ЖЕСТКОЕ ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ Российский патент 2016 года по МПК E01B2/00 E01B3/28 

Область техники

Изобретение относится к жесткому верхнему строению пути с рельсошпальной решеткой, содержащей бетонные шпалы и рельсы и опирающейся на несущий слой, и анкерными блоками, предназначенными для анкерного крепления бетонных шпал на несущем слое.

Уровень техники

Такие рельсовые пути с жестким верхним строением предлагаются с некоторых пор заявителем под наименованием GETRAC (зарегистрированный товарный знак). При этом речь идет о рельсовом пути с жестким верхним строением пути без применения щебня, в котором несущий слой обычно состоит из асфальта. Этот рельсовый путь отличается непосредственным расположением рельсошпальной решетки на асфальте. Анкерное крепление бетонных шпал на слое асфальта происходит посредством анкерных блоков. При монтаже шпалы располагают на слое асфальта и эластичным образом долгосрочно закрепляют анкерными блоками из высокопрочного специального бетона. Анкерный блок устроен таким образом, что он может отводить возникающие в рельсовом пути силы в продольном и поперечном направлениях в слой асфальта. Слой асфальта производится таким же образом, как и в дорожном строительстве, а укладка осуществляется в несколько слоев укладчиком высокой производительности с автоматическим управлением. На несущий щебеночный слой или гидравлически связанный несущий слой наносится битуминозный несущий слой.

Шпала с анкерным блоком и способ изготовления жесткого верхнего строения пути с таким шпалой известен из документа DE 10230740 А1. Анкерный блок служит в качестве соединительного элемента между шпалой и несущим слоем, для чего бетонная шпала на ее нижней стороне имеет выемку, в которую входит анкерный блок приблизительно до половины своей высоты. Нижняя половина анкерного блока вставляется в выемку, выполненную в несущем слое, и заливается заполняющим материалом.

Из документа ЕР 1288371 А2 известна широкая шпала для рельсового пути с жестким верхним строением, которая предусмотрена для жесткого верхнего строения пути, имеющего обозначение GETRAC A3. Бетонные шпалы имеют среднюю область с уменьшенной шириной, при этом речь идет о широких шпалах, которые расположены лишь на незначительном расстоянии друг до друга. Анкерный блок цилиндрической формы расположен под широкой шпалой, с одной стороны, в выемке под широкой шпалой и, с другой стороны, в выемке несущего слоя и залит. Выемка в несущем слое асфальта имеет прямоугольную форму и выступает за среднюю область шпалы с уменьшенной шириной со стороны для того, чтобы сделать возможным последующую заливку заполнителем.

Хотя такие рельсовые пути с жестким верхним строением, в которых шпалы фиксируются анкерными блоками, очень хорошо зарекомендовали себя на практике, затраты на монтаж оказываются высокими, поскольку сначала в несущем слое должна быть точным образом выполнена выемка. Затем шпала вместе с анкерным блоком помещается в выемку и соответственно над ней, и анкерный блок заливается.

Раскрытие изобретения

Поэтому задача, решаемая изобретением, состоит в создании жесткого верхнего строения пути, при изготовлении которого будут уменьшены издержки.

Для решения этой задачи согласно изобретению для жесткого верхнего строения пути упомянутого выше вида предусмотрено, что бетонные шпалы имеют среднюю область с уменьшенной шириной, которая расположена между приемными участками (опорами) для рельсов и в которой по обеим сторонам бетонной шпалы расположен закрепленный на несущем слое анкерный блок.

Изобретение основывается на осознании того факта, что монтаж жесткого верхнего строения пути может быть упрощен за счет того, что анкерные блоки помещаются по сторонам бетонной шпалы. Вследствие этого отпадает необходимость дорогостоящего крепления анкерного блока под шпалой, когда анкерный блок частично расположен в выемке под шпалой и частично в выемке несущего слоя.

