network
(Kaunas University of Technology, Kaunas, Lithuania, 2021) Kurhan, Mykola ; Kurhan, Dmytro ; Husak, Marina ; Hmelevska, Nelya
ENG: The extension concept of the high-speed network for Eastern European countries has been formulated the implementation of which will allow integrating the railways of Ukraine into a high-speed network of Europe. Based on the analysis of long-term tasks, the following issues are subject to the rationale: the implementation of speed (161-200 km/h) and high- speed (250-350 km/h) train traffic in Ukraine, transition to a new track, which in its parameters will ensure the implementation of high-speed train traffic, the use of rolling stock with the tilting of car bodies, constructing the uropean standard gauge. Based on the results of scientific developments, the authors outlined the ways to solve the problem concerning the designing route of the high-speed network and the creation of a
Comparative Analysis of Options for Strengthening the Railway Subgrade with Vertical Elements
(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2021) Tiutkin, Oleksii L.; Keršys, Robertas; Neduzha, Larysa
ENG: In paper the task set to investigate and determine the impact of the parameters for strengthening with vertical elements (piles) on the stress and displacement of the track superstructure. The scientific hypothesis is the possibility of selecting such parameters of these elements that minimally affect the stress state of the track superstructure. For this finite-element models of two options for strengthening have been developed. Using a professional complex at different values of deformation characteristics values of displacements and stresses were obtained. The analysis of the stress-strain state for both options reveals that the more effective option of strengthening the subgrade. It has a more positive effect on the deformation state of the subgrade, reduces the vertical displacement of the track superstructure, reduces its stress state, the value of which allows us to testify to the normal operation of the subgrade.
Допустимі значення динамічної дії рухомого складу на залізничну колію в разі підвищення осьового навантаження
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Патласов, Олександр Михайлович; Федоренко, Єлізавета Михайлівна
UKR: Мета. Дослідження спрямоване на визначення експериментально-розрахунковим шляхом значень параметрів, що характеризують динамічну дію рухомого складу на залізничну колію, обґрунтування максимально допустимих (граничних) величин. Методика. Для досліджень взаємодії колії та рухомого складу на дослідній ділянці були встановлені прилади, які фіксують різні фізичні процеси. Прилади встановлені у 8 січеннях по зовнішній рейковій нитці. Для визначення фактичного стану колії були проведені натурні вимірювання відповідно до Програми та методики проведення досліджень. Результати. За результатами експериментальних випробувань дії на колію виявлено, що середні вертикальні навантаження та, відповідно, середні вертикальні деформації від вагонів з осьовим навантаженням до 25 тс/вісь більші, ніж від вагонів з осьовим навантаженням до 23,5 тс/вісь на 8 відсотків. Максимальні вертикальні навантаження від вагонів з осьовим навантаженням 25 тс/вісь перевищували середні навантаження на 10,0 тс, а від вагонів з осьовим навантаженням до 23,5 тс/вісь – на 12,8 тс. Під час випробувань не виявлено вагонів, у яких вертикальна динамічна сила перевищує 20 тс, а горизонтальна – 10 тс. Тому норми допустимого динамічного впливу можуть бути прийняті відповідно до Положення про проведення планово-запобіжних ремонтно-колійних робіт на залізницях України. Наукова новизна. Проведено дослідження динамічних характеристик взаємодії колії й рухомого складу зокрема: напружень у кромках підошви рейок, вертикальних і горизонтальних сил від коліс рухомого складу. Практична значимість. На основі отриманих результатів можна оцінити допустимі значення динамічної дії рухомого складу на залізничну колію для обґрунтування необхідності зміни нормативів витрат матеріалів верхньої будови колії та робочої сили. В свою чергу, це дозволить планувати ремонтно-колійні терміни більш економічно доцільно та за фактичними показниками стану верхньої будови колії.
Restoration of the Bearing Capacity of Damaged Transport Constructions Made of Corrugated Metal Structures
(RTU Press, Latvia, 2021) Kovalchuk, Vitalii V.; Sysyn, Mykola P.; Hnativ, Yuriy M.; Onyshchenko, Artur; Koval, Maksym; Tiutkin, Oleksii L.; Parneta, Mariana
ENG: The paper deals with damages of transport constructions made of corrugated metal structures in the body of a railway track or a road during their operation. A constructive variant to restore the bearing capacity of structures was developed, which consists of installing an annular stiffening rib into the concave part of the corrugated metal profile. The main advantage of this method compared to the double corrugating method is the possibility of performing the reinforcement works during structure operation without interrupting the movement of transport vesicles. The study has proved that the reinforcement method significantly increases the carrying capacity of corrugated metal structures. A numerical finite element model was developed to determine the stress-strain state of structures made of corrugated metal structures reinforced with round stiffening ribs. The soil pressure on the corrugated shell in the model is taken into account with the application of radial and axial forces on the outer surface of the shell. It was determined that the most appropriate location of the ribs is in the centre of the building, where the reinforcement area corresponds to the width of the road or railway line. The advantage of this approach is the ability to more efficiently distribute the reinforcement material by selecting the ribs in the most loaded sections of corrugated metal structures.
Аналіз комбінованої конструкції ствола дніпровського метрополітену методом скінченних елементів
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Тютькін, Олексій Леонідович; Банніков, Дмитро Олегович; Мірошник, Віталій Анатолійович; Гелетюк, Ігор В.
