РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ Российский патент 1994 года по МПК E01B9/30 

Изобретение относится к транспортному строительству и может быть использовано для прикрепления рельсов к железобетонным шпалам в железнодорожном пути.

Наиболее близким к рельсовому скреплению по технической сущности является рельсовое скрепление для пути с железобетонным основанием.

Цель изобретения - повышение надежности крепления рельса к шпале и повышение стабильности рельсовой колеи.

На фиг. 1 изображено рельсовое скрепление, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3 - двухребордчатая подкладка; на фиг. 4 - то же, план; на фиг. 5 - схема действия сил на подкладку.

Рельсовое скрепление содержит железобетонную шпалу 1 с плоской поверхностью рельсовой площадки 2 и параллельными рельсу 3 v-образными углублениями 4, металлическую двухребордную подкладку 5 с v-образными жесткими упорами 6 и пружинные клеммы 7. Рельс 3 изолирован от подкладки 5 эластичной прокладкой 8. Подкладка 5 отделена от рельсовой площадки 2 полимерной прокладкой 9, а крепежный элемент 10 изолирован от шпалы 1 пластмассовым дюбелем 11. Пружинные клеммы 7 установлены посредством крепежных элементов 10, например путевых шурупов. Каждая клемма 7 опирается одним концом на подошву рельса 3 и другим концом - на дно v-образной крайней части 6 подкладки 5. Параллельные и противоположно расположенные относительно рельса 3, т. е. наиболее удаленные от него торцы двухребордчатой подкладки 5 выполнены в поперечном сечении v-образного профиля с наружными стенками 12, наклоненными под углом β к поверхности ее плоской средней части 13 с ребордами 14 и возвышающимися над ней своими концами. Наружные стенки 12 крайних частей 6 двухребордчатой подкладки 5 выполнены более тонкими по сравнению с плоской средней частью 13. Этим достигается упругая податливость при монтаже, когда происходит вхождение упоров 6 в углубление 4 при завинчивании шурупов 10 в дюбели 11. Углубления 4, расположенные параллельно рельсу по краям рельсовой площадки 2, имеют в поперечном сечении форму v-образного желоба с наружными стенками 15 и внутренними стенками 16, наклон которых происходит под тем же углом β или несколько меньшим к плоской поверхности рельсовой площадки 2, чем угол β наклона наружной стенки 12 упора 6 подкладки 5, и возвышающийся над плоской поверхностью рельсовой площадки 2. Угол β находится в пределах 45-90^о и определяется условием самоторможения клинового соединения, по которому угол клина должен быть менее двойного угла трения сопрягаемых поверхностей, а также меньшей трудоемкостью формования шпалы. Угол α углов наклона поверхностей v-образных сечений желобов 4 и упоров 6 подкладки 5 также назначается из условия самоторможения клинового соединения.

Монтаж скрепления осуществляется следующим образом (фиг. 1 и 2).

На поверхность рельсовой площадки 2 с углублениями 4 укладывают полимерную прокладку 9 и двухребордчатую подкладку 5 с v-образными упорами 6. На поверхность подкладки между ребордами 14 размещается эластичная рельсовая прокладка 8, на которой располагается рельс 3. Подкладка 5 размещается таким образом, чтобы ее упоры 6 с наружными стенками 12 были совмещены со стенками 15 углублений 4 рельсовой площадки. Затем устанавливают клеммы 7 с опиранием одним концом на подошву рельса, другим концом - в дно v-образного сечения упора 6 подкладки. Затем через отверстия клемм, совмещенные с отверстиями площадки, вставляют крепежные элементы 10, например, путевые шурупы и затягивают их в пластмассовых дюбелях 11 шпалы 1.

Рельсовое скрепление действует следующим образом.

При затягивании путевых шурупов клеммы прижимаются к подошве рельса и к подкладке с монтажным усилием Р_м. Под воздействием монтажных усилий происходят скольжение наружных стенок 12 крайних частей подкладки по наружным наклонным откосам v-образных углублений рельсовой площадки, их упругая податливость и сжатие рельсовой прокладки 8 и сжатие нашпальной полимерной прокладки 9.

За счет совмещения и вхождения v-образных частей подкладки в такие же v-образные углубления рельсовой площадки происходит упругое обжатие подкладки 5 с ее торцов, и тем самым достигается упругое заклинивание подкладки 5 в рельсовой площадке 2 шпалы 1. При прохождении подвижного состава рельс воспринимает и передает на подкладку вертикальные силы Р, горизонтальные поперечные силы Н и момент кручения М, которые усиливают заклинивание и уплотняют соединение.

Вследствие упругого заклинивания подкладки в железобетонной опоре горизонтальная силa Н передается не меньше чем на две поверхности 15 и 16 откосов углублений 4 рельсовой площадки 2. На откосе 15 с одной стороны рельсовой площадки действуют реактивные усилия R_N1, которые раскладываются на нормальную реакцию N₁ и на реакцию N₁˙f₁, где f₁ - коэффициент трения скольжения на откосе. С другой стороны рельсовой площадки на откосе 15 действуют реакция R_N2, которая раскладывается на нормальную реакцию N₂ и на реакцию N₂f₂, где f₂ - коэффициент трения скольжения на этом откосе.

Если поперечная горизонтальная сила Н превышает первоначальное усилие предварительного обжатия подкладки с торцов, полученного вследствие упругого заклинивания, то сопротивление поперечному перемещению подкладки складывается из реакции g₁ с одной стороны рельсовой площадки и реакции g₂ - с другой.

Повышение надежности и стабильности рельсовой колеи достигается также тем, что наружные стенки 12 упоров 6 подкладки 5 сопряжены с откосами углублений 4 рельсовой площадки 2 до уровня, превышающего уровень плоскости горизонтальной части 13 подкладки 5.

Вследствие этого равнодействующая горизонтальных поперечных сил передается по линии центров тяжести контактирующих поверхностей и таким образом позволяет передать эти усилия на большой глубине бетона, исключить дополнительные напряжения от момента опрокидывания и в большей степени повысить сопротивление скрепления на сдвиг.

Использование данного устройства позволит повысить надежность крепления рельса к горизонтальной плоскости и стабильности рельсовой колеи, что приводит к наименьшим затратам на устройство и содержание пути в исправности.

Использование: в рельсовых скреплениях. Сущность изобретения: рельсовое скрепление содержит смонтированный на шпале жесткий упор, задняя часть которого выполнена V-образной и размещена в ответной формы углублении, выполненном в шпале, смонтированную на шпале упругую клемму и размещенную под подошвой рельса жесткую прокладку, выполненную заодно с жесткими упорами, расположенными по обе стороны от рельса. 5 ил.

РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ, содержащее смонтированный на шпале сбоку от рельса посредством крепежного элемента жесткий упор, передняя часть которого, обращенная к рельсу, выполнена с вертикальным выступом, а задняя выполнена в поперечном сечении У-образной и размещена в ответной формы углублении, выполненном в шпале, и смонтированную на крепежном элементе упругую прижимную клемму, которая расположена в контакте с верхней гранью подошвы рельса и с задней частью упора, отличающееся тем, что оно снабжено размещенной под подошвой рельса жесткой прокладкой, выполненной заодно с жестким упором и с упором, расположенным по другую сторону рельса.