В соответствующем изобретению жестком верхнем строении пути является предпочтительным, чтобы область с уменьшенной шириной сужалась в направлении нижней стороны бетонной шпалы. Поперечное сечение области с уменьшенной шириной, таким образом, на нижней стороне бетонной шпалы является наименьшим и увеличивается в направлении верхней стороны бетонной шпалы. Эта суженная форма делает возможным размещение анкерного блока с геометрическим замыканием для закрепления шпалы посредством анкерного блока на несущем слое.

В рамках изобретения также предусматривается, что анкерный блок выполнен в виде трапецоида, т.е. в виде пространственной трапеции. Преимущественно речь идет о симметричном трапецоиде, который может применяться также повернутым на 180°. Тем не менее, изобретение не ограничивается трапециевидной формой анкерного блока, альтернативно анкерный блок мог бы также быть выполнен в виде усеченного конуса, если средняя область бетонной шпалы с уменьшенной шириной имеет соответствующую ответную форму.

В рамках изобретения также предусматривается, что бетонная шпала выполнена в виде моноблочной бетонной шпалы, изготовленной по технологии предварительно напряженного железобетона. Бетонная шпала выполнена таким образом в виде единой готовой бетонной детали с предварительно напряженной арматурой, которая в этом состоянии может размещаться на несущем слое.

Чтобы еще больше облегчить монтаж жесткого верхнего строения пути по изобретению может быть предусмотрено, что анкерный блок зафиксирован на ровной поверхности несущего слоя. Благодаря этому становится возможным отказаться от дорогостоящего изготовления выемки в несущем слое, которая должная выполняться заранее и с высокой точностью. Вместо этого необходимая фиксация шпалы на несущем слое достигается только за счет геометрического замыкания между анкерным блоком и шпалой, причем анкерный блок закреплен на ровной поверхности несущего слоя.

Жесткое верхнее строение пути по изобретению подходит особенно хорошо для несущих слоев, которые выполнены в виде асфальтового несущего слоя или бетонного несущего слоя. При обоих вариантах анкерный блок может фиксироваться асфальтовым клеем или соответственно бетонным клеем. В одном из вариантов развития изобретения предусматривается, что в жестком верхнем строении пути по изобретению на контактных поверхностях между анкерными блоками и областью с уменьшенной шириной бетонной шпалы расположена прокладка. Преимущественно прокладка может состоять из эластомера, фольги или другого деформируемого материала, благодаря чему могут быть снижены пики напряжений. Таким образом предотвращается образование отслаиваний (сколов) в бетонной шпале, вызываемых пиками напряжений.

В особых случаях при жестком верхнем строении пути может быть предусмотрено винтовое соединение анкерного блока с несущим слоем, для чего в несущий слой может быть помещен анкер, в который завинчивается проходящий сквозь анкерный блок анкерный болт.

Преимущественно анкерный блок удерживается посредством геометрического замыкания между двумя соседними бетонными шпалами.

Для жесткого верхнего строения пути по изобретению могут использоваться практически любые шпалы, если шпала имеет центральное сужение.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется ниже на основании примеров осуществления со ссылкой на чертежи. Чертежи представляют схематичные изображения и на них показаны:

фиг. 1 - перспективное изображение жесткого верхнего строения пути по изобретению;

фиг. 2 - разрез жесткого верхнего строения пути по фиг. 1 в продольном направлении;

фиг. 3 - увеличенное изображение анкерного блока, показанного на фиг. 2;

фиг. 4 - вид сбоку анкерного блока;

фиг. 5 - показанный на фиг. 4 анкерный блок, повернутый на 90°;

фиг. 6 - вид сверху анкерного блока с фиг. 4;

фиг. 7 - перспективный вид анкерного блока с фиг. 4;

фиг. 8 - разрез жесткого верхнего строения пути по изобретению с анкерным блоком, изображенным на фиг. 4;

фиг. 9 - вид жесткого верхнего строения пути с фиг. 8 в продольном направлении; и

фиг. 10 - участок жесткого верхнего строения пути с фиг. 8 на виде сверху.