UKR: Мета. Розвиток спорудження підземних виробок Дніпровського метрополітену потребує аналізу та наукового обґрунтування проєктних рішень, що базуються на нових для України технологіях. Метою наукової статті є аналіз комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів із визначенням силових факторів в оболонках пальової системи та системи торкретування із подальшим об-ґрунтуванням на основі отриманих результатів відповідності проєктних рішень реальній ситуації будівництва Дніпровського метрополітену. Методика. Для аналізу ствола № 1 Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів побудовано дві скінченно-елементних моделі. Вони відображають комбіновану конструкцію ствола, яка складається з двох частин. Окремо проаналізовано скінченно-елементну модель пальової системи, що відображає оболонку з буросічних паль, підкріплену балкою та поясами. Окремо змодельовано та проаналізовано модель для системи торкретування, яка застосовується для другої частини ствола, що залягає в міцному скельному масиві. Скінченно-елементним моделям обох систем присвоєно реальні деформаційні та геометричні параметри, а також навантаження, що стало запорукою проведення адекватних дійсності розрахунків методом скінченних елементів. Результати. Під час чисельного аналізу комбінованої конструкції ствола № 1 Дніпровського метрополітену визначено силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти) для пальової системи та системи торкретування. Ці результати стали основою для проведення армування обох систем. Наукова новизна. Проведено чисельний аналіз конструкції ствола, який надав повну картину силових факторів, що дозволяють прогнозувати появу нормальних сил та згинальних моментів в подібних інженерно-геологічних умовах. Практична значимість. Результати аналізу комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів дозволили науково обґрунтувати проєктні рішення і забезпечити високі показники експлуатації обох систем ствола № 1.
Використання глибокого послаблення збудження для тягових двигунів магістральних електровозів
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2021) Афанасов, Андрій Михайлович; Арпуль, Сергій Вікторович; Білухін, Дмитро Сергійович; Шемет, Андрій Ярославович; Васильєв, В'ячеслав Євгенович; Гололобова, Оксана Олексіївна; Маркуль, Руслан Володимирович
UKR: Мета.Ураховуючи необхідність поліпшення експлуатаційних властивостей сучасного магістрального рухо-мого складу, автори передбачають проаналізувати можливості використання більш глибокого регулювання ослаблення збудження. Методика. Виконано аналіз роботи тиристорно-імпульсного перетворювача електропоїзда ЕР200. Установлено, що в режимі розгону на граничній тяговій характеристиці необхідно розглядати дві зони: зону сталого значення сили тяги йзону сталої потужності. Запропоновано методику визначення мінімального значення коефіцієнтаослаблення збудження для різних типів тягових двигунів постійного йпульсувального струму. Для аналізу використано методи теоретичного дослідження йаналітичного розрахунку електричних кіл, теоретичних основ електричної тяги, математичного моделювання електричних та енергетичних процесів. Результати.Проведений комплекс теоретичних досліджень і розрахунків дозволяє підтвердити технічну можливість використання глибокого ослаблення збудження для регулювання швидкості йотримання додаткових безреостатних позицій для рухомого складу з тяговими двигунами постійного йпульсувального струму. Визначено величину мінімального коефіцієнта ослаблення збудження длярізних типів тягових двигунів. Наукова новизна.Удосконалено методику визначення мінімального значення коефіцієнта ослаблення збудження для тягових двигунів магістральних електровозів участинівикористання більш глибокого регулювання магнітного потоку, заміни використання даних експериментальних досліджень теоретичними дослідженнями, суть яких полягає уформуваннінеобхідного виду граничної тягової характеристики за рахунок зменшення мінімально допустимого значення коефіцієнта збудження, що дозволить зменшити витрати електричної енергії. Отримали подальший розвиток дослідження з визначення кількісних показників витратиелектричної енергії для аналізу резервів енергозбереженняна магістральному транспорті. Практична значимість. Результати теоретичних досліджень можуть стати основою для модернізації магістральних електровозів постійного й пульсувального струму із системами глибокого регулювання ослаблення збудження. Проведені дослідження дозволять розробити рекомендації щодо проєктування систем регулювання магнітного потоку тягових двигунів із поліпшеними техніко-економічними характеристиками, які здатні підвищити ефективність перевізного процесу на магістральному транспорті.
Визначення причин порушень у роботі автоматичної локомотивної сигналізації
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2021) Гололобова, Оксана Олексіївна; Буряк, Сергій Юрійович; Гаврилюк, Володимир Ілліч; Маркуль, Руслан Володимирович; Афанасов, Андрій Михайлович; Білухін, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Безпечність перевізного процесу на залізничному транспорті та його безупинна робота значною мірою залежать від надійності роботи засобів залізничної автоматики та зв’язку. Особлива роль у забезпеченні безперервності перевізного процесу залізниць належить системам інтервального регулювання руху поїздів, а також автоматичній локомотивній сигналізації у поєднанні із системами контролю пильності машиніста та автостопом. Тому основною метою нашої статті є детальний аналіз надійності роботи цих систем, щоб мати змогу на базі отриманої інформації корегувати методики обслуговування та вдосконалювати експлуатаційну роботу персоналу. Методика. Для попередження збоїв та відмов у роботі пристроїв автоматичної локомотивної сигналізації проаналізовано статистику відмов усіх пристроїв залізничної автоматики, які можуть призвести до порушень. Визначено найбільш відповідальні пристрої, контроль яких значно вплине на працездатність системи та підвищить надійність роботи в цілому. Результати. Аналіз статистичних даних показав, що основною причиною порушень у роботі системи автоматичної локомотивної сигналізації є вихід із ладу дешифратора, локомотивного фільтра та підсилювача, а основною причиною, що обумовлює несправності, залишається зношеність апаратури. Наукова новизна. Результати розробок, спрямованих на підвищення ефективності та надійності роботи залізничних пристроїв, постійно впроваджують в експлуатаційну практику, автоматизуючи велику кількість технологічних процесів та поліпшуючи показники напрацювання апаратури на відмову. Попри це аналіз роботи пристроїв на залізницях за період 2013–2021 років засвідчив, що на людський фактор, позначений порушеннями технології виконання робіт і недотриманням вимог технологічних карт і посібників з експлуатації, а також неякісним ремонтом і перевіркою приладів на ремонтно-технологічних дільницях, припадає значна частка причин погіршення показників надійності роботи всіх систем залізничної автоматики та розглянутої системи локомотивної сигналізації. Практична значимість. Проведений аналіз показав, що вдосконалення як безпосередньо самих систем і пристроїв залізничної автоматики, так і методів їх перевірки, експлуатації та обслуговування підвищить рівень безпеки та надійності перевезень.
