Почему трамваи так гремят?

Линк прислал R@ider, за что ему спасибо

Многие граждане возмущаются тем, что трамваи гремят, мешают спать, рушат здания, заставляют прыгать стаканы в серванте, а также способствуют разрушению подвески несчастных автомобилей. В связи с этим, как правило, предлагается «избавиться уже от этих допотопных громыхающих чудовищ». Мне порой кажется, что доверь нашим гражданам лечить головную боль — самым ходовым средством лечения стала бы гильотина. Давайте же посмотрим, почему наши трамваи такие какие есть, а заодно узнаем как наши мэры заботятся о своих городах.

Для этого первым делом придется рассказать немного об устройстве трамвая, чтобы понять, что же в нем издает звуки. Трамвай — это примитивный электрический прибор: к колесам через небольшую механическую связку подключены электродвигатели. Двигатели через систему управления, которая дозирует выдаваемую на них мощность, подключены к контактной сети. Провод контактной сети подключен к плюсу подстанции, а рельсы — подключены к ее минусу. Система торможения трехуровневая, самый простой тормоз — колодочный, штатная электродинамическая система торможения — переключение двигателей в режим генераторов с «сжиганием энергии» в форме выделения тепла на тормозных резисторах. Аварийный — электромагнитный тормоз примагничивает вагон к рельсам. Никаких взрывных процессов, никакой сложной механики…

Что же тут издает звуки? Если мы поднимем трамвай над рельсами и включим его (создав экспериментальный макет), то мы услышим звук работы электродвигателей (ну вращающуюся дрель до начала сверления все слышали — тут принцип тот же), а так же звук работы системы управления (весьма противный писк, а иногда еще пощелкивание релейных контактов). На старых трамваях к этому делу добавится вполне натуральный вентилятор, может добавиться система с пневматическими насосами для тормозной системы — хотя ее вы скорее услышите на троллейбусах. Старый трамвай, подвешенный в воздухе, будет шумнее в салоне, чем на улице… Но вот стоит поставить его на рельсы и появятся новые звуки…

Во-первых, добавится шуршащий звук трения пантографа об провод контактной сети. Провод медный, в пантографе имеется графитовая или, чаще, алюминиевая заменяемая вставка — так что это звук трения металла о металл. Кстати, провод над рельсами подвешен не по прямой, а «змейкой» — чтобы контактная вставка изнашивалась равномерно. На рельсах вагон прилично трясет, причем и по вертикали и по горизонтали. Из-за этого начинают «играть» все имеющиеся в нем металлические конструкции, а также стекла. Во-вторых, при движение колеса, из-за уширения колеи, тележку бросает от чего она издает дополнительные звуки. Но главное — у нас очень много трамваев, с одноступенчатым подвешиванием кузова, они очень сильно изнашивают рельс и собственные колеса. На колесе протираются «лыски», а рельс становится волнообразным. В результате не круглое колесо едет по неровному — волнообразному рельсу. Каждая пройденная «волна» на рельсе для него сопровождается ударом тележки, поэтому 20 тонный трамвай издает очень сильный звук, а в добавок еще и бьет своей массой в рельс, который передает это дальше на всю рельсо-шпальную решетку.

Волнообразный износ трамвайного рельса в Петербруге

То есть вам кажется, что у трамвая круглые колеса, на самом деле они имеют нарушение формы из-за кучи лысок. Вам кажется, что рельсы в общем-то прямые — на самом деле, они имеют волнистую поверхность, из-за того, что колеса протирают в них углубления, создавая волнообразный износ. И наконец стрелки и стыки рельсов — это места, где трамвай очевидно ударяется колесами, вызывая повышенный шум и вибрацию.

Лыска на колесе

При прохождении наших стрелок вагон использует не только опорную часть колеса, но еще и гребень, из-за такого перехода при прохождении стрелки происходят очень звучные удары. Нигде в мире такие устаревшие конструкции стрелок не используются. Естественно, никто не применяет на трамвайных линиях стрелки с ручным переводом («ломиком») — а вот в городе-милионнике Самаре нет ни одной автоматической стрелки.

Характерный пример развалившегося стыка трамвайных рельс, Новосибирск.

