СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ МОСТ С ТАКОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ Российский патент 2018 года по МПК E01B2/00 

Настоящее изобретение относится к соединительной конструкции для поддержки по меньшей мере одного рельса в области стыка железнодорожного моста и к железнодорожному мосту с такой соединительной конструкцией.

Подобные соединительные конструкции используют при строительстве железнодорожных мостов в том случае, если относительное перемещение, в частности перемещение по вертикали выносных элементов моста (концов пролетов) в области стыка настолько велико, что поднимающие и сжимающие силы в опорных точках рельса больше не удается удерживать в допустимых пределах. Подобные деформации ферм моста возникают при различных вариантах нагрузки, например, когда поезд движется по мосту, и ферма моста прогибается в середине. После этого наружный конец фермы моста может повернуться вверх, в результате чего между опорой и фермой моста или между двумя смежными фермами моста произойдет смещение по высоте, что приведет к вышеуказанным деформациям рельсов. При этом в рельсах возникают большие поперечные усилия и изгибающие моменты, способные в наиболее неблагоприятном случае привести к поломке рельсов.

Кроме того, подобные конструкции служат для компенсации относительных продольных перемещений составных частей моста или конструктивных элементов, то есть, в области стыка не превышаются максимально допустимые значения расстояния между опорными точками рельсов вдоль продольной оси рельсов. Кроме того, это позволяет защитить рельсы от чрезмерной нагрузки в области стыка.

«Дойче-Бан» (Deutsche Bahn) в настоящее время использует две системы. Под первой системой понимают систему «Stog», раскрытую, например, в документе DE 19806566 А1. Указанная соединительная конструкция представляет собой, по существу, жесткую, наложенную на стык компенсирующую плиту, уменьшающую вдвое угол касательной на обоих концах частей моста и преобразующую вертикальное смещение на обоих концах в противоположно направленные углы кручения. На компенсирующую плиту укладывают шпалы или крепления рельсов без возможности смещения или с возможностью смещения. Компенсирующую плиту удерживают в нужном положении на стыке при помощи пружин.

Недостаток системы «Stog» заключается в том, что компенсирующая плита склонна к потере устойчивости при проседании частей моста, образующих стык. Это обусловлено тем, что плита опирается на четыре точки и, таким образом, остается статически неопределимой. Кроме того, компенсация деформации двух соседних пролетных строений относительно продольной оси возможна лишь в малой степени, что обусловлено высокой жесткостью плиты. Если сдвиг одной из опор превышает эту степень, плита начинает терять устойчивость. Это может снизить прочность соединительной конструкции в целом и ухудшить шумоподавляющие свойства. Еще один недостаток конструкции типа «Stog» заключается в том, что фиксация плит соединительной конструкции при использовании сплошных плит дорожного полотна приводит к усилению колебаний плит, особенно когда под плитами находятся прокладки. Таким образом, по существу, возможна раскачка сплошной плиты дорожного полотна, которая может отражаться на прикрепленной к ней компенсирующей плите. Следствием будет высокий износ этой плиты при установке на дорожное полотно.

Второй системой считают систему «BWG», раскрытую, например, в международной патентной заявке WO 94/12729 А. Система BWG представляет собой систему балочной обрешетки, в которой на шпалы, расположенные по соседству со стыком (в дальнейшем называемые крайними шпалами), параллельно рельсам укладывают балки, под которыми в области стыка шпалы подвешены с возможностью смещения. Шпалы, расположенные в области стыка, в дальнейшем будут называться стыковыми шпалами. Стыковые шпалы, подвешенные с возможностью смещения, в свою очередь служат опорой для рельсов. Отличительная особенность системы BWG заключается не только в подвешивании стыковых шпал на балках, но и в регулировании расстояния между шпалами в пределах стыка или соединительной конструкции при помощи управляющего устройства, также установленного на шпалах. При этом управляющее устройство выполнено в виде ножниц. Однако ножничная конструкция на практике оказалась невыгодной. При использовании системы BWG уже регистрировались поломки такой конструкции.