Осуществление изобретения

Показанное на фиг. 1 жесткое верхнее строение 1 пути состоит, по существу, из бетонных шпал 2, выполненных в виде моноблочных шпал, которые изготовлены из предварительно напряженного железобетона и расположены на незначительном расстоянии рядом друг с другом. Каждая бетонная шпала 2 несет пару рельсов, рельсы 3 которой закреплены посредством рельсовых креплений 4 на верхней стороне бетонных шпал 2. Бетонные шпалы 2 и рельсы 3 вместе образуют рельсошпальную решетку, которая расположена на несущем слое 5. Несущий слой 5 в представленном примере осуществления выполнен в виде несущего слоя из асфальта, возможны, тем не менее, также другие варианты исполнения, при которых несущий слой выполнен в виде бетонного несущего слоя.

Из фиг. 1 видно, что каждая бетонная шпала имеет расположенную между опорами для рельсов область 6 с уменьшенной шириной, которая сужается книзу, т.е. к нижней стороне бетонной шпалы 2.

Анкерный блок 7, который состоит из специального бетона и выполнен в виде трапецоида, расположен в области 6 с уменьшенной шириной бетонной шпалы 2 и зафиксирован на несущем слое 5 посредством асфальтового клея. Соответствующим образом следующий анкерный блок находится на противоположной стороне бетонной шпалы 2 и на фиг. 1 не виден. Анкерный блок 7 имеет сужающиеся книзу боковые поверхности, которые выполнены точно соответствующими боковым поверхностям области 6 с уменьшенной шириной бетонной шпалы 2. Это означает, что проходящие косо кромки анкерного блока 7 и области 6 с уменьшенной шириной имеют один и тот же угол наклона. Вследствие этого между анкерным блоком 7 и областью 6 с уменьшенной шириной бетонной шпалы имеется геометрическое замыкание, которое делает возможной передачу усилий. Таким образом, возникающие в процессе эксплуатации силы могут отводиться с рельсов 3 через бетонные шпалы 2 и анкерные блоки 7 на несущий слой 5. При этом не требуется, чтобы каждая бетонная шпала 2 удерживалась по сторонам двумя анкерными блоками 7, на практике достаточно, чтобы двумя анкерными блоками по сторонам была зафиксирована, например, каждая вторая, третья или каждая четвертая бетонная шпала.

При изготовлении жесткого верхнего строения 1 пути, состоящая из бетонных шпал 2 и рельсов 3 рельсошпальная решетка размещается на несущем слое 5, после выравнивания выбранные бетонные шпалы 2 фиксируются анкерными блоками 7, которые располагаются соответственно парами на обеих сторонах бетонной шпалы 2 в области 6 с уменьшенной шириной. Поскольку контур анкерных блоков 7 точно соответствует контуру бетонной шпалы 2 в этой области, образуется соединение с геометрическим замыканием между бетонной шпалой 2 и анкерным блоком 7.

Фиг. 2 показывает разрез жесткого верхнего строения 1 пути. Из указанной фигуры видно, что оба анкерных блока, расположенных по сторонам бетонной шпалы 2, имеют уменьшающееся в направлении несущего слоя поперечное сечение, при этом благодаря геометрическому замыканию предотвращается перемещение бетонной шпалы 2. Бетонная шпала 2 удерживается таким образом с геометрическим замыканием между анкерными блоками 7.

Фиг. 3 представляет собой местный вид и показывает анкерный блок 7 в увеличенном представлении. Из указанного вида видно, что анкерный блок 7 посредством асфальтового клея 8 зафиксирован на несущем слое 5. В контактной области между анкерным блоком 7 и областью 6 с уменьшенной шириной бетонной шпалы 2 расположена прокладка 9, которая состоит из эластомера и уменьшает пики напряжений. Вследствие этого предотвращаются сколы в бетонной шпале 2.