Вагон долбит этими ударами рельс, рельс в частях где стыки уже немного разошлись деформируется, и разрушается. В конце концов его края обламываются, и трамвайщики вваривают туда абы что. Но в любом случае через рельс удар от вагона передается на шпалы. Если шпалы прикреплены к рельсу достаточно жестко, то удар приходится на всю решетку. Тут примерно та же штука, как если упасть качаясь на стуле со спинкой: это страшно, но совершенно не больно — большая площадь удара его компенсирует. Но у нас применяется, как правило, костыльное крепление рельсов, при котором соединение со временем сильно разбалтывается, поэтому удары разрушают какой-то конкретный участок пути, плохо амортизируясь решеткой. Так как под шпалами, как правило, у нас просто грунт, то удар пришедший на шпалы передается по земле на фундаменты соседних зданий и на подземные коммуникации.

Ремонт трамвайного пути на улице Фрунзе в Самаре. Наши дни, наше время.

Если на автомобильных дорогах мы видим глазом выбоины, и говорим «какая хреновая дорога то!», то в случае трамвайных рельс большинство людей не замечает их реальное состояние. Его зато отлично знают трамвайные хозяйства, и чтобы не поубивать людей в сошедшем с рельс трамвайном вагоне они ограничивают скорость движения на аварийных участках пути. Для примера — в очень благополучной по российским меркам Самаре — треть путей имеет ограничения скорости из-за аварийного состояния полотна. Вдумайтесь — на трети путей вагон едет как черепаха из-за того, что пути в аварийном состоянии (!). В Воронеже когда начались разговоры о снятии трамвая 100 процентов путей имели ограничения скорости из-за аварийного состояния полотна. При этом воронежцы не обсуждали вопрос о том, что полотно надо ремонтировать, они говорили «трамвай такой медленный — его надо убрать». Сейчас там трамвай собираются восстанавливать…

Так вот до самого закрытия системы ЛЮБОЙ из воронежских трамваев был способен ехать со скоростью до 60 км/час: ходовая вагонов была исправна. Неисправны были рельсы. На линии скоростного трамвая в Волгограде отлично работают вагоны Татра Т3, которые в большинстве других городов, работают на линиях обычного трамвая и почитаются гражданами за «тихоходные». Для Татры Т3 скорость 65 км/час — это скорость установленная заводом, никаких проблем с такой работой у вагонов нет. А вот у путей — есть. Поэтому очень забавно слышать разговоры что «город закупит скоростные трамваи». НЕ БЫВАЕТ СКОРОСТНЫХ ТРАМВАЕВ, бывают отремонтированные пути, пригодные для скоростного движения. Особенно радует Казань — они регулярно делают вид, что строят новые линии трамвая — при этом кладут деревянные шпалы и крепят их костылями. При этом они закупают «скоростные трамваи» и запускают их к Универсиаде. Это, естественно, полная атрофия мозга у мэра города… каждый раз говоря про «скоростной трамвай» он выставляет себя полным профаном в городском управлении.

Причина тут в том, что еще не один мэр не научился фотографироваться и позировать перед телекамерами на фоне нормально отремонтированного трамвайного пути, зато с красивыми вагонами у них это получается. В итоге новые вагоны выпускают на разбитые рельсы с волнообразным износом полотна, вагоны едут по прежнему с ограничениями скорости, гремят на путях, и за очень короткий срок эти обновки разбиваются в пыль. За всю российскую историю я ни разу не слышал ни об одном случае в стране, в котором мэр занялся бы целенаправленным ремонтом трамвайного пути. НИ РАЗУ. Практически все трамвайные пути в России построены по технологиям 20-30-х годов прошлого века, при этом большая часть из них находится к тому же в аварийном состоянии даже с точки зрения этих технологий!

Давайте теперь разберемся, что бы делал приличный мэр с головой на нужном месте.

Сравним уровень сообразительности мэра столицы нашей Родины города Москва, и мэра провинциального города Константина, расположенного в африканском Алжире, на примере подхода к строительству трамвайных линий..

Укладка трамвайного пути в Протопоповском переулке, 2011 год, Москва.


Укладка трамвайных путей в африканском провинциальном городе Константина, начало 2012 года.

