Особенность эксплуатации вагонов с увеличенной осевой нагрузкой

Увеличение грузооборота железных дорог производится разными способами. Один из них — введение в эксплуатацию поездов, состоящих из вагонов с осевой нагрузкой 25 тс. Наращивание массы поезда происходит без увеличения его длины. Средняя масса поезда составляет около 4040 тонн, в нем используются вагоны с осевой нагрузкой до 23,5 тонн. Если увеличивать массу за счет дополнительных грузовых вагонов, длины состава, то необходимо удлинять приемоотправочные пути, что очень затратно, а на некоторых станциях — технически невозможно.

Намерение увеличить осевую нагрузку до 25 тс было озвучено еще в 1986 году, даже был разработан тип новых вагонов. Но такие конструкции не пошли в серию, а в начале 90-х из-за снижения объема грузоперевозок программа остановилась. Но в начале XXI столетия необходимость увеличения массы поезда вновь стала актуальной. Была поставлена задача разработки новых конструкций вагонов с увеличенной нагрузкой на ось без роста воздействия на рельсовые пути. В программе предусмотрено создание вагонов с нагрузкой на ось в пределах 25 – 30 тс.

Этапы решения проблемы

До конца 20-го года текущего столетия на дорогах страны уже находилось до 100 000 вагонов увеличенной осевой нагрузки. Спрос на них очень высокий, благодаря повышенной вместимости, выносливости и увеличенному межремонтному периоду. Если вести учет в объеме всего парка грузовых вагонов страны, то на долю моделей с осевой нагрузкой 25 тс приходится 10%, а пробег каждого из них составляет около 640 тысяч километров.

Но нагрузка 25 тс — только начальный этап решения задачи. Эксплуатация таких вагонов показала, что у железнодорожных путей остался значительный запас прочности, позволяющий вводить в эксплуатацию более тяжелые поезда, масса которых увеличивается именно за счет новых вагонов с нагрузкой выше 25 тс. Практика показывает, что такие намерения имеют полное техническое обоснование. Для примера можно привести железные дороги других стран:

• Австралия — нагрузка на ось до 37,5 тс при общей массе поезда более 48 000 тонн;
• Северная Америка — 32,5 тс при массе состава 20 000 т;
• ЮАР — 30 тс при массе поезда в 40 000 тонн.

Активные работы по увеличению массы поезда до 30 000 тонн ведутся в Китае. Чтобы не отстать от мирового тренда и обеспечить надлежащий уровень товарооборота, АО «РЖД» разработало стратегию увеличения веса составов до 10 000 тонн за счет увеличения количества вагонов с осевой нагрузкой до 27 тс. Некоторые ветви железной дороги смогут справиться с поездами массой до 11000 тонн при сохранении длины до 1050 м.

После внедрения таких технических решений грузооборот железных дорог увеличится на 20% без расширения парка локомотивов, что в масштабах страны представляет огромную цифру. В экспериментальном режиме составы с вагонами 27 тс начали курсировать еще в 2014 году. Для эксперимента использовались вагоны с 25-тонной тележкой. Полученные технические данные доказали принципиальную возможность эксплуатации тяжеловесных поездов и позволили разработать ряд моделей подвижного состава с улучшенными характеристиками. Причем рост пропускной способности железных дорог можно обеспечить без вмешательства в существующую инфраструктуру.

Стратегия развития

Правительством РФ приняты ряд документов, рассчитанные на реализацию Программы до 2030 года. В них предусмотрен постепенный переход на вагоны с нагрузкой 27 тс и выше, и разработаны принципы создания новых моделей подвижного состава. Комплексные испытания начались в 2017 году. Была поставлена цель не только создать новый парк грузовых вагонов, но и всесторонне исследовать влияние на сеть дорог и проанализировать экономический эффект от использования поездов большой массы. Испытания проводились в зимний, весенний, летний и осенний периоды, в загруженном, частично загруженном и порожнем состоянии. Работали научно-исследовательские институты, технические центры, профильные заводы. Исследовались пути, мосты, насыпи, разрабатывались новые технологии вождения составов.

Конструктивные изменения, внесенные в новые модели, сохранили формат 1-ВМ, что позволяет использовать технику на стандартных вагоноопрокидывателях. Существенной переработке подверглись вагонные тележки. В частности, использованы новые материалы — бейнитовый чугун, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, сталь марки Т, композиты, внедрены новые типы рессор.

В процессе испытаний на перегонах Качканар — Смычка и Каменск-Уральский — Богданович не выявлено изменений в состоянии путей и инфраструктурных элементов, мостов. При анализе данных исследований определено, что вагоны с осевой нагрузкой в 27 тс оказывают меньшее сопротивление движению на скоростях 20 – 80 км/ч, чем платформы с нагрузкой 23,5 тс на 12 – 30%, в зависимости от загрузки.

Результат испытаний показал, что внедрение грузовых вагонов нового класса снижает затраты как на содержание инфраструктуры, так и на тягу поездов и техническое обслуживание парка. Завершение работ по расширению вагонного парка с нагрузкой на ось в 27 тс — только первый этап модернизации железных дорог. На следующем — освоение вагонов с нагрузкой 30 тс и выше, что соответствует требованиям времени и предусмотрено программой Правительства РФ, принятой в 2017 году.