Дополнительный недостаток известных соединительных конструкций заключается в том, что техническое обслуживание можно проводить только сверху, что всегда приводит к перекрытию соседних путей.

Таким образом, задачей изобретения является разработка соединительной конструкции для поддержки по меньшей мере одного рельса в области стыка железнодорожного моста и железнодорожного моста с уменьшенным износом, снижением затрат на техническое обслуживание и ремонт в целом и дополнительным снижением нагрузок на рельсы и крепления рельс в области стыка.

Эта задача решена благодаря соединительной конструкции с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, и железнодорожному мосту с признаками, раскрытыми в пункте 23 формулы. Предпочтительные варианты исполнения соединительной конструкции согласно изобретению и железнодорожного моста согласно изобретению раскрыты в зависимых пунктах формулы.

Таким образом, соединительная конструкция согласно изобретению, содержит по меньшей мере две установленные с возможностью смещения траверсы, перекрывающие стык, по меньшей мере одну стыковую шпалу, закрепленную на траверсах и предназначенную для поддержки по меньшей мере одного рельса в области стыка, и по меньшей мере одно управляющее устройство, предназначенное для выравнивания положения стыковой шпалы в соединительной конструкции. При этом соответствующая стыковая шпала содержит по меньшей мере одно крепление рельса, позволяющее соединить соответствующую стыковую шпалу с рельсом с возможностью смещения.

При этом под траверсой понимают продолговатую балку любого сечения. Таким образом, в качестве траверс можно использовать двутавровую или коробчатую балку.

В качестве управляющего устройства могут быть использованы любые устройства, позволяющие расположить стыковые шпалы и траверсы в области стыка таким образом, чтобы зазоры между стыковыми шпалами и крайними шпалами были максимально равномерными. Иными словами, управляющее устройство обеспечивает максимально равномерное расстояние между опорными точками рельсов, расположенными на стыковой шпале или стыковых шпалах, и в любом случае удерживает его в требуемых пределах. Управляющим устройством может служить одна или несколько пружин или даже ножничная конструкция и т.п.

Согласно изобретению, траверсы и управляющее устройство расположены по меньшей мере под одной стыковой шпалой. Это следует понимать так, что траверсы и управляющее устройство находятся ниже плоскости, проходящей через крайние шпалы и по меньшей мере одну стыковую шпалу.

Для этого по меньшей мере на одном из боковых концов соединительной конструкции предусмотрен по меньшей мере один траверсный короб, служащий опорой по меньшей мере одного конца траверс на краях стыка. В этом случае речь идет об опирании соответствующей траверсы только на один из краев стыка. Поэтому в таком случае траверсу соответственно жестко устанавливают или зажимают на краю стыка (то есть, в траверсном коробе).

В альтернативном варианте на обоих боковых концах соединительной конструкции предусмотрено по меньшей мере два траверсных короба, служащих опорами обоих боковых концов траверсы на краях стыка.

Над коробом или траверсными коробами соединительная конструкция может быть соединена с элементами железнодорожного моста, образующими стык, с возможностью переноса нагрузки. При этом траверсные короба служат для крепления соединительной конструкции и для поддержки траверс в соединительной конструкции. Они могут быть выполнены в виде коробов с отверстием для траверс. Под траверсными коробами в данном случае понимают очень широкий ассортимент изделий. Эти изделия не обязательно должны иметь форму короба. По существу, возможны (и должны быть явно включены в данную формулу изобретения) и другие решения, в которых траверсы закреплены или могут перемещаться взад и вперед по опорной поверхности любого рода, например, несущим плитам, углублениям в элементах железнодорожного моста и т.п. Разумеется, траверсы должны быть защищены от выскальзывания.

Решение, описываемое изобретением, использует в качестве основного принципа балочную обрешетку, несмотря на недостатки системы BWG. Было решено отказаться от широко распространенной в Германии системы «Stog», компенсирующая плита которой считается чрезвычайно прочной. Это обусловлено тем, что выполненная в виде балочной обрешетки соединительная конструкция, обладающая большой жесткостью на изгиб вдоль продольной оси, может иметь значительно бóльшую свободу кручения вокруг продольной оси по сравнению с плитой системы «Stog». Так, конструкция допускает увеличенные углы скручивания между элементами строения, образующими стык. Кроме того, внутри конструкции не возникают шумы, поскольку детали не прилегают плотно друг к другу.