Пытливый глаз заметит некоторую разницу в технологиях… Поскольку арабы любят снимать все против Солнца (я прям замучался искать снимок, чтобы на нем хоть немного было видно особенности конструкции пути), то далее я разберу технологию на более удачных фотографиях из Парижа. Она там та же что и в Африке… Только первый кадр будет из Марокко, а дальше — Париж.


Тут не первый этап уже запечатлен — уже успели уложить геотекстиль, насыпать на него песчаную подушку, которая амортизирует нагрузку. Она очень тщательно рассчитана — ее толщина зависит от кучи условий местности. Далее организовано железо-бетонное основание. Опять геотекстиль, потом слой бетона, на который будет уложена плетеная металлическая сетка. Ее потом снова заливают бетоном.


На этом массивном бетонном основании, уложенном в добавок на подушку, начинают монтаж лежней. Как видите, они бетонные, заводские с кучей хитрых вставок, для правильного крепления рельса. Это очень важно, для точнейшего соблюдению ширины колеи. Между лежнем и рельсом идет еще одна прокладка — на сей раз резиновая. Вы видите также кабельные колодцы, а на заднем плане — рельсы, выправляемые по уровню. Это очень важно — все работы по устройству пути выполняются с допуском 2-3 мм.


Когда все это уложено можно залить следующий слой бетона и зафиксировать основание. Здесь укладываются кабели связи и управления линией, а также монтируются канавы воотвода. Наверное потом надо будет как-нибудь рассказать о линиях связи… потому что современный трамвай имеет очень тонкую систему управления движением. Например, движущийся вагон управляет фазами светофоров вдоль улицы. Трамвайные остановки вдоль линии знают время прибытия ближайшего трамвая. Диспетчер знает положение всех составов на линии. Естественно, никто на современном трамвае не делает ручных стрелок…


После этого можно переходить к монтажу покрытия. Покрытие может быть при такой технологии каким угодно — крупноблочные плиты, или литой асфальт, или тротуарная плитка, брусчатка… а можно и газон, как искусственный, так и естественный. Это совершенно не важно, участки мощения можно сочетать как угодно в пределах одной линии. Если обратите внимание, то заметите, что независимо от типа покрытия по бокам от рельса уложены резиновые прокладки.

Все стыки на таком пути свариваются, после чего тщательно шлифуются. С учетом длинны трамвайных линий проблемы с температурной компенсацией на них практически не возникает. Однако, технология укладки пути позволяет, при необходимости, делать и температурно-компенсационные стыки. Естественно, ни в Париже, ни в Африке никто не переводит стрелки ломом… такие технологии на трамвайных путях остались только в слабо развитых странах, таких как Россия.

А вернемся ка мы все же в Африку, чтобы оценить результаты — как же выглядит законченная трамвайная линия? Это уже не Алжир. Это другая страна — королевство Марокко, тоже провинциальный город — Касабланка. В столице Марокко городе Рабате тоже есть трамвайная линия построенная по такой технологии. В России таких линий нет нигде, ни в провинции, ни в столицах. Я думаю вы глазом можете заметить, что об такую линию подвеску не разобьешь.


На линии, уложенной подобным образом, происходит многоуровневое гашение вибраций. Массу вагона амортизирует песчаная подушка, на которую давит не отдельная шпала, а вся бетонная основа линии. Сам рельс поддерживается резиновыми прокладками. Естественно, новые трамваи с технологией мотор-колесо иначе взаимодействуют с рельсовым путем.

В итоге вот такой трамвай как на картинке издает столько же шума, как и легковой автомобиль. Он ВООБЩЕ не издает звука при качении по рельсам, весь его шум — это работа двигателей, системы управления и почти что самый громкий звук — это звук трения пантографа о провод. Такой трамвай не создает вибраций. Вообще никаких. Совсем. Его можно пропускать сквозь посудную лавку, и там не задрожит ни одно блюдце.

Как видно, между реалиями российских городов и современным технологиями, применяемыми в африканских государствах, огромная пропасть. Возможно как-то наверстать отставание нам поможет Сколково… но пока в нем нет направления по данной тематике, поэтому сперва придется подождать его появления. Однако, как я уже писал выше, у нас все в аварийном состоянии даже с точки зрения технологий 20-х годов прошлого века. Так что же могли бы сделать мэры наших городов, если бы занялись трамваем уже завтра?