Порівняльний аналіз технологій влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Петренко, Володимир Дмитрович; Андрєєв, Володимир Сергійович; Харченко, Віталій Валерійович
UKR: Мета. Виконати порівняльний аналіз буроін’єкційної та бурозмішувальної технологійвлаштування мік-ропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ із визначенням технологічних особливостей, які суттєво впливають на проєктування та розрахунок підсилення слабких ґрунтових основ. Методика. Длявирішення поставленої задачі проведено детальний аналіз найбільш ефективних методик влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ(фізичне занурення, буронабивна, буроін’єкційна, бурозмішувальна та застосування особливих впливів). Детально розглянуті особливості технологічних параметрів буро-ін’єкційної та бурозмішувальної технологій. Виявлено переваги та недоліки кожної з технологій. Доведено, що бурозмішувальна технологія має більшу ступінь прогнозованості зміни напружено-деформованого станунеоднорідної основи. Для визначення впливудеформаційних характеристик створена просторова скінченно-елементна модель на основі плоского прототипу, що побудований за допомогою автоматичної тріангуляції професійного розрахункового комплексу SCAD. Результати. Отримано значне зменшення деформованого стану при практично постійному напруженомустані. При збільшенні деформаційної характеристики в 3 рази (відношення модулів пружності ґрунтоцементу палі та ґрунту слабкої основи) вертикальні переміщення фундаменту зменшуються в 1,23 рази. Наукова новизна. Вона полягає вотриманні залежності зміни верти-кальних переміщень та напружень від модуля пружності ґрунтоцементу мікропалі, створеної на основі буро-змішувальної технології. Практична значимість. Полягає вотриманих результатахпорівняльного аналізу обґрунтування бурозмішувальної технологій влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ із визначенням технологічних особливостей та вибором бурозмішувальної як найбільш ефективного варіанту з позиції реалізації технології.
Досвід спорудження пальово-плитного фундаментув складних інженерно-геологічних умовах
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Петренко, Володимир Дмитрович; Крисан, Віталій Володимирович; Крисан, Володимир Іванович; Чегодаєв, І. С.
UKR: Мета. Актуальним питанням для будівництва фундаментів в складних інженерно-геологічних умовах є розробка нових технологій спорудження та моніторингу будинків, що споруджені в глибоких балках. Ме-тою даної статті є розробкатехнології ліквідації порожнин з допомогою вертикальних жорстких ґрунтоцементних елементів. Методика. Використовуючи надбаний досвід проєктування фундаментів в складних інженерно-геологічних умовах, було запропоновано реалізувати новий тип пальово-плитного фундаменту. Він включає в себе армовані вертикальні висячі палі, що створені на основі бурозмішувальної технології, та плитний фундамент. Також запропонований алгоритм моніторингу будинків, що споруджені в глибоких балках, та пальово-плитнихфундаментів за допомогою системи свердловин та марок. Результати. Виконано наукове обґрунтування технології будівництва в Солом’янському районі м. Києва, де наявні такі території, які, з урахуванням змінної висоти та насиченістю різними відходами, значно важко застосовувати під забудову, особливо при спорудженні будинків з великою площиною та висотою в межах 9...16 поверхів. Надані результати будівництва десятиповерхового житлового будинку каркасного типу з підпіллям довжиною 102,5 м і шириною 14,0 м. В результаті виконання дослідних робіт була отримана можливість спорудження в складних топографічних та інженерно-геологічних умовах на схилах та в центрі глибокої балки. Наукова новизна. На основі виконаних розрахунків отримано залежності деформованого стану пальово-плитного фундаментів під час будівництва високих житлових будівель. Доведено, що при застосуванні технології створення вертикальних висячих паль значення граничнодопустимих деформацій будинку та фундаменту відповідають вимогам діючих нормативних документівУкраїни. Практична значимість. Застосування пальово-плитного фундаменту в складних інженерно-геологічних умовах надало змоги розробити технологію спорудження десятиповерхового будинку.
On the Question of Choosing the Optimal Strength Criterion of Soils and Rocks
(Kaunas University of Technology, Kaunas, 2021) Shashenko, Oleksandr; Shapoval, Volodymyr S.; Skobenko, O.; Zhylinska, S.; Andrieiev, Volodymyr S.; Markul, Ruslan V.; Mukhina, Nataliya
ENG: Based on the analysis of solutions to the classical problems of soil mechanics and geomechanics on determining the critical height and angle of the slope, as well as active and passive pressure on the enclosing structures, to identify the optimal strength criteria and the limits of their application, which allow predicting the destruction of ideally free-flowing, ideally plastic rocks, as well as rocks characterized by internal friction and specific cohesion, which is necessary for calculating the strength and stability of underground and open mine workings in the supercritical region - after the destruction of the near-contour region. The areas of application of some criteria for the strength of soils and rocks are outlined and substantiated. It is shown that, in contrast to the known strength criteria of Z.T. Benyavsky, Hoek - Brown and A.N. Shashenko Coulomb - Mohr strength criterion and our proposed modification of the strength criterion of A.N. Shashenko allow predicting the destruction of ideally - free flowing, ideally - plastic rocks, as well as rocks characterized by internal friction and specific cohesion.