Кроме того, подход к решению задачи изобретения основан на понимании того факта, что лучше поместить траверсы и управляющее устройство не над шпалами, а под шпалами вместе с опорными точками (траверсными коробами) соединительной конструкции. Этот подход, ранее не считавшийся целесообразным при строительстве железнодорожных мостов, не имеет смысла в том случае, если управляющее устройство, как это сделано в системе BWG, выполнено в виде открытой кверху конструкции, не закрытой конструктивными элементами. Во-первых, техническое обслуживание труднее выполнять сверху, во-вторых, в открытой кверху конструкции управляющее устройство и элементы переноса нагрузки могут быть легко повреждены под внешними воздействиями. Кроме того, выполнение технического обслуживания с нижней стороны выгодно тем, что не требует перекрывать соседние пути на время технического обслуживания.

Наконец, расположение траверс под шпалами выгодно тем, что позволяет отводить усилия от шпал или опорных точек рельсов непосредственно на конструкционные элементы железнодорожного моста, а не опосредованно через шпалы или примыкающую сплошную плиту дорожного полотна. Таким образом, изобретение позволяет уменьшить количество нагружаемых элементов пути, в частности, шпал или сплошных плит дорожного полотна. При этом снижаются требования к техническому обслуживанию, и уменьшается износ пути.

В следующем варианте исполнения управляющее устройство выполнено таким образом, чтобы расстояние между шпалами было меньше или равно предельному значению, в частности, 650 мм. Это позволяет предотвратить превышение максимального расстояния между опорными точками рельсов.

Предпочтительно, соединительная конструкция выполнена с такой степенью свободой кручения, которая позволяет в смонтированном состоянии воспринимать скручивание конструктивных элементов друг относительно друга вокруг продольной оси железнодорожного моста или рельса. Таким образом, конструкция рассчитана на восприятие усилия скручивания. В частности, конструкция должна иметь такую свободу скручивания, которая позволит беспрепятственно воспринимать, по меньшей мере, те усилия скручивания, которые имеют место в обычных условиях эксплуатации.

В следующем варианте исполнения высота по меньшей мере одной траверсы изменяется в продольном направлении, предпочтительно, возрастает к центру траверсы. Таким образом, речь идет о траверсе переменного профиля, отличающейся особенно высокой изгибной жесткостью в центральной области. Это позволяет свести к минимуму прогиб соединительной конструкции при воздействии на нее нагрузки, обусловленной движущимся по рельсам поездом.

При этом может быть целесообразен вариант, в котором высота по меньшей мере одного траверсного короба меньше наибольшей высоты поддерживаемой им траверсы. Это обусловлено тем, что траверса не обязательно должна иметь возможность быть полностью вставлена в траверсный короб. Для решения задач, поставленных изобретением, часто бывает достаточно иметь возможность лишь частичной установки траверсы в короб. Поэтому приемлемым компромиссом можно считать вариант, в котором, например, в конструкции с несколькими стыковыми шпалами стыковые шпалы не могут быть полностью подведены друг к другу. Преимущества, обусловленные повышенной жесткостью траверсы и относящиеся к снижению внутренних напряжений рельса, настолько велики, что во многих областях применения можно спокойно смириться с ограниченной свободой движения.

При этом, предпочтительно, управляющее устройство должно быть выполнено таким образом, чтобы исключить столкновение траверс в коробе в нормальных условиях эксплуатации. Тем самым предотвращаются повреждения траверс и коробов траверс. Это может быть реализовано, например, при помощи соответствующих упоров или ограничения движений управляющим устройством.

В следующем варианте исполнения высоту коробов соединительной конструкции выбирают таким образом, чтобы короба можно было установить в соответствующие элементы железнодорожного моста, образующие стык, в частности, таким образом, чтобы они располагались выше возможных прокладок на элементах железнодорожного моста.

