ШПАЛА ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ Российский патент 2003 года по МПК E01B3/34 

Изобретение относится к строительству железных дорог, в частности верхнего строения пути, и может быть использовано при укладке бесстыкового пути.

Известна шпала железобетонная /1/, имеющая замурованные в бетоне хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, и расположенные между двумя соседними анкерами плоские площадки. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Каждый анкер выполнен из двух состыкованных между собой частей.

Недостатком этой шпалы является сложность конструкции и технологии изготовления шпалы.

Известна шпала железобетонная с рельсовым скреплением /2/, имеющая замурованные в бетоне хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, и расположенные между двумя соседними анкерами плоские площадки. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Плоские площадки шпалы и стенки анкера разделены бетонными выступами.

Недостатком этой шпалы является отсутствие возможности регулирования ширины рельсовой колеи заменой изолирующих вкладышей разной толщины между подошвой рельса и бетонными выступами из-за малой длины площадки шпалы между бетонными выступами.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является шпала железобетонная с рельсовым скреплением /3/, имеющая замурованные в бетоне хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, и расположенные между двумя стенками соседних анкеров плоские площадки. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Длина площадки между стенками соседних анкеров не превышает 1,2 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, а ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой составляет 0,4 ширины шпалы в этом месте.

Недостатком этой шпалы является отсутствие возможности регулирования ширины рельсовой колеи при использовании шпалы одного типоразмера с одинаковым расстоянием между стенками соседних анкеров путем замены изолирующих вкладышей разной толщины, расположенных между подошвой рельса и стенками анкеров. Из-за малой длины площадки между стенками соседних анкеров при смещении рельса в сторону приближения к стенке одного из анкеров прочность вкладыша оказывается недостаточной в результате малой его толщины. Кроме того, незначительная ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой приводит к большим контактным давлениям кромки подошвы рельса на изолирующий вкладыш, который охватывает стенку анкера и передает на нее боковое усилие со стороны рельса, что может привести к смятию вкладыша и снижает надежность скрепления.

В основу изобретения поставлена задача путем оптимизации соотношения размеров шпалы и анкеров обеспечить при использовании шпалы одного типоразмера регулирование ширины рельсовой колеи в сторону ее сужения или расширения до 15 мм при соблюдении технологичности изготовления шпалы и надежности скрепления.

Для решения указанной задачи в шпале железобетонной, имеющей замурованные в ней хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, и расположенные между двумя стенками соседних анкеров плоские площадки, в отличие от прототипа длина всей площадки между соседними анкерами составляет 1,25-1,5 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, а ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой составляет 0,56-0,75 ширины шпалы в этом месте.

Вышеизложенные признаки заявляемого изобретения обеспечивают получение технического результата, заключающегося в возможности регулировать ширину рельсовой колеи до 15 мм при использовании шпалы одного типоразмера с неизменным расстоянием между стенками соседних анкеров путем замены изолирующих вкладышей разной толщины, расположенных между подошвой рельса и стенками анкеров. Благодаря большому расстоянию между стенками соседних анкеров при смещении рельса в сторону приближения к стенке одного из анкеров ширина и прочность изолирующего вкладыша остается достаточной для надежной работы скрепления. Регулирование ширины колеи в сторону ее расширения в кривых участках пути повышает его надежность, а регулирование ширины колеи в сторону сужения при боковом износе внутренней части головки рельса повышает срок службы рельсов. Кроме того, достаточная ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой обеспечивает надежность скрепления благодаря незначительным контактным напряжениям на поверхности изолирующего вкладыша, воспринимающего боковые усилия со стороны рельса, передаваемые через вкадыш на анкер.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.

Выполнение длины всей площадки между соседними анкерами, равной 1,25-1,5 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, дает возможность расположить между стенкой анкера и подошвой рельса вкладыш уменьшенной толщины, достаточной по условиям прочности для передачи бокового усилия со стороны рельса на анкер, сместить рельс в сторону приближения к анкеру и регулировать таким способом ширину рельсовой колеи.

Если длина всей площадки между анкерами окажется меньше 1,25 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, то ширина вкладыша при наибольшем смещении рельса в сторону приближения к анкеру не обеспечит необходимой прочности вкладыша.