Фигуры 4-7 показывают второй пример выполнения анкерного блока 10, который в отличие от анкерного блока 7, показанного в первом примере выполнения, сужается кверху. Из фиг. 4 и фиг. 5 видно, что анкерный блок 10 имеет трапециевидное поперечное сечение, причем площадь поперечного сечения по направлению от нижней стороны к верхней стороне сужается. На фиг. 6 и фиг. 7 показано, что анкерный блок 10 ограничивается шестью гранями, при этом верхняя сторона 11 анкерного блока 10 образована четырьмя поверхностями, которые имеют незначительный наклон, в представленном примере осуществления наклон составляет примерно 1%.

Наклон вертикальных поверхностей составляет в представленном примере выполнения 10:1. В установленном состоянии анкерный блок 10 окружен эластомером (не показан).

Фигуры 8-10 показывают жесткое верхнее строение 12 пути, состоящее из бетонных шпал 2, рельсов 3 и рельсовых креплений 4, которые соответствуют аналогичным элементам первого примера выполнения. Между каждыми двумя соседними бетонными шпалами 2 расположен соответственно один анкерный блок 10, вследствие чего бетонные шпалы 2 удерживаются на несущем слое.

В остальном, жесткое верхнее строение 12 пути соответствует, по существу, жесткому верхнему строению 1 пути первого примера исполнения, показанного на фиг. 1-3.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к верхнему строению пути. Жесткое верхнее строение (1) пути содержит рельсошпальную решетку, содержащую бетонные шпалы (2) и рельсы (3) и расположенную на несущем слое (5). Анкерные блоки (7, 10) предназначены для анкерного крепления бетонных шпал (2) на несущем слое (5). Бетонные шпалы (2) имеют расположенную между опорами для рельсов среднюю область (6) с уменьшенной шириной. По обеим сторонам бетонной шпалы (2) расположен закрепленный на несущем слое (5) анкерный блок (7, 10), который зафиксирован на ровной поверхности несущего слоя (5). Достигается упрощение монтажа жёсткого верхнего строения пути. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Жесткое верхнее строение пути, содержащее рельсошпальную решетку, содержащую бетонные шпалы и рельсы и расположенную на несущем слое, и анкерные блоки, предназначенные для анкерного крепления бетонных шпал на несущем слое, причем бетонные шпалы (2) имеют расположенную между опорами для рельсов среднюю область (6) с уменьшенной шириной, в которой по обеим сторонам бетонной шпалы (2) расположен закрепленный на несущем слое (5) анкерный блок (7, 10), отличающееся тем, что анкерный блок (7, 10) зафиксирован на ровной поверхности несущего слоя (5).

2. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что область (6) с уменьшенной шириной сужается в направлении нижней стороны бетонной шпалы (2).

3. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что анкерный блок (7, 10) выполнен в виде трапецоида.

4. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что бетонная шпала (2) выполнена в виде моноблочной бетонной шпалы из предварительно напряженного железобетона.

5. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что несущий слой (5) выполнен в виде асфальтового несущего слоя или бетонного несущего слоя.

6. Строение пути по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что на контактных поверхностях между анкерным блоком (7, 10) и областью (6) с уменьшенной шириной бетонной шпалы (2) расположена прокладка (9), состоящая преимущественно из эластомера.

7. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что анкерный блок (7, 10) закреплен на несущем слое (5) посредством асфальтового клея (8) или посредством бетонного клея.

8. Строение пути по п.1, отличающееся тем, что анкерный блок (7, 10) свинчен с несущим слоем (5) преимущественно посредством завинченного в анкер анкерного болта.

9. Строение пути по одному из пп.1-5, 7,8, отличающееся тем, что анкерный блок (7, 10) удерживается с геометрическим замыканием между двумя соседними бетонными шпалами (2).