List of Technological Tasks

Данное предложение продиктовано нижеследующими обстоятельствами: Значительная часть существующих железных дорог Казахстана была запроектирована и построена в период с 1890 по 1958 г. (10300 км пути) и предназначалась для освоения намного меньших размеров движения, веса поездов и скорости их движения, чем на сегодняшний день. На начальном этапе первые дороги не имели норм, а проектировались по усмотрению и соображениям проектировщиков. Первая железнодорожная линия Санкт-Петербург – Москва были запроектированы с максимальным уклоном 4-6‰ (нынче – до 40‰) и радиусами – 3 200 – 7 200 м (от 180 до 4000 м). Позже, когда началось строительства ж.д. в более трудных условиях и возникла необходимость в создании норм проектирования. Анализируя исторические этапы разработки технических указаний по проектированию магистральных железных дорог, можно отметить 1899 год – год утверждения Министерством путей сообщения России ТУ проектирования и сооружения железных дорог. В дальнейшем ТУ неоднократно подвергались переработке (1925 г., 1934 г., 1937 г., 1938 г., 1939 г.). Технические условия проектирования (ТУП) 1939 года регламентировали минимальные длины элементов продольного профиля, как с точки зрения обеспечения плавности движения, так и сокращения объемов земляных работ. При этом минимальные длины элементов продольного профиля были даны в зависимости от руководящего уклона линии и от алгебраической разности сопрягаемых уклонов. До 1953 года технические условия проектирования продольного профиля, да и в целом железных дорог предусматривали деление норм на две категории – основные (магистральные линии) и облегченные (линии местного значения). Начиная с 1954 года, нормы проектирования профиля указываются с категорией железной дороги. В первых нормах допускались максимальные уклоны до 12-15‰, а минимальный радиус – 320-250 м. Этим сегодня и объясняются основные три группы недостатков трасс, существующих ж.д. 1. сложный план линии — кривые малых радиусов, короткие пере¬ходные кривые и вставки между смежными кривыми; 2. крутые уклоны, вызывающие снижение скорости при тормо¬жении; 3. неоправданно большое развитие линии. Совершенно иными были и принципы организации движения поездов, которые существовали при проектировании линий. Все это отразилось на положении трассы существующих железных дорог и ее показателях, и оказывает большое влияние на условия эксплуатации. В настоящее время весьма актуальной является также проблема повышения скоростей движения и весов как грузовых, так и пассажирских поездов. Повышение скоростей движения поездов позволяет не только увеличить провозную способность существующих железных дорог, но и уменьшить время нахождения грузов и пассажиров в пути. Эта цель может быть достигнута наряду с другими мероприятиями и улучшением трассы существующих железных дорог. В подтверждение сказанному можно привести данные из опыта эксплуатации железных дорог США, где, начиная с тридцатых годов прошлого века, производятся очень крупные затраты на улучшение трассы существующих железных дорог, поскольку каждая сэкономленная минута времени хода поезда окупает строительные затраты на улучшение трассы в размере от 46 тыс. до 500 тыс. долл. Еще в 1948 г. три четверти железных дорог США имели проекты улучшения трассы. Целесообразность улучшения (реконструкции) трассы существующих железных дорог диктуется следующими обстоятельствами: 1. При проектировании железных дорог основное внимание уделялось снижению объемов работ и стоимости строительства, а не разумному сочетанию строительных и эксплуатационных расходов. Такая установка приводила к излишнему развитию трассы, применению крутых уклонов, элементов профиля малой длины, большой алгебраической разности крутизны уклонов смежных элементов и минимально допускаемых радиусов кривых (по действующему СНиПу радиусы кривых принимаются от 4000 м до 180 м, тогда как до революции минимальный радиус кривых был установлен равным 640 м). 2. Трасса существующих дорог дореволюционной постройки была запроектирована для движения грузовых поездов с максимальными скоростями 40-50 км/ч и пассажирских поездов с максимальными скоростями 80 км/ч. 3. Работы по реконструкции трассы при современном уровне строительной техники могут быть выполнены в короткие сроки без крупных трудовых и материальных затрат. Проводя данную работу, достигается в основном две цели: - снижение эксплуатационных расходов и повышение ряда важных показателей работы магистральной сети; - повышение скоростей движения поездов. В связи с этим предлагается: - провести НИОКР на тему «Определение эффективности улучшения трассы существующих железных дорог на примере одного из транзитных участков». При этом произвести сопоставление строительных затрат к эксплуатационным расходам, а также определение величин снижения стоимости грузовой массы, находящейся на колесах, при существенном уменьшении времени хода грузовых поездов в связи с улучшением или спрямлением трассы, а также стоимости сэкономленных пассажиро-часов и стоимости локомотивов и вагонов, высвобождаемых от работы; - разработать и утвердить новое техническое задание/технические требования на строительства новых линий/реконструкция существующих линий по показателям трассы (план и профиль пути) для Vмах ≤ 160 км/ч.

