2. Общие критерии целесообразного нагружения пути

Изменение коэффициентов соответствия

С очень давних пор в практику конструирования пути вошли так называемые коэффициенты соответствия - отношения А погонной массы рельса (^кг/_{дог. м}) к осевой нагрузке подвижного состава (тс). Они рассматривались как некоторые ориентировочные нормативы, позволяющие подобрать массу рельса применительно к осевой нагрузке. В частности, по локомотивной нагрузке коэффициенты соответствия принимались равными в среднем 2,5, как минимум - 2,0. Фактически отношения А по дорогам России колебались в широких пределах, но в общем указанные граничные значения обычно выдерживались. Не забыт этот коэффициент и в наши дни. Так, Г. М. Шахунянц на основе материалов железнодорожных конгрессов и справочных сведений по железным дорогам называет средние значения коэффициентов соответствия: для локомотивов 2,25, для вагонов 2,5 [186].

Использование коэффициента соответствия для непосредственного определения массы рельса по осевой нагрузке в наше время выглядело бы несерьезно. Но он не потерял значения некоторого общего критерия, позволяющего судить об уровне типичного статического нагружения рельсов, а в историческом плане представляет особый интерес. Зная изменение среднего коэффициента соответствия за длительный период времени, можно уяснить, сколь согласованно протекало увеличение осевых нагрузок подвижного состава и массы рельса, иначе говоря, в какой мере усиление пути соответствовало росту осевых нагрузок. А это уже представляет важную частную закономерность, проливающую свет на количественные показатели совершенствования конструкции пути.

Таким образом, необходимо в первую очередь проанализировать за длительный период динамику коэффициентов соответствия. Конечно, в настоящее время трудно восстановить все соотношения А, которые существовали в разное время на отечественных дорогах. Однако по срокам введения в эксплуатацию подвижного состава с увеличивающимися осевыми нагрузками, укладки новых более тяжелых рельсов и снятия легких можно подсчитать экстремальные значения коэффициентов соответствия и построить кривые их изменения во времени. Ориентировочные значения экстремальных коэффициентов соответствия образуют на графике неровную полосу (рис. 41). Ее средняя линия близка к искомому изменению среднего коэффициента соответствия. Приблизительность численных величин средних коэффициентов соответствия не имеет значения. Главное, что кривая дает представление о тенденции их изменения.

Рис. 41. Кривые изменения во времени коэффициентов соответствия

Из рис. 41 следует, что в течение длительного времени происходило общее снижение коэффициентов соответствия, т. е. масса рельса возрастала медленнее, чем осевая нагрузка. Небольшой всплеск, приходящийся на начало XX в., в кривой максимумов А связан с усилением пути за счет укладки рельсов типизации 1903-1908 гг. Можно представить себе масштабы усиления, если на средних значениях А оно почти не отразилось. С начала 40-х годов XX в. уменьшение коэффициента соответствия резко сменяется его ростом. Очевидно, это связано, с одной стороны, с мерами по усилению пути и, в частности, с увеличением массы рельса после Великой Отечественной войны, а с другой стороны,- со сравнительно небольшим ростом локомотивных нагрузок. Со второй половины 50-х годов они находятся практически на одном и том же уровне. Когда на сети появятся локомотивы с более высокими осевыми нагрузками, коэффициент соответствия снова станет снижаться, но уже не в такой степени, как прежде, ибо при установлении целесообразных вложений металла в рельсы сейчас руководствуются иными положениями.

Следовательно, кривая изменения во времени коэффициентов соответствия, как результат сложного процесса увеличения массы рельса по мере роста осевых нагрузок, выражает исключительно важные для анализа частные закономерности формирования и смены концепций в обосновании мероприятий по усилению пути и позволяет получить дополнительную информацию о процессе развития.