4 Literature review and problem statementWorld practice of designing and operation of metal corrugated structures demonstrates that a decisive influence on the stressed-strained state of MCS is exerted by the degree of compaction of soil backfill [1][2][3]. Recommended compaction should reach the degree of 0.95-0.97. However, paper [1] indicated that the reduction of soil compaction even from 0.95 to 0.8 leads to the reduction of soil deformation module by 4 times, which, in turn, is the cause of significant growth of stresses and strains in the walls of the structure.Conducting a long-term monitoring of more than 900 objects from corrugated pipes, constructed from 1951 to 1965 in the state of Ohio (USA) [4,5] made it possible to draw the following conclusion: in all cases, for the designs that did not experience destruction, large deformations accounted for 22-34 %; for the structures that suffered damage, such 4

No abstract

Розроблений комплексний метод підвищення терміну служби хрестовин стрілочних переводів, що базується на врахуванні поздовжнього профілю хрестовини, величини динамічних сил та нормальних напружень. Удосконалено поздовжній профіль хрестовини марки 1/11 проекту 1740 методом виконання наплавки у польових умовах експлуатації. Уклони траєкторії після проходу середньостатичного колеса запропонованим профілем сягають 3,7 ‰, замість 10 ‰ у заводського профілю хрестовини. Встановлено, що збільшення навантаження на хрестовину до 60 % за рахунок просадки під брусом хрестовини призводить до прискореного розладнання хрестовини, внаслідок виникнення втомних дефектів на поверхні кочення, при цьому витрати на експлуатацію хрестовини збільшуються у п'ять разів. Проведено моделювання динамічної взаємодії рухомого складу із заводським та запропонованим поздовжніми профілями хрестовин. Розрахунки динамічних процесів нелінійної взаємодії рухомого складу залізниць із хрестовиною заводського профілю і профілю відновленого наплавкою показали, що величина сил у запропонованій хрестовині при швидкості руху 150 км/год є на 50 % нижчою порівняно із заводським поздовжнім профілем. При лінійному моделюванні динамічних добавок сил величина сил зменшується у запропонованого профілю до 30 %. Розраховано графічним методом величини осьових моментів інерції та моментів опору у характерних перерізах хрестовини. Проведено оцінку напружено-деформованого стану хрестовини із використанням рівнянь п'яти моментів для нерозрізної балки на пружних точкових опорах. Встановлено, що напруження при статичному розрахунку хрестовини є невисокими і набагато меншими за гранично допустиму величину напружень для даної марки сталі. Тому можна стверджувати, що хрестовина працює під навантаженням за рахунок використання наявних резервів міцності Ключові слова: хрестовина, стрілочний перевід, рухомий склад залізниць, повздовжній профіль, динамічні сили

No abstract

The property of railway track to resist the irreversible deformation for a long-term operational loading considerably depends on the ballast layer. The ballast layer is the element of a railway track whose mechanical properties and state are formed in-situ with the help of the ballast cleaning, tamping and distributing machines. The varied properties of the ballast material to obtain the form during the maintenance and retain it during the operation are equally important for the ballast layer. The control over the processes of the ballast consolidation and deconsolidation by means of measurement methods could potentially provide great possibilities for improvement of its properties both during the maintenance and operation. The paper deals with an experimental study of the railway ballast consolidation and deconsolidation processes under the vibration loading of the sleeper. A non-destructive measurement method is proposed to investigate the distribution of the ballast consolidation along the sleeper. The method is based on the measurement of time of mechanical wave propagation. Modern low-cost sensors and powerful microcontroller techniques enable creating smart measurement systems for automatic multi-point data acquisition, online processing and statistical estimation of the ballast consolidation distribution.