Во-первых, необходимо заниматься шлифовкой рельсового пути. Для этого в службах пути, как правило, есть специальные рельсошлифовочные вагоны. Это вагон с точильным камнем в тележке, который как бы «утюжит» пути, снимая волну. Это существенно снижает шум от движения вагонов. Естественно это надо делать не только на старых линиях, но и на только что отремонтированных — но там надо шлифовать уже не путь, а стыки. Такие вагоны есть — но для их работы надо тратить средства на их работу, электричество, зарплату сотрудникам… Поэтому они, как правило, не покидают пределов депо с советских времен. Вот в Самаре, например, такой вагон есть — РШ-24. Стоит в депо мертвым грузом.


Спецвагоны позволяют ликвидировать, ну или по крайней мере существенно уменьшить шум из-за волнообразного износа рельсов. Это же, кстати, позволяет меньше разбивать вагоны, что дает экономию на ремонте. Но кто ж ее — экономию — считать умеет?.. Далее идет важный вопрос — обточка колесный пар в депо. Для этого есть станки… вагон снимают с тележек, тележки разбирают, отделяя колесные пары, и те идут на станок. Станок стачивает бугры, все собирают обратно. Если стачивать уже нечего, то ставят новые бандажи колес.


Так что, как видите, трамвай тоже можно «переобуть» :) Только сейчас автомобилисты я думаю вспомнят, как бывает тяжко поменять резину — вроде бы и надо, но дорого и хлопотно… Вот точно также в трамвайном депо решают вопрос о замене бандаже колес и обточке колесных пар: дорого (а денег мэрия не выделяет) и хлопотно (есть и более первоочередные вопросы, которыми занять ремонтный персонал). В результате трамваи гоняют по городу с хорошими лысками, так что гремят как неизвестно что, а внутри от тряски возникает чувство, что попал на аттракцион «американские горки».

Как же быть? В метрополитене, который в отличии от трамвая обычно содержат в более менее приличном состоянии, это решается вот таким потоковым станком для обточки колесных пар:


Вагон заходит тележкой на станок, и начинается работа. Это позволяет не сильно уродоваться при решении банальной каждодневной задачи по обточке колесных пар. Ну а своевременная замена бандажа — это святое дело, и если его не делать, то приходится с грохотом грешить квадратными колесами по всему городу.

Еще одна тема, которая посильна даже нищему мэру — это сварка стыков путей. Сварочные вагоны, как правило, тоже есть в каждом хозяйстве… только на их применении также экономят. Плюс видов сварки существует большое множество, у нас применяют самую примитивную… в результате пути восстанавливают, как на фотографии из Новосибирска, приведенной выше. При этом, естественно, на таких участках вагоны разбиваются и гремят. Это, естественно, можно было бы недопускать — если бы хотя бы за существующими путями следили и ухаживали. Замечу, то что я сейчас перечислил — это копеечные работы не требующие внедрения сложных африканских технологий.

А теперь — самое интересное. Я поднял документы, и прочитал в концепции подготовки к проведению ЧМ-2018 в Самаре, что общественный транспорт используется для поездок по городу Самаре 94,7% жителей (страница 12). Там же указано, что на перевозки трамваями пришло 43% от всех пассажирских перевозок. Я поднял цифры, и выяснил, что в Самаре проживает 967 тысяч граждан, имеющих право голоса (из 1,2 миллионов населения). То есть 908 тысяч избирателей пользуются для поездок по городу общественным транспортом, из них 390 тысяч преимущественно используют для поездок трамвай. 49 тысяч используют преимущественно автомобиль. Так вот… на ремонт автомобильных дорог планируется направить что-то около 1-1,5 миллиардов (в зависимости от того, будет или нет помогать область), на ремонт трамвайных путей планируется направить шиш, причем даже без постного масла. Да, да — естественно, я не отрицаю, что чинить дороги ужасно важно и нужно, ведь там же ездят автобусы и троллейбусы, с маршрутками в куче. Однако, я не думаю, что мэрии удастся починить все дороги города. Я уже писал о том, что на капитальный ремонт 1 км автомобильной дороги с тремя полосами движения надо в среднем 1 миллиард рублей. Так вот на укладку 1 км рельсового пути первой категории идет материалов на 9 миллионов рублей. С работами, демотажом, мотажом, отводом воды, налогами, выравниванием всего и вся, перекладкой чего угодно, откатом в 10 процентов, и прочими радостями жизни, выйдет вам это ну в 35-40 миллионов рублей. Это вместе с баластом пути — без замены баласта пути не пути, а дерьмо полное.