Этот вариант дополнительно раскрывает вышеописанную идею путем целенаправленного уменьшения высоты в области краев стыка, благодаря чему соединительную конструкцию можно установить как таковую без внесения значительных изменений в конструкцию железнодорожного моста. При этом преимущества предлагаемого решения успешно реализуются даже при использовании траверс переменной высоты. Таким образом, не требуется вносить изменения в конструктивный элемент, чтобы снизить нагрузку на рельсы или опорные точки рельсов в области стыков и, тем не менее, получить очень прочную и не требующую частого обслуживания соединительную конструкцию.

Это позволяет сэкономить значительные средства. Вследствие недостатков соединительных конструкций, известных из уровня техники, в настоящее время проектировщики стремятся полностью отказаться от соединительных конструкций при строительстве железнодорожных мостов. Так, согласно рекомендациям некоторых проектировщиков, следует отказаться от соединительных конструкций как таковых. При этом общую жесткость мостов повышают настолько, что движение поезда по мосту вызывает крайне малый прогиб и, тем самым, чрезвычайно малые вертикальные смещения на свободных концах ферм моста в области стыка. Решение, описываемое изобретением, позволяет переломить эту тенденцию и может быть использовано для возврата к расчетам жесткости моста в соответствии со статической необходимостью, что позволит сэкономить значительные средства, особенно при строительстве крупных мостов.

Кроме того, соединительную конструкцию, описываемую изобретением, можно легко устанавливать на существующие мосты. Кроме того, мосты можно проектировать с разумными статическими характеристиками независимо от проблем на концах элементов. Это обусловлено тем, что износ соединительной конструкции, описываемой изобретением, значительно снижен по сравнению с уровнем техники вследствие более благоприятного распределения нагрузки и возможности регулирования крутильной жесткости соединительной конструкции. Кроме того, значительно снижается стоимость обслуживания.

В особенно целесообразном варианте в качестве управляющего устройства используют траверсу поворотного типа. В этом варианте по меньшей мере одна траверса выполнена в виде поворотной траверсы, которая шарнирно соединена с одним из траверсных коробов, и на которую опирается по меньшей мере одна стыковая шпала не только с возможностью смещения, но и с возможностью поворота относительно поворотной траверсы. Особое преимущество использования поворотной траверсы в качестве управляющего устройства заключается в том, что данное управляющее устройство отличается чрезвычайной эксплуатационной надежностью вследствие геометрических закономерностей (управление радиусом и вектором).

При этом управление работает по законам геометрии. Это выгодно, в частности, в вариантах исполнения с несколькими стыковыми шпалами, так как каждой отдельной стыковой шпалой можно управлять независимо от других стыковых шпал. При этом возможно даже выпадение отдельных соединений стыковых шпал и траверс. Это обусловлено тем, что описываемое управляющее устройство (в отличие от обычных систем) использует не последовательное соединение различных стыковых шпал, например, с помощью пружин, а параллельную схему регулировки положения шпал в области стыка. Если в такой параллельной схеме произойдет поломка одной из точек крепления, возможность регулировки положения других стыковых шпал и управления ими сохранится. В традиционных последовательных схемах (системы «Stog» и BWG) это не представляется возможным. В случае поломки одного элемента управления управляющего устройства будет нарушена регулировка положения всех прочих стыковых шпал или последовательно прикрепленных плит.

Кроме того, управляющее устройство, выполненное в виде поворотной траверсы, может быть выполнено в виде принудительно управляемой системы. Это дополнительно повышает надежность конструкции. В такой конструкции шпала (шпалы) и/или траверсы приходят в движение только при возникновении в конструкции определенных вынуждающих сил. Этим процессом можно управлять, например, закрепив шпалу (шпалы) на траверсе зажимами или иными подобными элементами. Аналогичным образом можно выполнить опоры траверсы. Таким образом, вся конструкция придет в движение желаемым образом только тогда, когда в конструкции возникнут вынуждающие силы, превышающие усилия зажима или удержания. Если вынуждающие усилия будут снижены вследствие определенной амплитуды движений, движение прекратится само по себе.