Комплексная оценка влияния выплесков и больного земляного полотна на состояние железнодорожного пути и срок службы его конструктивных элементов (шпал и балласта), разработка рекомендаций по предотвращению формирования выплесков и дефектов земляного полотна, а также мероприятий по устранению уже существующих проблемных участков; дополнительно - определение качества, соответствия нормативным требованиям и пригодности для эксплуатации инертных материалов, применяемых для отсыпки балластного слоя. Современное состояние железнодорожного пути в ряде регионов Казахстана характеризуется появлением участков с выплесками и «больными местами». По состоянию на 1 января 2025 года на сети Республики Казахстан эксплуатируется 84 места / 93,34 км больного земляного полотна и ежегодно несмотря на выполнение летне-путевых работ протяжение пути с выплесками не уменьшается и составляет более 3 тыс. км. Данные показатели оказывают влияние на оценку состояния рельсовой колеи Данные проблемы возникают вследствие неравномерных деформаций земляного полотна, ухудшения физико-механических свойств грунтов основания, интенсивного воздействия возросших осевых нагрузок подвижного состава и увеличение грузонапряженности и эксплуатационных нагрузок приводит к ускоренному износу элементов верхнего строения пути, прежде всего балластного слоя, что снижает несущую способность конструкции, увеличивает динамические воздействия и приводит к росту эксплуатационных затрат. Железные дороги Казахстана проходят по территориям с резко континентальным климатом, значительными сезонными колебаниями температуры и влажности, что усиливает процессы переувлажнения, промерзания и неоднородного оттаивания земляного полотна. Эти факторы приводят к снижению несущей способности основания, образованию выплесков, провисаний и другим деформациям пути, особенно на участках со слабым грунтом и нарушенной системой дренажа. Одновременно климатические воздействия и возрастающие осевые нагрузки подвижного состава негативно влияют на физико-механические свойства инертных материалов балластного слоя — происходит измельчение, засорение, изменение формы зерен и снижение фильтрационной способности, что ускоряет развитие дефектов верхнего строения пути. В условиях роста грузонапряжённости и повышения требований к безопасности движения решение задач стабилизации земляного полотна и обеспечения долговечности балластного слоя приобретает особую значимость. Проведение комплексных научных исследований с использованием систем мониторинга температуры и влажности в теле земляного полотна, лабораторного определения свойств грунтов и инертных материалов, а также анализа данных путеизмерительных вагонов позволит выявить факторы, определяющие образование выплесков и деградацию балласта. Полученные результаты обеспечат научно обоснованную оценку пригодности инертных материалов для отсыпки балластной призмы в различных климатических условиях и при повышенных эксплуатационных нагрузках. Необходимо создание научно обоснованной базы данных о водно-тепловом режиме земляного полотна и эксплуатационном состоянии инертных материалов балластного слоя, формируемой на основе натурных измерений и лабораторных испытаний. На основании преимущественно периодических визуальных обследованиях, и технологических подходах требуется разработать: • применение систем непрерывного мониторинга температуры и влажности в разных слоях земляного полотна; • комплексную оценку физических свойств грунтов и инертных материалов с учётом реальных климатических и эксплуатационных нагрузок; • интеграцию данных мониторинга, лабораторного анализа и диагностики путеизмерительных вагонов в единую научную модель. С целью получения динамической картины сезонных процессов: промерзания и оттаивания, переувлажнения и накопления критических деформаций требуется выполнить научное моделирование процессов деформации земляного полотна. Требуется выбрать два участка для установки автоматизированной системы непрерывного контроля температуры и влажности на различных глубинах земляного полотна. На основании мониторинга с учетом интеграции данных разработать меры по предотвращению выплесков (дренаж, стабилизация, улучшение состава балласта). Предоставить рекомендации по повышению долговечности и устойчивости балластного слоя и земляного полотна на основе научно обоснованного выбора и контроля качества применяемых материалов. Рассмотреть на соответствие результатов испытаний согласно требованиям национальных норм с международными стандартами.

