Данное изобретение относится к системе закрепления железнодорожного или трамвайного рельса, которая включает в себя рельс и оболочку для его удерживания.
Согласно одному аспекту данного изобретения предлагается система закрепления железнодорожного или трамвайного рельса, содержащая оболочку и упругий наполнитель внутри оболочки, предназначенные для удерживания железнодорожного или трамвайного рельса, имеющего головку, шейку и подошву, где внутренний профиль оболочки имеет форму открытого желоба, в который помещается рельс. Система закрепления отличается тем, что внутренний профиль оболочки у своей верхней открытой стороны и у своей нижней опорной стороны имеет такую форму, которая позволяет прочно удерживать при помощи наполнителя головку и подошву рельса соответственно.
В предпочтительном исполнении внутренний профиль оболочки между его опорной и открытой сторонами сужен так, что образована зона фиксации или защемления, через которую подошва рельса, когда его вставляют в оболочку, должна пройти для удерживания рельса.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается система закрепления железнодорожного или трамвайного рельса, содержащая оболочку и упругий наполнитель внутри оболочки, предназначенная для удерживания железнодорожного или трамвайного рельса, по существу, симметричной формы, который имеет головку и подошву, соединенные средней частью большей ширины. Данная система закрепления отличается тем, что внутренний профиль оболочки имеет форму открытого желоба, в который помещается рельс, а средняя часть этого профиля между верхней открытой и нижней опорной сторонами имеет такую форму, которая позволяет прочно удерживать при помощи наполнителя среднюю часть рельса.
Наполнитель может быть из жесткого и прочного, но в то же время упругого материала, например из эластомера. Наполнитель может быть прикреплен к оболочке и/или рельсу или может представлять собой лист, вдавливаемый внутрь оболочки, когда рельс вставляют в нее, а также может заливаться или распыляться в пространство между стенками оболочки и рельсом.
Внутренний профиль оболочки может быть прямым или криволинейным в продольном направлении для того, чтобы соответствовать заданной продольной или вертикальной прямолинейности или криволинейности рельса, который должен удерживаться в этой оболочке.
Внутренний профиль оболочки может быть сформирован заранее, чтобы соответствовать заданной продольной прямолинейности или криволинейности рельса, который должен удерживаться в этой оболочке. Такое предварительное профилирование может быть достигнуто приложением к оболочке изгибающих сил, которые могут быть приложены изнутри и/или с наружной стороны оболочки.
В предпочтительном исполнении материал оболочки является более жестким, чем эластомер, находящийся внутри нее, причем оболочка может быть изготовлена как из листового материала, так и при помощи вытягивания, штамповки или отливки из, например, полимерного бетона, из листового металла, из усиленной волокнами термореактивной смолы или из усиленного волокнами термопласта.
Для требуемой поддержки оболочки и приложения к ней изгибающих сил может быть использован сам рельс. В альтернативном варианте могут быть использованы отдельные шаблоны, например короткие отрезки рельса или детали, имеющие профиль рельса, которые помещают внутрь и/или снаружи оболочки для обеспечения требуемых изгибающих сил и выравнивания при установке.
Предпочтительней, если оболочка укладывается и/или устанавливается на опорное полотно или плиту, изготовленную, например, из бетона или асфальта.
Железнодорожный или трамвайный путь будет содержать две такие оболочки, расположенные рядом, и может быть выполнен как цельная конструкция в виде плиты. В альтернативном варианте две оболочки могут иметь между собой стяжку.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается система закрепления железнодорожного или трамвайного рельса, включающая в себя, по меньшей мере, одну оболочку с упругим наполнителем, причем эта оболочка или каждая из оболочек выполнена, по существу, в соответствии с первым или вторым аспектом изобретения, и в оболочке или в каждой из оболочек находится рельс, прочно удерживаемый там при совместном действии наполнителя и оболочки.