При этом особенно целесообразен вариант, в котором дополнительно к поворотной траверсе предусмотрена управляющая траверса, проходящая параллельно по меньшей мере одному рельсу по меньшей мере под одной стыковой шпалой. Она служит для регулирования положения стыковых шпал. Ее можно использовать для передачи нагрузки. Однако, предпочтительно, этого не делают, что позволяет осуществлять управление и передачу нагрузки отдельно друг от друга, повышая, тем самым, предсказуемость поведения конструкции.

Чтобы максимально развязать управляющую траверсу с передачей нагрузки по вертикали от рельсового пути, целесообразно соединить управляющую траверсу с по меньшей мере одной стыковой шпалой без возможности сдвига и с сохранением зазора таким образом, чтобы она, по возможности, не воспринимала вертикальных сжимающих нагрузок от стыковой шпалы или стыковых шпал. При этом по меньшей мере одну стыковую шпалу можно закрепить с помощью тягового хомута на управляющей траверсе таким образом, чтобы стыковая шпала была зажата относительно по меньшей мере одной управляющей траверсы. Тем самым можно целенаправленно адаптировать соединительную конструкцию к существующим сдвигам и скручиваниям в конструктивном элементе. Это реализуется путем устранения или удержания в допустимых пределах растягивающих сил в опорных точках рельсов на стыковых шпалах или посадочных шпалах в области краев стыка.

Предпочтительно, если траверсы удерживаются с помощью опорных частей с шаровым шарниром, расположенных в траверсном коробе. Таким образом, обеспечивается большая свобода передвижения. При этом они могут быть выполнены в виде особенно жестких тангенциальных опор, позволяющих обеспечить особенно высокую, в частности, вертикальную жесткость на боковых краях соединительной конструкции, то есть в точках приложения нагрузки на траверсы. Это значительно снижает деформацию соединительной конструкции в целом и, следовательно, значительно уменьшает растягивающие усилия в опорных точках рельса по сравнению с уровнем техники. При этом опорные части с шаровым шарниром могут быть выполнены в виде подшипников скольжения, если в этих областях необходимо удерживать траверсы с возможностью смещения.

В следующем варианте исполнения по меньшей мере одна стыковая шпала в нормальных условиях эксплуатации удерживается с возможностью поворота, но без возможности смещения только на одной из траверс, предпочтительно, на управляющей траверсе конструкции с поворотными траверсами. При этом особенно целесообразен вариант, в котором зафиксированная таким образом стыковая шпала находится в центре стыка. Таким образом, движение стыковой шпалы (стыковых шпал) можно симметрично распределить по соединительной конструкции, причем стыковая шпала вместе с траверсой, на которой она закреплена, может двигаться взад и вперед в области стыка.

Кроме того по меньшей мере еще одна стыковая шпала в нормальных условиях эксплуатации может удерживаться с возможностью поворота и смещения на одной из траверс, предпочтительно, на управляющей траверсе конструкции с поворотными траверсами. Таким образом, помимо стыковой шпалы, закрепленной без возможности смещения на управляющей траверсе, могут быть предусмотрены дополнительные стыковые шпалы, способные перемещаться по траверсе взад и вперед, реализуя открывающие и закрывающие движения стыка.

В следующем варианте исполнения соединительную конструкцию используют для поддержки двух рельсов. При этом, целесообразно, две поворотные траверсы расположены в соединительной конструкции таким образом, чтобы они в смонтированном состоянии располагались в центре стыка ниже соответствующего рельса и под углом к продольной оси соединительной конструкции. При этом поворотные траверсы в плане пересекают рельсы в центре стыка. При этом, если расположенная в центре стыка стыковая шпала удерживается на одной из конструкций с поворотными траверсами без возможности смещения, то в этой конструкции можно реализовать симметричное распределение движений траверс в соединительной конструкции. Таким образом, речь идет о самостоятельно центрующейся соединительной конструкции.