Дослідження роботи вузла поверхового сполучення балок проїзної частини залізничного моста
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Ключник, Сергій Владиславович
UKR: Мета. Поверхове сполучення балок проїзної частини залізничних мостів найбільш просте за конструкцією, але внаслідок конструктивних недоліків виникають численні дефекти. Метою цієї роботи є дослідження пропонованих раніше способів підсилення вузла спирання балок проїзної частини поверхового сполучення, а також дослідження роботи запропонованого автором підсилення. Методика. Проаналізовано стан металевих мостів, експлуатованих на залізниці. Виявлено, що вирішальним елементом для визначення вантажопідйомності всього моста є балки проїзної частини. Для досягнення поставленої мети за допомогою методу скінченних елементів проведено аналіз напруженого стану вузла спирання поздовжньої балки на поперечну без підсилення та з підсиленням. Виявлено раціональні параметри запропонованого вузла підсилення. Розрахунки проведено в програмному забезпеченні «Selena». Результати. Автор отримав і проаналізував деформаційно-напружений стан вузла сполучення поздовжніх балок із поперечними за їх поверхового розташування, підібрав раціональні параметри елементів підсилення вузла спирання балок поверхового сполучення та проаналізував деформаційно-напружений стан нового вузла сполучення поздовжніх балок із поперечними за їх поверхового розташування на основі типових прогонових споруд «Проєктстальконструкції» (ПСК). Аналіз показує, що після пропонованого підсилення максимальні напруження в горизонтальних поличках поясних кутиків поздовжніх і поперечних балок, що руйнували конструкції, зменшились на 43–73 %. Наукова новизна. У роботі проведено аналіз напружено-деформованого стану металевих балок проїзної частини поверхового розташування з урахуванням спільної роботи балок із несучими фермами, а також дос-ліджено напружено-деформований стан пропонованого підсилення вузла спирання металевих балок з виявленням раціональних параметрів. Практична значимість. Зазначений спосіб ремонту з підсиленням рекомендовано як найбільш раціональний для моста через річку Інгулець на 109-му км лінії Верхівцеве – Долинська (договір № 94/2011–Цтех–177/2011–ЦЮ від 30.09.2011). За поданими результатами було оформлено патент на корисну модель № 109806 від 12.09.2016.
Сталезалізобетонні прогонові будови мостів для постконфліктного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури
(Український державний університет науки і технологій, Ukraine, 2021) Гернич, Микола Володимирович; Ключник, Сергій Владиславович; Співак, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Метою роботи є аналіз існуючих сталезалізобетонних прогонових будов мостів, визначення їх переваг та недоліків, дослідження змін напружень в елементах прогонової будови та її прогинів через поєднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини, можливості використання даних конструкцій в постконфліктному відновлені зруйнованої транспортної інфраструктури. Методика. Розгляд висвітлених в літературі даних. Вивчення досвіду проєктування та будівництва сталезалізобетонних прогонових будов мостів в нашій державі та за кордоном. Побудова розрахункової моделі, її завантаження, зміна товщини залізобетонної плити, аналіз результатів. Результати. Результатом даної роботи є зібрані дані про переваги та недоліки сталезалізобетонних прогонових будов мостів під залізницю, вплив об’єднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини на напруження в елементах прогонової будови та на її вертикальні прогини, аналіз можливості використання даних конструкцій для швидкого відновлення руху поїздів. Наукова новизна. Вона полягає в тому, що для швидкого та якісного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури, зокрема залізничних шляхів, пропонується використовувати металеві балки тривалого зберігання (мобілізаційного резерву), які виконані за типовими проєктами в середині минулого століття, в поєднанні із залізобетонною плитою, включеною в сумісну роботу (сталезалізобетонні прогонові будови). Це дасть можливість раціонально використовувати наявний резерв матеріалів, високі темпи відновлення та надійне відновлення руху потягів. Практична значимість. Спираючись на отримані дані можливо зробити висновок, що спосіб поєднання в сумісну роботу металевих балок тривалого зберігання та залізобетонної плити проїзної частини підвищує вантажопідйомність отриманих прогонових будов. Також встановлено, що сталезалізобетонні прогонові будови залізничних мостів є конструкціями, в яких поєднані кращі властивості будівельних матеріалів, вони мають низку переваг, тому використання даних конструкцій може забезпечити ефективне відновлення зруйнованих бойовими діями залізничних споруд в стислі терміни.
Комплексний аналіз конструкції стовбуру Дніпровського метрополітену
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Тютькін, Олексій Леонідович; Мірошник, Віталій Анатолійович; Гелетюк, Ігор В.
UKR: Мета. Будівництво Дніпровського метрополітену, що на сьогодні характеризується високою ефективністю та широким впровадженням нових технологій, довело особливу потребу в пов’язаності передпроєктних, проєктних та будівельних робіт. Метою наукової статті є виявлення в ході комплексного аналізу конструкції шахтного стовбуру його напружено-деформованого стану, який отримано в ході чисельного аналізу та геодезичного моніторингу. Методика.В ході комплексного аналізу стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену проведено прогностичні розрахунки напружено-деформованого стану. Для цього побудовано скінченно-елементну модель, в якій максимально повно відображено геометричні особливості стовбуру, навантаження на нього та граничні умови. Частиною комплексного аналізу є геодезичний моніторинг, який проводиться під час будівництва стовбуру та в процесі його експлуатації. Роботи включали вимірювання деформацій як в оправі стовбурів, так і на дільницях гірничих виробок, а також на поверхні біля будинків по трасі в зоні впливу виробок, що проходяться. Результати. В ході чисельного аналізу конструкції стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену визначено переміщення та силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти). На основі цих результатів підібрано армування елементів оправи стовбуру (буросічна паля, обв’язувальна балка, залізобетонний пояс). Значення деформованого стану, отримане із прогностичного аналізу, свідчить про незначні переміщення конструкції, що запроєктована. В ході геодезичного моніторингу зафіксовані горизонтальні та вертикальні деформації оправи стовбура No16-біс, що були обумовлені впливом міського транспорту та важконавантажних автомобілів. Але значення цих деформацій досягали 1...2 мм, що для їх впливу на будівлі та споруди є в межах норми. Наукова новизна.Проведенепорівняння деформованого стану, отриманого в ході чисельного аналізу та геодезичногомоніторингу, яке довело високу точність прогностичного розрахунку.Практична значимість. Результати комплексного аналізу шахтного стовбуру Дніпровського метрополітену надали змогу перевірити конструктивні рішення і забезпечити високу міцність та стійкість оправи із буросічних паль.
