Блог. Краснотурьинский трамвай: «Почему шумит трамвай?»

Согласно результатам недавнего интернет-опроса краснотурьинцев, среди недостатков трамвая горожане выделяли низкий уровень комфорта, в том числе и шум (23,9% респондентов, пятый по популярности вариант ответа). Мы привыкли думать сами и слышать от других, что все трамваи – это старые громыхающие металлические гробы, потому что не видели, каким этот вид транспорта должен быть на самом деле.

При хорошем состоянии рельсового полотна и подвижного состава набор звуков, которые издает трамвайный вагон, – это гудение двигателя, писк преобразователей и «пение» провода от трения токоприемника. Откуда вообще появляется тот шум, который издают трамваи в большинстве российских городов? Как от него избавиться?

Первая и самая очевидная догадка лежит на поверхности, причем буквально. Состояние используемых путей зачастую оставляет желать лучшего. Оно складывается из качества укладки рельсов, подгонки стыков, материала шпал, подстилки, степени износа и возраста этих элементов полотна. Немаловажен и тип используемых рельсов, они могут различаться по марке используемой стали и форме, от этих параметров зависит их прочность и износостойкость.

Вид железнодорожных рельсов нам привычен, форма двутавра позволяет эффективно распределять нагрузку, на их производство идет высококачественная рельсовая сталь. В Краснотурьинске для движения трамваев уложены ж/д рельсы производства 50-х годов прошлого века, они не пришли в негодность до сих пор, менялись только шпалы. В соседнем Волчанске были обнаружены используемые трамваем рельсы, выпущенные в 1927 году.

Трамвайные рельсы, в отличие от железнодорожных, имеют желоб. В него помещается реборда (часть бандажа колеса, не позволяющая ему значительно смещаться по головке рельса), что делает возможным совмещение их с дорогой. Такие рельсы стоят гораздо дешевле, но при этом имеют меньший ресурс и способны воспринимать меньшую нагрузку.

Сколько угодно прочными бы не были рельсы, со временем они деформируются. Самый распространенный вид деформации и основной источник шума – волнообразный износ, на профессиональном жаргоне «стиральная доска». От неравномерного характера нагрузок рельс стачивается таким образом, что при рассмотрении его в профиль становятся видны волны длиной 3-12 см.

В большей мере такой деформации подвержены трамвайные рельсы, поскольку обладают худшими механическими характеристиками в сравнении с железнодорожными. В Краснотурьинске на путях волнообразной деформации не наблюдается из-за невысокой интенсивности движения.

Куда более актуальный вид деформации для нашего города – боковой износ головки рельса. Каждый когда-нибудь слышал скрежет колес поворачивающего трамвая – это трутся друг о друга реборда колеса и внутренняя сторона рельса. Такой износ характерен для кривых участков пути и разворотных колец. Фото ниже сделано на кольце Набережная в 2015 году. С тех пор ситуация только усугубилась.

Чтобы предотвратить стачивание, нужно уменьшить коэффициент трения, смазывая кривые участки пути различными средствами. Это также помогает избавиться от скрежета, поскольку реборда не трется о боковую поверхность рельса, а скользит по ней.

Шум исходит от препятствий, которые лежат на пути колеса. Это различные неровности на рельсах и места их соединения – стыки. Чем больше зазор между рельсами, тем громче звук наезда колеса и сильнее тряска. На совмещенном дорожном полотне в местах плохо подогнанных или разбитых стыков можно увидеть треснувший асфальт. Самый очевидный подход к устранению шума от зазоров – избавление от самих зазоров. Так и поступают в большинстве случаев. Чаще всего стыки сваривают термитным способом, при таком соединении не нужны болты и накладки.

Но, как известно даже из школьного курса физики, размер любого тела в разной мере зависит от температуры. Для предотвращения расширения рельсов в жаркую погоду до такой степени, чтобы выгнуться и вырвать крепления из шпал, применяют специальные термокомпенсационные стыки, которые устанавливаются с интервалом в 100-150 метров.

Такая технология укладки путей затратная, но оправдывает свою стоимость, поскольку практически полностью избавляет от шума.
У железнодорожного транспорта, как и у автомобильного, есть своего рода стальные «шины» – бандажи.

Как и рельсы, они имеют свойство стачиваться при взаимном контакте. Трамвай постоянно разгоняется и замедляется, при старте имеет место буксование, при торможении наблюдается юз. Поверхность бандажа стирается неравномерно, а место, где произошло заметное стирание до плоской площадки, называется лыской (прокатом). При движении поврежденный бандаж, касаясь этой лыской рельса, подбрасывает вагон и издает стук, и чем выше скорость движения, тем чаще и громче он стучит. К стуку бандажа добавляется стук рельсовых тормозов, они подвешены над уровнем рельса на высоте не более одного сантиметра, при этом жестко не зафиксированы, и при тряске, вызванной неровностью бандажа и/или пути, они также ударяются о рельсы. Следующее видео записано в Краснотурьинске в 2013 году, на нем слышно, что бандажи в плохом состоянии.

После того, как лыски появились на бандажах, их необязательно сразу менять. Для устранения дефекта колесные пары обтачивают специальным оборудованием, чтобы привести их форму к норме. Бесконечно так делать, конечно, нельзя, существует предел толщины, при котором бандаж необходимо заменить.

В итоге можно отметить, что основными источниками шума от трамваев являются изношенные пути, плохо подогнанные стыки и неравномерно сточенные бандажи. Последняя проблема легко решается даже в имеющихся краснотурьинских условиях, как видно из фото выше, но для укладки рельсов и сваривания стыков по современным технологиям следует нанимать профессионалов, которые уже имели опыт строительства таких трамвайных путей.