Еще раз, это надо повторять периодически, для лучшего понимания, — вы НИКОГДА не сможете починить дороги так, чтобы это заметили и оценили жители. У вас на это никак, чисто теоретически, даже если область вдруг станет доброй, не будет денег на это. Но вы в состоянии ежегодно ремонтировать значительные участки трамвайного пути. Я не говорю о африканских технологиях — нашей стране до них еще расти и расти… Но вы абсолютно точно в состоянии обеспечить даже при существующих вагонах почти бесшумный и очень быстрый трамвай, которым будет пользоваться ОЧЕНЬ много избирателей. Никто вам не вспомнит дороги, вас скорее ими будут зарывать… Но город вспомнит вам трамвайные пути, потому что их и правда в ваших силах сделать. Оставьте вы дороги для косметики, придержите вы закупки новых вагонов — черт бы с ними сейчас, — СДЕЛАЙТЕ ПУТИ!!! У вас ТТУ работает по технологиям 20-х годов прошлого века, ОЧЕНЬ легко немного вложиться и сделать из него конфету, просто на контрасте того что было до вас, и стало при вас… Люди ездят на общественном транспорте каждый день, каждый божий день — эти изменения они увидят гарантировано. И эти изменения будут работать много лучше, чем любая пиар-компания.

(c) Антон Буслов

Рейтинг: 0

Комменты из Vk:

  1. именно — правильное решение от пробок — не строить новые автомобильные дороги и развязки, а развивать общественный (кроме маршруток) транспорт и жд пути для трамваев — это гораздо дешевле. А еще это понятие придумали — «ямочный ремонт». Тьфу всем нашим правителям в харю

    Рейтинг: 0
  2. Господин Антон Буслов!
    Не смею ставить под сомнения Ваши изыскания и африканские технологии, но, простите, в городе Самара какой страны Вы живете (исследуете)?
    В той разнесчастной Самаре, носившей некогда имя Куйбышев, где я имел честь родиться, автоматические стрелки стоят уже 30 лет более чем в половине мест, население составляет 2 с ху… эээ гаком, миллиона хомячков и хомячек, и никакого ЧМ 2018 не планируется, да и не может в силу полного отсутствия хоть чего-то похожего на нормальный стадион. «Металлургом» можно подтереться, а остальные годятся разве что на тренировку костоломов. И хотя я много лет ломал ноги на них всех, меня отнюдь не греет эта ситуация.
    Так вот, господин Антон, скажите также, цитирую
    «где ты в Париже видел трамвай?» (с) М.Щербаков
    Полагаю, что в Марокко. Но не удивлюсь, если его нет и там, потому как жарко и рельсы, на какой бы х… эээ подушку их ни клали, будут коробиться не по детски. Что? Железо — тугоплавкий металл, а сталь — и того тугоплавчее? А какая температура при трении металла об металл? Ах, да, мы об этом не думали. А еще мы не думали, что когда на этот разогретый рельс падает капля холодного дождя/снега, то деформация рельса — вот она. Микроскопическая, ясен день! Да только в той же Самаре снега выпадает столько, сколько в этом году в Москве и близко не выпало, хоть и верещали тут разные. А греется рельс от колеса — каждые 10-15 минут.
    По автомобили, пересекающие эти рельсы поперек, я тоже промолчу. Разные они бывают. В т.ч. и многотонные грузовики.
    Впрочем, при всем при этом, я в целом согласен, что вложение в трамвайные пути было бы куда разумнее многих дорожно-строительных мероприятий моей малой Родины, ибо дешевле и эффективней.
    Вот только шума за последние 35 лет там не стало ни больше, ни меньше. Хотя рельсы возле моего дома не меняли за это время НИ РАЗУ!
    Прихожу к выводу, что Вы неплохой, должно быть, экономист, возможно, перспективный замградоначальника по транспортным вопросам.
    А вот физик Вы — хреновый. И исследователь — так себе.
    Принимайте критику, если, конечно, Вас сюда занесет.
    :-D

    Рейтинг: 0
    • В Самаре автоматические стрелки не стоят более 15 лет.
      Население — 1.1 млн человек.
      Стадион будет построен новый.