Modeling of the Dynamic Rail Deflection using Elastic Wave Propagation
(Shahid Chamran University of Ahvaz, 2022) Kurhan, Dmytro ; Fischer, Szabolcs
ENG: There is a class of tasks that requires considering the dynamics not only for rolling stock but also for the response of the railway track. One of the directions of railway transport development, which encourages the transition to fundamentally new dynamic models of the railway track, is undoubtedly an increase in traffic speed. To solve such problems, the authors applied a model of the stressed-strained state of a railway track based on the dynamic problem of elasticity theory. The feature of this model is the calculation of dynamic stresses and deformations induced by the spread of elastic waves through the objects of the railway track. Based on the mathematical modeling of stress propagation in the under-rail basis, authors have shown the influence of various objects of a railway track on the formation of the outline of the front of the elastic wave and determined the main time intervals. Furthermore, the authors propose the following analytical method, which, in addition to the soil's physical and mechanical properties, considers the properties of the ballast as a layer that transmits pressure to the roadbed and takes an active part in the formation of the interaction space.
Оцінка безпеки руху транспортних засобів на перетині автомобільної дороги й залізниці в одному рівні
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2022) Курган, Микола Борисович; Курган, Дмитро Миколайович; Гусак, Марина Анатоліївна; Гаврилов, Максим Олексійович; Лужицький, Олег Федорович
UKR: Мета. Основною метою нашої статті є оцінка стану безпеки руху транспортних засобів на перетині ав-томобільної дороги й залізниці в одному рівні, а також розробка заходів щодо підвищення безпеки руху. У зв’язку з тим, що оцінка ступеня безпеки дорожнього руху на залізничних переїздах є одним із головних завдань як дорожньої експлуатаційної служби, так і служб залізничного транспорту, доцільно впровадити систему оцінки рівня безпеки для виявлення небезпечних ділянок і впровадження заходів із поліпшення умов руху на них. Методика. Для отримання вихідних даних і методики оцінки стану безпеки руху транс-портних засобів на перетині автомобільної дороги й залізниці в одному рівні автори провели огляд світової літератури за темою дослідження. На основі аналізу різних методичних підходів було обрано метод підсум-кового коефіцієнта аварійності, який дає змогу оцінити стан безпеки в результаті проведеної модернізації чи нових проєктних рішень, тобто в умовах відсутності даних про ДТП. Результати. З’ясовано, що за величи-ною підсумкового коефіцієнта аварійності залізниці переїзди можна віднести до одного з чотирьох класів: безпечні, малобезпечні, небезпечні, дуже небезпечні. Досліджено питання зниження ризику аварійності у випадку взаємодії залізничного й автомобільного транспорту. Наукова новизна. Набули подальшого роз-витку наукові підходи до оцінки безпеки руху транспортних засобів на перетині автомобільної дороги й за-лізниці в одному рівні з обчисленням коефіцієнтів аварійності та показників небезпеки на основі даних під-системи «АІС Переїзд», яку впроваджують на залізницях України. Практична значимість. Отримані резуль-тати будуть корисні для проведення заходів із підвищення безпеки руху транспорту на залізничних переїздах, особливо на напрямках упровадження швидкісного руху поїздів. Застосування автоматизованої інформаційної підсистеми «АІС Переїзд» дозволить без додаткових трудових витрат за методом підсумкового коефіцієнта аварійності оцінювати безпеку руху залізничного й автотранспорту в зоні залізничних переїздів.
Study of Railway Steel Bridges’ Behaviour in Order to Identify the Causes of Their Defects
(Óbuda University, Budapest, Hungary, 2022) Kliuchnyk, Serhii; Ovchynnykov, Pavlo A.
ENG: The purpose of this work is to clarify the causes and mechanism of premature origin of defects in the elements of the bridge deck with the storey connection in steel span structures of railway bridges by studying the stress-strain state of their deck beams. Research aimed at extending the service life and increasing the carrying capacity of metal girder structures with a low load class and at the introduction of a new design solution for connecting the nodes of the deck beams, which is extremely important to ensure the necessary railway capacity and train safety. Service life and reliability of stringer beams of a deck definitively defines a service life and carrying capacity of all span structure. In order to deepen the analysis of the experimental data of the tested structures, calculations of the structure with the initial data, that fully correspond to the experimental span structure, were performed. For theoretical researches the underslung span structure with through trusses, designed by "Proektstalkonstruktsiya" with the nominal span of Ln = 44,0 m with a storey carriageway was chosen, as the one having the greatest number of defects in nodes of stringers support by the floor beams. According to the results of calculations and computer simulations, it is determined that the main cause of cracks is the structural imperfection of the aforementioned nodes, that is typical of similar structures.
The Comparative Analysis of the Stress-Strain State of the Support of the Escalator Tunnel Constructed in Weak Soils by the NATM
(IOP Publishing Ltd, 2022) Radkevych, Anatolii V.; Tiutkin, Oleksii L.; Kuprii, Volodymyr; Bielikova, Sofiia
ENG: The construction of underground objects of the subway is always associated with building of structures connecting the surface. For subways, such structures are escalator tunnels. During the construction of the Dnipro Metro, these underground structures are built using a new technology that forms a multilayered support. This technology is the New Austrian tunneling method. A special feature of its application under the conditions of the Dnipro city is the existence of weak rocks in the upper part of the escalator tunnel. To ensure their stability, various special operational techniques are used that impact the rock massif. The basic techniques include artificial freezing, which was the dominant strengthening technology, and chemical strengthening (cementation), which is more consistent with the New Austrian tunneling method. To elucidate the effectiveness of the two strengthening techniques, a finiteelement model of the Dnipro Metro escalator tunnel has been built. The numerical calculation of two variants for the strengthening of weak soils yielded results for a comparative analysis of the stress-strain state. The result of the comparative analysis is the conclusion of greater cementation efficiency when strengthening weak soils of the massif in which the escalator tunnel is constructed using New Austrian tunneling method.