В настоящее время на балансе АО «НК «ҚТЖ» находится в дефектном состоянии 327 мостов, которые эксплуатируются более 60-100 лет и требуют незамедлительного ремонта либо реконструкции. Классическое решение по реконструкции данных мостов подразумевает демонтаж существующих пролетных строений, замена подферменных блоков и ремонт опор, что в свою очередь потребует проведение работ в ОКНО с перерывами в движении поездов, из-за которых произойдет уменьшение скорости поездов, либо закрытие участка пути на время проведения СМР. Все это приведет к значительным расходам средств и большим срокам реализации указанных работ из-за времени проектирования и строительства новых мостов на замену дефектных. В рамках проведения опытно конструкторских нужно определить инновационные методы и технологии для их дальнейшей реализации, которые впоследствии будут применимы на магистральной сети Республики Казахстан.

Согласно ГОСТ33320-2015 гарантийный срок службы составляет 5 лет, при этом назначенный срок службы составляет 50 лет. Однако на сегодняшний день железобетонные шпалы уложенные после 2000 гола не обеспечивают указанные сроки (в среднем срок службы шпал составляет 20-25 лет) по причине возникновения различного рода дефектов в процессе эксплуатации (поперечные трещины и изломы, продольные трещины и расколы, сколы бетона в подрельсовой зоне, разрушение структуры бетона, повреждения закладных деталей в шпале), что приводит к увеличению затрат на текущее содержание пути и значительным расходам на выполнение сплошной их замене. В целях установления причин, вследствие которых происходит развитие дефектов железобетонных шпал при их эксплуатации в пути, необходимо проведение комплекса научно-исследовательских работ по определению причин появления дефектности железобетонных шпал на ранних сроках эксплуатации. Проведение экспериментальных исследований по определению наиболее оптимальных соотношений, как инертных материалов, так и особенностей армирования бетона и их натяжение. Определение требований к надежности и стойкости к внешним воздействиям железобетонных шпал, к бетону, конструктивные требования (геометрические размеры, масса шпалы). Разработка оптимальной конструкции железобетонных шпал с учетом зон наиболее подверженных дефектам. Разработка метода математического моделирования для расчета несущей способности железобетонных шпал. Разработка единого нормативного правового акта (СТ РК) для производителей железобетонных шпал с различными типами скреплений для допуска и использования на сети железных дорог АО «НК «ҚТЖ». В результате научно-исследовательской работы для продления жизненного цикла требуется определить необходимость внесения изменений в конструкцию и составляющие материалов для изготовления железобетонных шпал с внесением соответствующих изменений в нормативно-правовые акты.

С целью бесперебойного обеспечения электроэнергией оборудования и приборов объектов предприятия компания АО «Эмбамунайгаз» изыскивает поставщика технологического решения по генерации и передаче электроэнергии промышленных стандартов за счет возобновляемых источников энергии (далее - пилотная установка). Пилотная установка должна круглосуточно обеспечивать номинальную мощность не менее 100 кВт и иметь мобильное исполнение, защищенное от атмосферного воздействия, пригодное для транспортировки грузовым транспортом по автомобильным дорогам общего пользования. Пилотная установка должна функционировать на месте размещения объекта предприятия по схеме подсоединения резервного питания. Пилотная установка должна удовлетворять требованиям безопасной эксплуатации и поставлять электроэнергию с места ее размещения также на другой удаленный объект предприятия, где не имеется линии электропередач, путем безопасной проводной или иной передачи электроэнергии. Пилотная установка должна иметь защиту от несанкционированного доступа. Опытно-промышленные испытания пилотной установки по непрерывной генерации электроэнергии должны длиться в течение не менее 14 суток и качество подаваемой электроэнергии должно быть зарегистрировано приборами.

В настоящее время на двухцепных ВЛ 220 кВ (далее – исследуемые ВЛ) наблюдаются значительные проблемы, связанные с вибрацией проводов и волоконно-оптической линии связи OPGW (далее – грозозащитный трос): 1) Л-2258 «КарГРЭС-2 – Сарыбел (оң жақ тізбек), Сарань тарм.». 2) Л-2268 «КарГРЭС-2 – Сарыбел (сол жақ тізбек), Сарань тарм.». 3) Л-2411«Сарыбел - Шығыс (оң жақ тізбек), Шөптікөл (т) тарм.». 4) Л-2421 «Сарыбел - Шығыс (сол жақ тізбек), Шөптікөл (т) тарм.». Воздействие ветровых нагрузок на данные ВЛ приводит к возникновению как низкочастотных, так и высокочастотных вибраций проводов и грозозащитного троса, что влечёт за собой массовый выход из строя гасителей вибрации. В результате отмечается ускоренный износ проводов и грозозащитного троса, крепёжных элементов, что снижает надёжность ВЛ. Целью работы является изучение уровней и причин возникновения вибраций проводов и грозозащитного троса на исследуемых ВЛ и наиболее эффективных методов борьбы с вибрацией проводов и грозозащитного троса.