В целесообразном варианте между двумя поворотными траверсами расположена управляющая траверса, проходящая вдоль продольной оси соединительной конструкции. Управляющая траверса должна перемещаться внутри соединительной конструкции параллельно рельсам. Она гарантирует, что промежутки между закрепленными на ней стыковыми шпалами останутся неизменными при перемещении поворотных траверс, и что стыковые шпалы не будут смещены вбок.

В следующем варианте исполнения соединительная конструкция содержит четное число стыковых шпал, но не менее двух. По меньшей мере, одна стыковая шпала, расположенная рядом с центром стыка, должна быть закреплена без возможности смещения на по меньшей мере одной из траверс, причем оставшаяся (оставшиеся) стыковая шпала (стыковые шпалы) крепится (крепятся) на траверсах (5, 6, 7) с возможностью смещения вдоль продольной оси траверс.

В альтернативном варианте соединительная конструкция содержит нечетное число стыковых шпал, но не менее трех. По меньшей мере, одна из этих стыковых шпал должна быть расположена в середине траверсы или в центре зазора стыка и должна быть закреплена на траверсах без возможности смещения. При этом остальные стыковые шпалы должны быть закреплены на траверсах с возможностью смещения вдоль продольной оси траверс. Это позволяет обеспечить центрированное закрывающее и открывающее движение в рамках зазора стыка.

В целесообразном варианте на коробе или траверсных коробах соответствующей стороны стыка без возможности смещения расположена крайняя шпала, которая, в свою очередь, содержит по меньшей мере одно крепление рельса, причем рельс может перемещаться вдоль своей продольной оси относительно крайней шпалы. Это выгодно тем, что крайнюю шпалу можно жестко интегрировать в соединительную конструкцию, а между крайними шпалами и стыковыми шпалами или между стыковыми шпалами можно поместить соответствующие уплотнительные элементы, позволяющие уплотнить соединительную конструкцию в целом.

Выгоден вариант, в котором траверсы и/или соответствующие стыковые шпалы свободно соединены между собой с установкой промежуточных упругих элементов, например, из эластомера, в соответствующие точки крепления и/или опирания. Таким образом, вся система соединительной конструкции может быть рассчитана со значительной свободой скручивания, что позволяет иметь большой запас прочности на случай незапланированных или непредвиденных нагрузок.

В следующем варианте исполнения между шпалами расположены гибкие уплотнительные профили, уплотняющие стык. Это позволяет получить уплотнение зазора стыка, не уступающее уплотнению при использовании плит. Кроме того, уплотнительные профили могут служить звукоизоляцией.

Наконец, целесообразен вариант, в котором соединительная конструкция выполнена в виде полностью собранного узла, который может быть установлен как единое целое на железнодорожный мост. Это упрощает монтаж конструкции в целом.

Как уже говорилось выше, изобретение относится не только к соединительной конструкции как таковой, но и к железнодорожному мосту, оборудованному подобной соединительной конструкцией. Между двух подвижных друг относительно друга элементов моста имеется стык, причем над стыком расположен по меньшей мере один рельсовый путь и одна соединительная конструкция, описываемая изобретением. При этом траверсные короба соединительной конструкции крепят к пролетным строениям моста и, предпочтительно, встраивают в них. Таким образом, происходит непосредственная передача сил от соединительной конструкции на элементы моста, причем нагрузка не передается на части рельсового пути, в частности, шпалы или твердое верхнее строение пути. Это позволяет снизить износ элементов рельсового пути и эффективно уменьшить износ самой соединительной конструкции.

В следующем варианте исполнения железнодорожный мост содержит технологический канал в области перекрываемого соединительной конструкцией стыка, размер которого выбирают таким образом, чтобы он позволял выполнять техническое обслуживание и/или ремонтные работы на соединительной конструкции с нижней стороны. Это позволяет избежать перекрытия соседних путей и, предпочтительно, рельсового пути, опирающегося на соединительную конструкцию. В результате железнодорожный мост, описываемый изобретением, значительно легче обслуживать, а также создается значительно меньше помех движению поездов, в частности, когда речь идет о мосте, по которому проложено более одного рельсового пути.