Рельс может быть, по существу, симметричным в поперечном сечении, так что когда его головка износится, рельс можно извлечь из оболочки, перевернуть и вставить обратно, чтобы использовать вторую головку. Два рельса пути также могут быть заменены один на другой.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается способ укладки железнодорожного или трамвайного рельса, в котором используется оболочка с упругим наполнителем, выполненная, по существу, в соответствии с первым или вторым аспектом изобретения и позволяющая прочно удерживать рельс в ней, причем рельс надежно удерживается на месте за счет взаимодействия наполнителя и оболочки.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предлагается железнодорожный или трамвайный рельс с продольным профилем, включающим выпуклую часть, видимую на поперечном сечении, причем указанная выпуклая часть действует как фиксатор, когда ее вводят в окружающую закрепляющую систему, которая для удержания рельса в нужном положении выполнена, по существу, в соответствии с первым или вторым аспектом изобретения.
Выпуклая часть может находиться между верхней и нижней частями рельса или она может быть расположена в нижней и/или в верхней части рельса. Это позволяет легко производить замену рельса с минимальным повреждением остальной системы.
Общее поперечное сечение рельса может быть, по существу, прямоугольным, а боковые стороны рельса могут быть снабжены не только одной выпуклой частью, а двумя или тремя, расположенными между головкой рельса и его подошвой, так что на боковых сторонах образуются ребра, проходящие вдоль их. При такой конфигурации рельсов без шейки и/или подошвы их изготовление эффективно, так как у таких рельсов допускается больший припуск на износ боковых сторон и можно реже их менять, при этом они менее чувствительны к коррозии и уменьшаются нагрузки на внутреннюю часть рельса.
Такое сравнительно простое поперечное сечение без шейки позволяет удовлетворительно проводить ультразвуковую дефектоскопию всего рельса целиком, а не только головки рельса, как это делается в настоящее время. Это направлено на то, чтобы избежать задержек в движении поездов, связанных с проверкой рельсов, за счет определения дефектов до того как они приведут к незапланированной задержке.
Такое поперечное сечение также означает уменьшение чувствительности к дефектам собственным, или производственным, или вызываемым нагрузкой при эксплуатации, таким как посторонние включения и трещины. Кроме того, сравнительно широкая головка обеспечивает большую площадь опоры для колеса, а более широкое и, следовательно, более прочное поперечное сечение без шейки позволяет повысить надежность скользящих компенсирующих стыков.
Наконец общеизвестно, что при прохождении поездов по рельсам, имеющим шейки, возникает шум и ожидается, что рельс с предложенным поперечным сечением без шейки значительно понизит уровень шума.
В любом случае оболочка, если потребуется, может быть вскрыта возле опорной стороны, для того чтобы обеспечить возможность вставки прокладки под имеющийся рельс.
При дальнейшем усовершенствовании, по меньшей мере, одна уплотняющая прокладка в виде полосы из эластомера может быть загнана между стенкой оболочки и рельсом в области, где нет наполнителя, чтобы еще надежнее поддерживать рельс.
Для лучшего понимания данного изобретения и демонстрации возможности его осуществления на практике далее, для примера, сделаны ссылки на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг.1 схематично изображен вид в разрезе системы закрепления железнодорожного или трамвайного рельса;
на фиг.2 подобно виду на фиг.1 изображена оболочка с наполнителем в соответствии со вторым аспектом данного изобретения, определенным выше;
на фиг.3 схематично изображен еще один профиль, который может иметь оболочка для размещения в ней рельса с модифицированной подошвой;
на фиг.4, 5 и 6 схематично изображены виды в разрезе, иллюстрирующие три возможных варианта поставки и изготовления данной системы;
на фиг.7 схематично изображен предпочтительный профиль рельса, предназначенного для помещения в оболочку, изображенную на фиг.2,
на фиг.8 и 9 изображены виды, подобно виду на фиг.2, двух других возможных профилей рельса и оболочки.
На фиг.1 в качестве примера изображен железнодорожный рельс 1, удерживаемый в оболочке 2, где оболочка установлена в бетонное полотно или плиту 3. Оболочка 2 имеет внутренний профиль в виде открытого желоба, куда помещается рельс 1, причем внутренний профиль у своей верхней открытой стороны и у своей нижней опорной стороны имеет такую форму, которая позволяет прочно удерживать посредством упругого наполнителя 4 головку 1А и подошву 1В рельса 1.
