Abstract.As it is known rail is one of the most significant elements of the whole railway construction. Operation under alternating loads from wheels of the rolling stock and different ambient temperatures lead to appearance and development of rail defects and damages. A great variety of operational factors (freight traffic density, axial loads, traffic speeds, track layout and profile) as well as special features of manufacturing and thermal treatment of rails create certain difficulties while identifying reasons for defects and damages. The article deals with an attempt to estimate influence of track layout and lateral forces on appearance of defects and damages in rails on the base of long-term observations of rail operation in Kharkiv Metro. On the basis of the vehicle/track mathematical model which considers structural features of both rolling stock and permanent way in underground systems, the level of lateral forces in curves was calculated. The coefficients of correlation between the track curvature, the level of forces and the amount of defected rails removed were later obtained, that made it possible to determine the dominant factor which may lead to appearance and development of contact fatigue defects in rails laid in curves.

Мета. Незважаючи на постійне збільшення протяжності ділянок із безстиковою колією на залізобетон-них шпалах, дерев'яні шпали -це один із варіантів підрейкових опор, що експлуатуються на достатньо ве-ликій кількості напрямків, зокрема, залишаються безальтернативними в кривих радіусами до 350 м, а також у головних коліях метрополітенів. Основними видами прикріплювачів у найбільш розповсюджених типах проміжних рейкових скріпленнях для дерев'яних шпал є колійні костилі та шурупи. Оскільки існуючі в кри-вих ділянках колії особливості контактування системи «колесо-рейка» мають суттєвий вплив на процеси взаємодії залізничної колії та рухомого складу, в роботі необхідно визначити жорсткість колійних шурупів та костилів, які безпосередньо приймають участь у формуванні просторової жорсткості вузлів проміжних рейкових скріплень при дії горизонтальних поперечних сил. Методика. Дослідження жорсткостей прикріп-лювачів проводились експериментально для двох типів проміжних рейкових скріплень -ДО та «Метро». Для проведення експериментальних випробувань було обрано 10 дослідних ділянок на коліях регіональної філії «Південна залізниця» ПАТ «Укрзалізниця», та 8 -на головних коліях КП «Харківський метрополітен». Кожна з дослідних ділянок знаходилась у приблизно однакових експлуатаційних умовах, але мала різну ве-личину пропущеного тоннажу. Результати. Отримані значення жорсткості колійних костилів та шурупів. Наукова новизна. Авторами вперше були отримані експериментальні дані щодо зміни жорсткостей прикрі-плювачів (колійних шурупів та костилів), залежно від терміну експлуатації для магістральних залізниць та колій метрополітенів. Це дає змогу виконувати розрахунки величини горизонтальних поперечних сил у кри-вих ділянках колії (зокрема в кривих із радіусами менше 350 м), а також прогнозно оцінювати зміну їх рівня в процесі експлуатації. Практична значимість. На основі отриманих експериментальних даних було вста-новлено, що зміна жорсткості колійних шурупів та костилів, залежно від терміну служби, носить нелінійний характер. Проведені дослідження дозволяють більш раціонально підходити до питання визначення оптима-льної конструкції проміжних рейкових скріплень, виходячи з конкретних умов експлуатації, а також сприя-тимуть розробці заходів щодо підвищення надійності роботи вузлів проміжних рейкових скріплень для де-рев'яних шпал.Ключові слова: рейкова опора; проміжні рейкові скріплення; верхня будова колії; шпали; рейки; жорсткість; експериментальні дослідження 96

No abstract

The article deals with determination of dynamic forces in interaction between a rail vehicle and underground track for working out recommendations in terms of a longer service life of the permanent track without extra charges. The issue is of importance for enterprises under limited resources. The research was conducted with mathematical model methods for the vehicle/track dynamic system (the principles were developed earlier), as the experimental work in the underground tunnels was complicated by intensive train traffic during a day. A special feature of the research was consideration of a rail as a bar rested on discrete elastic-dissipative supports in a design diagram of the vehicle/track dynamic system. Thus, the authors established the effects of unequal elasticity of the track rail support on the value of vertical dynamic forces when a metro coach moves on the track. In particular, the dependencies of dynamic factors and amplitude ratios of vertical forces on speeds of metro coaches along the discrete elastic- dissipative track were obtained. An exceptional value of the research is consideration of both vertical and horizontal lateral forces on the vehicle/track interaction. It allowed the authors to define the value of vertical and horizontal lateral forces which occurred when metro coaches moved along straight and curved sections of the track according to the speed and curve radius.

The frequency and scope of scheduled preventive work depends on multiple factors: type and design of the upper track structure, plan and profile of the track, quality of the track maintenance, as well as operational, climatic and topographical conditions. Also, each type of work is affected by these factors in different ways. In addition, the factors themselves are unstable along the length of the track. Therefore, under different operating conditions, the frequency and scope of routine track maintenance are different. Since currently regulatory technical documents and domestic scientific sources contain no requirements for high-speed sections of the Ukrainian railways and, thus, a problem of organization of control of the track state in these operating conditions appears. The methodology for determining the scope and frequency of the scheduled preventive routine track maintenance work is proposed. The method is based on the use of the normal law of distribution of frequency and depth of the respective geometrical irregularities of the railway track. The maximum effect of the proposed method can be achieved through the use of modern track geometry cars with an automated data collection and interpretation system that are predominantly used in the high-speed traffic areas.