Relaxation of the Elastic Clamp in Rail Fastenings
(Obuda University, Hungary, 2022) Arbuzov, Maxim; Tokariev, Serhii; Hubar, Oleksii; Andrieiev, Volodymyr S.; Suslov, Volodymyr
ENG: The main purpose of a rail fastening system is to provide the strength and reliability of joining rails to sleepers and, thus, prevents the longitudinal rail displacement and track disturbance. In a railway fastening, the joining function is performed by an elastic clamp. Over time, the clamping force of the elastic clamp is decreased due to various factors. The elastic clamp relaxation phenomenon is studied in present work. The observation of the clamp residual deformation was carried out on predetermined sleepers in different operating conditions. According to the research results of the elastic clamp relaxation of the rail fastenings, the following conclusions can be made: there is a relaxation process in the elastic clamps of the rail fastening, which has a curvilinear dependence on time; the intensity of the elastic clamps relaxation attenuates after one year of operation; in addition to the time factor, the relaxation of elastic clamps is influenced by the level of operating stresses; greater value of operating stresses corresponds to greater relaxation.
Критичний аналіз підходів до визначення напружено-деформованого стану системи «горизонтальна виробка – шаруватий масив»
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна, 2022) Бондаренко, Наталія Костянтинівна; Тютькін, Олексій Леонідович
UKR: Мета. Виконати критичний аналіз підходів до визначення напружено-деформованого стану системи «горизонтальна виробка – шаруватий масив». Отримати обґрунтовані рішення для застосування конкретного підходу для випадку шаруватого масиву. Обґрунтувати метрику скінченно-елементних моделей системи «горизонтальна виробка – шаруватий масив». Методика. Для досягнення поставленої мети проаналізовано особливості підходів до визначення напружено-деформованого стану системи «горизонтальна виробка – породний масив». Доведено, що шаруватість є найважливішою структурною особливістю оточуючого породного масиву. Виконаний детальний аналіз математичних методів вирішення пружно-пластичних задач для породних масивів. Результати. В ході аналізу вирішення задачі визначення напружено-деформованого стану системи «горизонтальна виробка – шаруватий масив» виділено два підходи, кожен з яких має властиву їм низку методів. Цими підходами є аналітичний та чисельний, кожен з яких має особливу специфіку. Підтверджено, що в останній час дослідження системи «горизонтальна виробка – породний масив» більшою мірою базуються саме на чисельному підході, залишивши аналітичному лише незначну долю від загального обсягу. Визначено, що впровадження чисельних методів, зокрема, методу скінченних елементів в програмних спеціалізованих комплексах, дозволило змінити концепцію досліджень в геомеханіці та механіці підземних споруд, перемістивши фокус до математичного та імітаційного моделювання. Наукова новизна. На основі результатів проведеного критичного аналізу підходів науково обґрунтовано застосування чисельного аналізу на основі скіченно-елементних моделей. Саме цей підхід до визначення напружено-деформованого стану системи «горизонтальна виробка – шаруватий масив» дозволяє врахувати шаруватість без додаткових припущень. Практична значимість. В ході досліджень доведено, що просторова скінченно-елементна модель з плоского прототипу, але обмежена товщиною в 0,1 або 1 м, є адекватною поставленій задачі за умови урахування плоскої деформації.
Determination of the Type and the Length for the Transition Curves on the Directions of High-Speed Train Operation
(Széchenyi István University, Győr, Hungary, 2022) Kurhan, Mykola ; Kurhan, Dmytro ; Husak, Marina ; Hmelevska, Nelya
ENG: In many countries around the world, a cubic parabola is used as transition curves in a simplified form. Today, the properties of many mathematical curves are well studied, which can be used as transition curves. The object of research is the process of restructuring transition curves when organizing high-speed trains operation. The use of modern means of mathematical modelling allows to add a number of dynamic characteristics for evaluation parameters of motion in the curved sections of the tracks. Thus, with an increase in speed for transition curves, both the values of unbalanced acceleration and its change in time, and also the velocity attenuation of oscillations of rolling stock when moving from a transition curve to a circular curve or to a direct section. On the basis of the conducted research, it has been found that when increasing the speed of the vehicle movement in the range from 120 to 200 km/h, the length of the stabilization section increases at the output of the curvature by an average of 20 m for every 40 km/h. The analysis showed that with correctly set parameters of transition curves, which correspond to the maximum speed of movement and radius of a circular curve, the strength and reliability of the bearing elements in the structure of the permanent way and the travel comfort are fully ensured.
Methods of Assessment of Ballast Contamination on Railways of Ukraine
(Technologija, Kaunas, 2022) Andrieiev, Volodymyr S.; Tiutkin, Oleksii L.; Hubar, Oleksіy V.; Markul, Ruslan V.; Mukhina, Nataliya
ENG: Ukrainian railways use a wide variety of methods for determining ballast contamination. Some regional branches of JSC "Ukrzaliznytsia" prefer to replace the old ballast with new instead of cleaning it. Others do the cleaning of crushed stone ballast. The periodicity of such crushed stone cleaning depends on local conditions and features of cargo transportation. Ballast contamination assessment plays an important role in this matter. The essence of the research is to reduce the time for obtaining results on the assessment of ballast contamination and to simplify it for use by one or two persons, who can act as track installers.