Внутренний профиль оболочки 2 между его опорной и открытой сторонами сужен, для того чтобы внутренний профиль упругого наполнителя в точке 5 образовывал зону защемления, через которую должна проходить подошва 1В рельса 1, когда его вставляют в оболочку 2. Это сужение предназначено для того, чтобы рельс 1 фактически скачком вошел в оболочку, то есть как бы защелкнулся или зафиксировался. Извлечение рельса для его замены или переворачивания требует преодоления аналогичного фиксирующего или защелкивающего усилия. Как показано на фиг.1, рельс 1, по существу, симметричен, что позволяет переворачивать его.
Следует заметить, что одна стенка 2А ниже, чем другая стенка 2В, для того чтобы дать возможность прохождения реборды колеса железнодорожного транспортного средства, но в тоже время сохранить поддержку головки 1А рельса с обеих сторон.
Продольный профиль оболочки 2 выполнен так, что от повторяет продольный профиль рельса, который должен лежать в ней, независимо от того, является ли рельс прямым или изогнутым в горизонтальной и/или вертикальной плоскостях.
Требуемый профиль оболочки 2 может быть получен несколькими способами. Например, оболочке 2, содержащей слой наполнителя 4, можно придать нужный изгиб (и наклон в случае пути с параллельными рельсами), используя вставки в виде коротких отрезков рельса или, например, деревянного бруса, имеющих тот же профиль, что и конечный рельс. К вставкам, таким как отрезки макета рельса, могут быть прикреплены стержни, чтобы вставки можно было изгибать, например, для получения требуемой кривизны оболочки или же поднимать и опускать для выравнивания по вертикали и горизонтали.
Таким образом, материал оболочки 2 изгибают, а затем заливают в нее окружающий рельс бетонный раствор 3, который затвердевает, сохраняя и фиксируя тот профиль, который был ей придан. Оболочка может быть снабжена выступами 6, чтобы обеспечить лучшую связь ее с бетоном, а также для того, чтобы после придания нужного профиля ее можно было подцепить с внешней стороны временными подъемными захватами (не показаны), зацепляющимися за выступы 6 так, чтобы предварительно профилированную оболочку можно было перенести в то место, где она должна заливаться бетоном. Для улучшения сцепления оболочки с окружающим бетоном и/или с эластомерным наполнителем поверхности или обеим поверхностям оболочки может быть придана шероховатая текстура.
Возможен и другой вариант приложения внешних изгибающих сил к оболочке 2 для получения требуемого профиля и уровня наклона, при котором наполнитель 4 может быть помещен внутрь оболочки позже.
Данная система подходит для формирования пути либо непосредственно на месте при помощи подвижной опалубки, либо из готовых плит, когда, например, из бетона изготавливают плиты длиной в пять метров и встраивают в них параллельные оболочки 2, а затем они перевозятся к месту строительства пути, и после установки этих плит в них вставляются рельсы. Рельсы могут вставляться в оболочки при изготовлении плит, если при этом они будут иметь длину, при которой их транспортировка рентабельна.
На месте строительства пути рельсы могут быть соединены с помощью сварки; для точного скрепления предварительно отлитых плит могут быть использованы штифты или другие соединительные элементы, а для заливки жидкого раствора в плитах могут быть сделаны отверстия или "трубки с уплотнителями", обеспечивающие регулировку с целью вертикального выравнивания во время установки и/или эксплуатации.
При замене железнодорожного пути, который в настоящее время делается на балластном слое толщиной, например, 600 мм, верхние 300 мм балласта могут быть сняты и повторно использованы, причем бетонные шпалы могут быть раздроблены; полученный при этом продукт может быть использован для изготовления бетонных плит или для создания прочного полотна дороги, а железнодорожный путь из плит, описанный выше, может быть уложен поверх раздробленного бетона.
Зоны 7 на фиг.1 по обеим сторонам от шейки рельса могут быть либо частями полнотелого стального рельса, либо они могут быть заполнены резиной или другим полимерным материалом, который может быть прикреплен, но не обязательно, к рельсу и/или оболочке.
