Методика прогнозирования и прогноз отказов шпал

Одиночный выход шпал не оказывает значительного влияния на прочность пути. Но три и более отказавших шпалы подряд образуют слабое место в пути – место вероятного уширения колеи, опрокидывания рельса при высокой динамической нагрузке. При несвоевременной одиночной смены шпал имеется тенденция к образованию дефектных кустов, т.е. отказавшая шпала вызывает сокращение срока службы соседних с ней шпал. Таким образом, наиболее опасной ситуацией для безопасности движения поездов является образование кустов из трех и более негодных шпал.

Рассмотрим методику прогнозирования отказов шпал с использованием модели нормального распределения долговечности. Данное распределение полностью определяется заданием двух параметров – и . При прогнозировании необходимо решить задачу: по известным оценкам и вычислить точечный прогноз вероятности отказов шпал при наработке .

По полученным параметрам строится график зависимости вероятности отказов шпал и образования кустов негодных шпал от наработки (пропущенного тоннажа), по которому можно определить прогнозное значение отказов шпал на любой момент времени. При этом последовательность вычислений следующая:

1) задаются наработки, при которых будет определяться надежность шпал, например:

где		-	наработка на конец года, в который выполнялся капитальный ремонт, млн. т брутто;
		-	грузонапряженность участка, млн. т км брутто/км в год.

2) для заданных наработок определяются квантили нормального распределения :

3) по вычисленным значениям квантилей определяется интегральная функция вероятности отказов по формуле:

где

-

значение табулированной функции Лапласа из приложения

4) суммарное число отказавших шпал расчета на один километр пути (шт./км) при наработке определяется по формуле

,

а число шпал (шт./км), расположенных в кустах по три и более подряд, определяется как

5) по вычисленным значениям , и строится график отказов шпал и образования кустов в зависимости от наработки (рисунок 5 и 6).

На полученной графической зависимости в соответствии с Положением [5] нанести нормативную величину отказов шпал для данного класса пути.

При млн. т брутто = =3,31; ; .

Таблица 20 - Расчёт отказов шпал

Наработка , млн.т.	Вероятность ( )	Cуммарные отказы шпал	Приращение отказов, ∆ n	Число шпал (шт./км), расположенных в кустах по три и более подряд,
	0,00629	12,33	-	0,01165
	0,01084	21,24	8,91	0,04240
	0,01785	34,99	13,75	0,13856
	0,02827	55,40	20,41	0,41277
	0,04318	84,64	29,24	1,12828
	0,06013	117,86	33,22	2,47639

Рисунок 5 – Зависимость отказов шпал от наработки

Рисунок 6 – Зависимость кустовых отказов шпал от наработки

Вывод: В ходе оценки надежности подрельсового основания, была установлена закономерность возрастания суммарного выхода шпал на км, от увеличения пропущенного тоннажа. Однако, при увеличении наработки тоннажа, увеличивается также возможность появления «куста» шпал, что является угрозой безопасности движения поездов.

Дата добавления: 2015-04-30