Порівняльний аналіз результатів маркшейдерських та чисельних досліджень перегінного тунелю Київського метрополітену
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2022) Бондаренко, Наталія Костянтинівна; Тютькін, Олексій Леонідович
UKR: У роботі передбачено провести порівняльний аналіз результатів маркшейдерських та чисельних досліджень перегінного тунелю Київського метрополітену й отримати достовірність авторської системи па-раметричного аналізу. Методика. Порівняльний аналіз результатів досліджень переміщень перегінного ту-нелю проведено за двома етапами. На першому етапі проаналізовано переміщення оправи перегінних тунелів між станціями «Славутич» – «Осокорки», «Осокорки» – «Позняки» та «Позняки» – «Харківська», отримані в ході маркшейдерських досліджень. На другому етапі виконано чисельний аналіз методом скінченних елеме-нтів. Для цього аналізу створено моделі трьох кілець оправи. Саме ці кільця обрані тому, що в них спостерігав-ся максимальний рівень вертикальних переміщень, спричинених впливом інженерно-геологічних умов части-ни Сирецько-Печерської лінії на лівому березі Дніпра. Ці умови характеризуються шаруватістю слабких та водонасичених ґрунтів (піски різної крупності та щільності, супіски, легкі суглинки та глини). Оправа реально-го перегінного тунелю є стандартною конструкцією, яку застосовано під час щитової проходки Київського метрополітену. У моделях відображено геометричні розміри перегінних тунелів, а також деформаційні харак-теристики та щільність ґрунтів шаруватого масиву. Результати. Автори проаналізували характеристики ша-руватого масиву та максимальні переміщення тунелів частини Сирецько-Печерської лінії на лівому березі р. Дніпро. У ході чисельного аналізу отримано вертикальні переміщення моделей трьох кілець оправи. Прове-дено порівняльний аналіз результатів маркшейдерських та чисельних досліджень. Отриманий рівень похиб-ки (до 15 %) між результатами маркшейдерських та чисельних досліджень доводить, що розроблені основи параметричного аналізу є достовірними. Наукова новизна. Уперше впроваджено теоретичні основи пара-метричного аналізу для реального підземного об’єкта. Авторські розробки, пов’язані зі створенням скінчен-но-елементних моделей на основі реальних характеристик ґрунтів шаруватого масиву, надають високий рі-вень близькості результатів теоретичних розробок та інструментальних маркшейдерських вимірювань. Практична значимість. Обґрунтовано параметри деформованого стану, що виникає в горизонтальній ви-робці під час щитової проходки.
Development of Methods to Increase the Efficiency of Railway Maintenance
(ScientificRoute OÜ publisher, Tallinn, Estonia, 2022) Patlasov, Oleksandr M.; Fedorenko, Yelyzaveta; Shulha, Denys
ENG:Object of research: technology of track maintenance optimization. Solved problem: In the development of decisions to optimize the decision-making system in the content of the upper structure of the track used methods of control theory, systems analysis, methodology of optimal control. Main scientific results: An analysis of the degrees of research on improving the efficiency of the technical management of railways showed that there was no systematic approach and that existing developments in the organization, in particular the relative optimization, Separate track repair standards or take into account parameter models, process requirements and conditions. Area of practical use of research results: industrial enterprises, railway stations. Providing the stable support of the railway, sustainable and rhythmic operation of railway traffic is ensured. About 7.3 thousand km are exploited in the ferrous metallurgy of Ukraine. More than 70 % of routes are up to 500 km long and belong to a large company. Consequently, an important task is to maintain the technical state of railways at the production demands level. Innovative technological product: combined transportations that can interact with similar networks of foreign countries. Scope of application of innovative technological product: formation and effective functioning of railway-transport complex, improvement of tariff policy, substantiation of perspective parameters of transportation process and its technical means, creation of advanced technologies, choice of rational structure of transport network, formation of transport corridors, development of fundamentally new management systems.
Parametric Analysis of the Stress-Strain State for the Unsupported and Supported Horizontal Underground Workings
(Széchenyi István University, Hungary, 2022) Tiutkin, Oleksii L.; Bondarenko, Nataliia
ENG: An analysis of analytical and numerical approaches to the problem of determining the stress-strain state of underground workings has been carried out. A system of parametric analysis of the stress-strain state of unsupported and supported horizontal underground workings has been developed. This system proved that to determine the stress-strain state of horizontal unsupported workings of a certain diameter, it is enough to perform one numerical calculation of a finite-element model with unit parameters, and using simple analytical formulas, extrapolate the stress-strain state of this model to all possible cases of real workings. Finite element models of underground workings were developed to justify the author’s system. A method of parametric analysis of the strained state of a supported working by using models with equivalent bending stiffness has been developed and substantiated. On its basis, it is possible to perform a numerical analysis of a finite-element model with unit parameters of the frame, selecting the equivalent modulus of elasticity.
The Centrifugal Modeling of Reinforcement on Approaches to Railway Bridges
(Óbuda University, Budapest, Hungary, 2022) Alkhdour, Ahmad M.; Tiutkin, Oleksii L.; Marochka, Vitalii V.; Boboshko, Stepan H.
ENG: The purpose of the research is to test models of sections with transient stiffness on approaches to railway bridges in the laboratory. The feasibility of the proposed methods of reinforcing the transient stiffness areas to ensure normal operation and avoid the formation of significant deformations had been tested. Centrifugal simulation of three types of reinforcement of transition section had been performed. The deformations of the models of the section with transient stiffness on approach to the railway bridge had been obtained. A comparative analysis of the results of centrifugal experiments had been performed. The effectiveness of each of the reinforcement options had been determined and the most rational method of reinforcement had been concluded.