Следует учесть, что в данной системе рельс скачком вводят на место, вдавливая его в оболочку за счет приложения физического усилия до тех пор, пока головка 1А рельса не будет закреплена, в то же самое время упругость, сообщенная рельсу, сохраняется будучи постоянной до его подошвы 1В, даже до опорной зоны, которая упруго поддерживается самой оболочкой. Толщину эластомера можно контролировать для придания соответствующей упругости во всех точках, сводя в то же время к минимуму стоимость упругого материала. Оболочки 2 препятствуют возникновению паразитных электрических соединений между рельсами, к тому же могут быть обеспечены хорошая шероховатая поверхность и надежное механическое зацепление там, где требуется обеспечить хорошее сцепление бетона с оболочкой и оболочки с эластомером.
На фиг.2 показан вариант профиля оболочки 2 и наполнителя 4 для двустороннего рельса, имеющего форму, показанную на фиг.7, который имеет одинаковые области головки 1А и подошвы 1В, соединенные выпуклой средней частью 1С. Таким образом, части 2А и 4А оболочки и наполнителя, соответственно расположенные посередине между открытой и нижней опорной стороной оболочки, подобным же образом выпуклы или расширены.
Поэтому рельс, показанный на фиг.7, будет защелкнут в надлежащем положении, когда выпуклая центральная часть 1С преодолеет сопротивление, которое оказывает вход в оболочку, расположенный на ее открытой стороне.
Фактически рельс, изображенный на фиг.2, имеет ту же форму, что и рельс, изображенный на фиг.1, иллюстрируя характерную черту, заключающуюся в том, что оба профиля рельса подходят к этому конкретному профилю оболочки и наполнителя, причем рельс в обоих случаях будет прочно удерживаться в нужном положении.
Фиг.3 изображает другую форму оболочки с наполнителем из эластомера, которая предназначена для размещения в ней рельса с подошвой, где подошва и шейка рельса обозначены позициями 1В и 1С соответственно. Так как оболочка и находящийся в ней полимерный наполнитель обеспечивают достаточную опору и упругость рельсу под подошвой 1В по всей его длине, сама подошва менее широкая, чем она была бы у обычного железнодорожного рельса, опирающегося только на шпалы.
Фиг.4 схематично изображает то, как система может быть предварительно изготовлена и доставлена на строительную площадку в готовом к установке виде. В этом случае оболочка 2 поставляется с наполнителем 4, в котором уже находится рельс 1.
Фиг.5 изображает рельс 1 с уже прикрепленным к нему слоем наполнителя 4. В данном случае оболочка 2 уже заделана в бетонное основание или плиту при отливке, и рельс вместе с прикрепленным наполнителем вдавливают в предварительно выровненную оболочку.
Фиг.6 показывает, что наполнитель 4 может быть изначально прикреплен к внутренней поверхности оболочки 2, которая затем доставляется на строительную площадку для последующей вставки в нее рельса.
Возвращаясь к фиг.7, следует отметить, что профиль рельса, изображенный здесь, также может использоваться вместе с вариантами оболочек, которые показаны на фиг.4, 5 и 6.
На практике оболочка 2 может быть закреплена в бетоне либо способом, описанным выше, когда вокруг предварительно выровненной оболочки заливается бетон, либо бетон может быть залит, а оболочка может быть подвергнута виброуплотнению в нем.
Наполнитель 4 может заливаться или наноситься другим способом и прикрепляться к оболочке и/или рельсу, или же он может иметь вид, например, резинового листа, которым накрывают открытую сторону оболочки и вдавливают его в оболочку во время вставки рельса.
Фиг.8 и 9 изображают профили рельса, полученные путем усовершенствования поперечного сечения рельса, изображенного на фиг.7.
Следует отметить, что оба рельса, как более низкий и широкий, изображенный на фиг.8, так и изображенный на фиг.9, имеют ребра, проходящие вдоль боковых сторон, и в этом месте для усиления поддержки рельса могут быть установлены одна или более профилированная прокладка или уплотнитель 8 из эластомера.