      >А греется рельс от колеса — каждые 10-15 минут.
      Дойдите до Кировского рынка (или в любую точку ЖД, кроме вокзала — там стрелок куча) и посмотрите уже на ЖД пути: там уложен бесстыковой путь на главных путях. Ничего не греется и все в превосходном состоянии.

      Рейтинг: 0
      • Оставьте контакт. Заеду в Самару, встретимся, погуляем, посмотрим, посчитаем. Все ручные стрелки мне покажете лично.
        1,1 млн там жил, простите в 1950 м году. А в 1989, когда я оттуда переехал на учебу в Москву, проживало 1,8 млн человек.
        А что касается бесстыковочных путей, то об этом я Вам и говорю: все это — вранье. Они абсолютно не влияют на шумность транспорта.
        Я и в данный момент живу в развилке двух веток Минского направления железной дороги. По прямой от моего домика до ж/д путей примерно 200 метров, высотных зданий нет, пластиковых стеклопакетов тоже. У меня поезда слышно только когда они подают гудок.
        Никакого отношения все эти лыски и крыски к шумности не имеют.
        Видимо, один из Ваших друзей тут пытается ратовать за подобную пургу в Москве. Приводит пример еще и из Норвегии. Из Бергена.
        9,8 км трамвая за 392 млн долларов.
        Так вот, в Самаре потребуется раз в пять больше полотна, плюс наладка инфраструктуры. Норвегия как раз поближе к нам по климату, чем Морокко — сопоставьте пропорцию увеличения расходов.
        Теперь задумайтесь о посадке футбольных фанатов — кстати, я Вам не верю, что в Самаре будет строиться новый стадион. Ни Вам, ни тому источнику, где Вы эту дезу взяли — в эти скорлупки. Сколько они прослужат? Ах, ну да! Еще же надо билеты проверять! Сейчас в Самаре по кондуктору на один трамвай приходится — я просто в восторге, что так наконец-то сделали (ну, да уже лет 10 как) — а будет что? Взвод ОМОНА будет билеты проверять?
        А я Вам скажу, что будет: вся эта гопота пойдет пешедралом до ближайших стоянок маршруток. И Вашим замечательным трамваем даже пользоваться никто не будет. Отнюдь не потому, что быдло. А потому — что, помня о быдле, трамваи в день матча просто не пустят к стадиону. Шутки ради можете посмотреть, как выглядят троллейбусы маршрутов 4 и 15, а также трамваи маршрутов 8 и 9 (да и 24. Он по выходным тоже заглядывает) на конечной остановке в дни матчей Крылышек. Заодно — трамваи маршрутов 13, 24 и 25 на остановке ул. Юных Пионеров.
        Да, блин, я вырос в этом самом дурацком районе — на Металлурге — и трамвайные проблемы футбола ощутил на себе в полной мере. Вернее, не в полной: т.к. съездив пару раз в этих набитых крокодилах, стал ходить домой пешком.
        Я знаю, что неубедителен.
        Очень хочу, чтобы Вам дали попробовать, а когда окажется, что махонький кусочек трамвайного полотна Вам обошелся в стоимость стадиона, посадили за глупость в назидание потомкам.
        И — купите калькулятор. В уме считать — прерогатива умеющих это делать.

        Рейтинг: 0

Оставить комментарий

Примечание - Вы можете использовать эти HTML tags and attributes:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong> <img http="" alt="" height="" src="" width=""> <iframe alt="" height="" src="" width=""> <ul> <li> <ol> <src> <p>

Яндекс.Метрика

Copyleft 2010 - 2016 © Obobrali.ru
Disclaimer
Все права на оригинальные тексты и картинки принадлежат их авторам
Все материалы на сайте рассчитаны на категорию адекватных людей 18+




Авторизация

Регистрация

captcha image

Генерация пароля