Если длина всей площадки между анкерами будет больше 1,5 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, то габариты скрепления окажутся нерационально большими и возрастет его материалоемкость.

Выполнение ширины стенки анкера в месте контакта со шпалой, равной 0,56-0,75 ширины шпалы в этом месте, позволяет принять такие габаритные размеры вкладыша, охватывающего стенку анкера, которые обеспечат допускаемые контактные напряжения во вкладыше от бокового усилия со стороны подошвы рельса.

Если ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой будет меньше 0,56 ширины шпалы в этом месте, то контактные напряжения во вкладыше от бокового усилия со стороны рельса окажутся больше допускаемых и может произойти смятие вкладыша.

Если ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой будет больше 0,75 ширины шпалы в этом месте, то при заливке бетоном технологической формы для формообразования шпалы пространство между краем стенки анкера и боковой поверхностью формы окажется недостаточным для размещения в нем оснастки для фиксирования надшпальной части анкера в форме.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - шпала железобетонная с замурованными анкерами;
на фиг.2 - вид сверху на фиг.1;
на фиг.3 - шпала с рельсовым скреплением;
на фиг.4 - вид сверху на фиг.3.

Шпала железобетонная содержит замурованные в бетоне хвостовой частью 1 анкеры 2, верхняя часть которых 3 служит для крепления рельсов 4 с помощью клемм 5 и вкладышей 6. Между двумя стенками 7 соседних анкеров 2 расположены плоские площадки 8, на которых через амортизирующую прокладку 9 устанавливаются рельсы 4. Длина "а" всей площадки 8 между соседними анкерами 2 составляет 1,25 - 1,5 длины "в" части площадки, которая расположена под подошвой 10 рельса 4 при работе шпалы в пути. Ширина "с" стенки 7 анкера 2 в месте контакта со шпалой составляет 0,56 - 0,75 ширины "d" шпалы в этом месте.

При укладке кривых участков пути используются шпалы одного типоразмера с одинаковым расстоянием между соседними анкерами, равным 200 мм при укладке рельсов Р65 с шириной подошвы 150 мм. Увеличение ширины колеи на участке с постепенно уменьшающимся радиусом кривизны осуществляют установкой между стенкой анкера и подошвой рельса вкладышей с постепенно увеличивающейся на каждой шпале на 0,5 мм шириной с внутренней стороны колеи и соответственно уменьшающейся шириной вкладышей с наружной стороны колеи.

Ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой составляет 110 мм при ширине шпалы в этом месте 175 мм.

Предложенная шпала современной конструкции с анкерными скреплениями позволяет при использовании шпалы одного типоразмера регулировать ширину рельсовой колеи в сторону ее сужения или расширения до 15 мм при соблюдении технологичности изготовления шпалы и надежности скрепления.

Источники информации
1. Автор. свид. СССР 1474189, кл. Е 01 В 3/34, БИ 15, 1989.

2. Автор. свид. СССР 643575, кл. Е 01 В 9/30, БИ 3, 1979.

3. Современные конструкции верхнего строения пути. Под ред. В.Г. Альберхта и А.Ф. Золотарского. М., Транспорт, 1975, с.84. рис. 4-2 (прототип).

Изобретение относится к области строительства железных дорог, в частности верхнего строения пути, и может быть использовано при укладке бесстыкового пути. Железобетонная шпала имеет замурованные в бетоне хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, а также расположенные между двумя стенками соседних анкеров плоские площадки. Длина всей площадки между соседними анкерами составляет 1,25-1,5 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, а ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой составляет 0,56-0,75 ширины шпалы в этом месте. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности регулирования ширины рельсовой колеи при использовании шпалы одного типоразмера с неизменным расстоянием между стенками соседних анкеров. 4 ил.

Шпала железобетонная, имеющая замурованные в бетоне хвостовой частью анкеры, верхняя часть которых служит для крепления рельсов, и расположенные между двумя стенками соседних анкеров плоские площадки, отличающаяся тем, что длина всей площадки между соседними анкерами составляет 1,25-1,5 длины части площадки, которая расположена под подошвой рельса при работе шпалы в пути, а ширина стенки анкера в месте контакта со шпалой составляет 0,56-0,75 ширины шпалы в этом месте.