Способ сборки в данном случае может включать следующие операции: изготовляют оболочку 2, на дно оболочки опускают опорный эластомерный наполнитель 4, опускают или вставляют с усилием рельс 1 на наполнитель 4 и вставляют уплотнители 8. При этом сначала вкладывают профилированный уплотнитель 8 с одной стороны рельса, потом рельс оттягивают в сторону уплотнителя 8, сжимая его, и освобождают место для установки второго уплотнителя 8, и затем, вставив его, отпускают рельс, который встает в требуемое положение.
Данная система имеет те преимущества, что ее легко устанавливать и производить замену, при этом в ней отсутствуют крепежные детали, которые могут ослабнуть, поэтому она не требует столь частой проверки как обычный железнодорожный путь. Эта система имеет более высокие эксплуатационные качества и, что немаловажно, при ее использовании обеспечивается надежная фиксация головки рельса и, в то же время, поддерживается требуемая вертикальная (сверху и снизу) и поперечная упругость, уменьшается уровень шума при прохождении поезда и повышается безопасность. Она позволяет автоматически снова поставить поезд на рельсы при крушении поезда и требует очень незначительного объема работ, связанных с проверкой, техническим обслуживанием и устранением неисправностей, что сокращает задержки в движении поездов.
При использовании двусторонних рельсов снижается их цена, экономятся время и материалы.
Что касается эластомерного наполнителя 4, то его толщину можно регулировать для получения нужной вертикальной и поперечной упругости во всех точках, сводя в то же время стоимость материала к минимуму, причем оболочка защищает эластомер от вредного воздействия высокощелочного бетона. Оболочка 2 также защищает эластомер во время транспортировки и разгрузки, а также обеспечивает защиту от сил, действующих на рельс при его выравнивании. Например, когда система зацепляется захватом, он зацепляется за оболочку, что естественно исключает зацепление или сжатие эластомерного наполнителя 4.
Вся система в своих различных формах может использоваться также и для трамвайного рельса.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РЕЛЬСОВЫЙ ПУТЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ | 2007 |
|
RU2449071C2 |
СБОРНОЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ ПУТЕЙ | 2010 |
|
RU2424393C1 |
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПЕРЕЕЗД И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ДЛЯ НЕГО | 2005 |
|
RU2297488C1 |
ПЛИТА ПУТЕВАЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ТРАМВАЙНЫХ ПУТЕЙ | 2023 |
|
RU2797072C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ РЕЛЬСА | 1998 |
|
RU2186164C2 |
Амортизирующий подрельсовый профиль для трамвайных путей | 2023 |
|
RU2796076C1 |
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПЕРЕЕЗД И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОБЕТОННЫХ ПЛИТ ДЛЯ НЕГО | 2019 |
|
RU2700996C1 |
РЕЛЬСОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ | 2013 |
|
RU2615230C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОУПРУГОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ НА СТАНДАРТНЫХ БЕТОННЫХ ШПАЛАХ | 1997 |
|
RU2239012C2 |
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПЕРЕЕЗД И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ДЛЯ НЕГО | 2005 |
|
RU2295000C1 |
Изобретение относится к верхнему строению пути. Система включает в себя оболочку 2 и упругий наполнитель 4 внутри оболочки, предназначена для удерживания рельса 1, где внутренний профиль оболочки имеет форму открытого желоба, в который помещается рельс, причем профиль этот имеет форму, которая позволяет прочно удерживать при помощи наполнителя 4 головку и подошву рельса и/или его среднюю часть. Рельс выполнен так, что образованы зоны защемления, которые удерживают рельс на месте. Технический результат - уменьшение чувствительности к дефектам при эксплуатации. 4 с. и 29 з.п. ф-лы, 9 ил.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА | 2004 |
|
RU2272011C1 |
Синхронный электродвигатель двойного питания | 1976 |
|
SU562902A1 |
US 4775103 A, 04.11.1988 | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ РЕЛЬСА | 1998 |
|
RU2186164C2 |
Авторы
Даты
2004-10-20—Публикация
1999-05-28—Подача