Вдосконалення методики визначення приведеного зносу рейки
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна, 2022) Радкевич, Анатолій Валентинович; Арбузов, Максим Анатолійович; Губар, Олексій Васильович
UKR: Мета. Оцінити існуючу методику визначення приведеного зносу рейки в сучасних умовах експлуатації залізничної колії та вдосконалити її. Методика. Для досягнення поставленої мети проведено аналіз існуючого способу визначення приведеного зносу. Для цього опрацьовано 30 профілів зношених рейок, зроблено їх співставлення з профілем нової рейки та цифровим способом визначено фактичну площу зносу. Через виміряні значення вертикального та бічного зносу проведено розрахунки, відповідний аналіз та дослідження. Результати. Встановлено, що існуюча методика розрахунку площі зносу рейки не актуальна для сучасних рейок та умов експлуатації. Похибки при цьому сягають 60 %. Детальний аналіз дозволив встановити нову математичну залежність площі зносу рейки від виміряних параметрів вертикального та бічного зносу з урахуванням стану коліс рухомого складу. Похибка при цьому знизилася до 3 %. Наукова новизна. На основі проведених досліджень вперше введено поняття «псевдобічний знос» – вертикальний знос робочої грані рейки, викликаний дією вертикальної сили, що виміряний як бічний знос рейки, та дано відповідну математичну залежність для його визначення. Це дало можливість уточнити значення параметра e для практичних розрахунків та його фізичний зміст (e=50 мм2 при вертикальному зносі більше 1,5 мм, та e=20 мм2 при вертикальному зносі рівному або менше 1,5 мм). Практична значимість. В ході досліджень встановлено, що для сучасних умов приведений знос рейки – це сума 94 % вертикального зносу та 30 % бічного зносу. Фізичний зміст вказаних відсотків – це відношення середньої ширини та висоти відповідно вертикального та бічного зносу до ширини голівки рейки в розрахунковій площині. Фізичний зміст приведеного зносу – це оцінка маси зношеного металу. На кожен 1 мм приведеного зносу рейки типу Р65, визначеного за уточненою методикою, припадає 0,50 кг зношеного металу на 1 м довжини.
Maintenance Reliability of Railway Curves Using Their Design Parameters
(Óbuda University, Budapest, Hungary, 2022) Kurhan, Mykola ; Kurhan, Dmytro ; Hmelevska, Nelya
ENG: Based on the conducted monitoring of the railway track operation, it is shown, that most curves fail to meet the source nameplate data. Proposals have been developed to reduce the intensity of the track disorder, due to the reduction of curve parameters to the normative requirements, operating in Ukraine. Recommendations obtained in this work will contribute to the effectiveness of design decisions, determine the quality of the reconstruction projects in general and the expediency of its implementation in particular, they will be useful for carrying out activities to improve the smoothness of trains movement, increase the speed and level of travel comfort, in the curved tracks, especially in the future development of high-speed train implementations.
Досвід відновлення зруйнованих автомобільних штучних споруд
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна, 2022) Ключник, Сергій Владиславович; Горбатюк, Юрій Миколайович
UKR: Мета. Питання відновлення автомобільного руху є важливим завданням для відновлення логістичних державних і місцевих переміщень. Метою роботи є вивчення та впровадження досвіду відновлення транспортної інфраструктури та будівництва фортифікаційних споруд, його поширення, широкого впровадження вивчених уроків в навчальний процес підготовки підрозділів Державної спеціальної служби транспорту та інших спеціалістів мостобудування. На прикладі відновлення автомобільного руху через річку Ірпінь для легкових автомобілів без обмежень вантажопідйомності показано досвід використання балок резерву під залізничне навантаження для автомобільного моста. Наведено приклад відновлення штучних споруд на обході поруч з мостом. Методика. Питання відновлення автомобільного руху є важливим завданням для відновлення логістичних державних і місцевих переміщень. Наведено приклади відновлення штучних споруд. Також показано використовування сучасних технологій, механізмів, способів відновлення споруд на обході або на старій осі моста. Результати. Основні елементи мосту через р. Ірпінь розташованого на автомобільній дорозі загального користування державного значення Іб технічної категорії М-06 Київ-Чоп (на м. Будапешт через м. Львів, Мукачеве, Ужгород) в наслідок бойових дій в Україні зазнали руйнування від механічного пошкодження. Характеристика руйнувань не сприяє відновленню штучної споруди на існуючій осі споруди. Відновлення мосту виконано на ближньому обході – за 50 м нижче по течії річки Ірпінь. Наукова новизна. Сьогодні є актуальним необхідність відновлення штучних споруд виникає у зв’язку з їх руйнуванням у ході війни та після катастроф природного, техногенного і воєнного характеру. Нагальною потребою є вивчення та впровадження досвіду відновлення транспортної інфраструктури та будівництва фортифікаційних споруд, його поширення серед особового складу, широкого впровадження вивчених уроків в навчальний процес підготовки підрозділів Державної спеціальної служби транспорту. Практична цінність. Отриманий практичний результат використання резервних прогонових будов малих та середніх залізничних мостів, який підтверджує універсальну можливість застосування конструкцій інвентарного мостового майна, не тільки для ведення відновлювальних робіт на залізниці, але і для відновлення і будови тимчасового автомобільного мосту.
Determining Features of the Deformed State of Reinforced Concrete Beams of Road Bridges When Strengthening the Span Structures
(РС Тесhnology Сеntеr, Kharkiv, Ukraine, 2022) Kliuchnyk, Serhii; Spivak, D.; Goryushkin, I.
ENG: The technology of repairing reinforced concrete bridges typically involves closing traffic on one half of the structure and performing work on it when it is possible to move vehicles on the second part of this structure. The main process of interest to practitioners in terms of hardening concrete, which occurs in the beams of a span structure during the passage of a temporary moving load, is deformation. By the time the cement of freshly laid concrete of the overhead reinforcement slab is hardened, it is necessary to create the necessary conditions for this (temperature, humidity, immobility over time, etc.). Before concrete acquires strength, movements arising in the span structure cause the destruction of cement stone at the formation stage. It is necessary to investigate the presence of deformations, as well as their impact on the impossibility of forming a homogeneous structure of concrete and its adhesion to reinforcing elements that combine the existing slab with the new one. This study has established deformations induced by a temporary load from 1.61 to 5.83 mm, which have a negative impact on the process of solidification of concrete in the reinforcement slab for a span structure during the repair of a motorway bridge. The three-dimensional models were calculated by simulating a bridge of the M-04 highway. The results underlie the conclusions that the technology of repair work does not take into consideration the required conditions for high-quality concrete strength acquisition in an additional slab. The study results established that operations on concreting an additional overhead reinforcement slab in the presence of vibrational effects exerted by the temporary load on the span structure cannot be performed because of the destruction of concrete at the hardening stage. Given the above issue, several ways to address it have been devised and analyzed; the best of them is recommended.