Предпочтительно, величину изгибной жесткости соединительной конструкции в продольном направлении выбирают таким образом, чтобы в эксплуатационном состоянии при скручивании элементов железнодорожного моста, образующих стык, образующееся вертикальное смещение опорных точек рельсов на стыковой шпале (стыковых шпалах) и/или крайних шпалах не приводило к возникновению растягивающих сил, превышающих 20 кН. Согласно изобретению, жесткость соединительной конструкции выбирают таким образом, чтобы в опорных точках рельсов не были превышены требуемые максимальные усилия.

Изобретение детально рассматривается ниже со ссылкой на варианты исполнения, показанные на чертежах, на которых в качестве примера изображено:

на фиг. 1 - вид сверху на первый вариант исполнения соединительной конструкции согласно изобретению;

на фиг. 2 - разрез А-А соединительной конструкции, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 3 - разрез В-В соединительной конструкции, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 4 - разрез С-С соединительной конструкции, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 5 - разрез D-D соединительной конструкции, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 6 - разрез Е-Е соединительной конструкции, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 7 - вид сверху на второй вариант исполнения соединительной конструкции согласно изобретению;

на фиг. 8 - разрез А-А соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 9 - разрез В-В соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 10 - разрез С-С соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 11 - разрез D-D соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 12 - разрез Е-Е соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 13 - разрез F-F соединительной конструкции, изображенной на фиг. 7;

на фиг. 14 - вид сверху на соединительную конструкцию, изображенную на фиг. 7, с максимально близко сведенными стыковыми шпалами;

на фиг. 15 - разрез D-D соединительной конструкции, изображенной на фиг. 14, в сведенном положении;

на фиг. 16 - вид сверху на соединительную конструкцию, изображенную на фиг. 7 и 14, в максимально разведенном положении;

на фиг. 17 - разрез D-D соединительной конструкции, изображенной на фиг. 16, в максимально разведенном положении;

на фиг. 18 - вид сбоку на железнодорожный мост согласно изобретению;

на фиг. 19 - вид сверху на железнодорожный мост, изображенный на фиг. 18.

Одинаковые ссылочные обозначения на чертежах относятся к аналогичным элементам в различных вариантах исполнения изобретения. При этом на фиг. 1 изображен первый вариант осуществления соединительной конструкции 1 согласно изобретению, предназначенной для поддержки по меньшей мере одного рельса 2 в области стыка 3 железнодорожного моста 4. При этом в изображенных вариантах исполнения соединительных конструкций согласно изобретению предусмотрены три траверсы 5, 6, 7, установленные с возможностью смещения. В обоих вариантах исполнения на трех траверсах 5, 6, 7 закреплена расположенная по центру стыка 3 шпала 8, которая впоследствии вследствие своего расположения в стыке 3 будет называться стыковой шпалой.

В отличие от первого варианта исполнения, во втором варианте исполнения изобретения, показанном на фиг. 7, вместо одной стыковой шпалы 8 предусмотрены три стыковые шпалы 8, 9 и 10, закрепленные на траверсах 5, 6 и 7.

На краях стыка 3 с каждой стороны от стыковых шпал расположены крайние шпалы 11 и 12, установленные без возможности смещения.

Каждая из шпал 8, 9, 10, 11, 12 содержит рельсовые крепления 13, при помощи которых соответствующие шпалы 8, 9, 10, 11, 12 могут быть установлены или закреплены на рельсах 2 с возможностью смещения.

В представленных вариантах исполнения в качестве управляющего устройства 14 используют конструкцию с поворотными траверсами, то есть, траверсы 5, 6, 7 в конечном итоге также образуют управляющее устройство 14. При этом, согласно изобретению, под стыковыми шпалами 8, 9, 10 расположены не только траверсы, но и управляющее устройство. Это справедливо как для конструкции с поворотными траверсами, так и для управляющего устройства другого типа, например, пружинной или ножничной конструкции.

Кроме того, изображенные варианты исполнения содержат в общей сложности четыре траверсных короба. При этом на левой стороне расположено три траверсных короба 15, 16 и 17, в которых удерживаются левые концы траверс 5, 6, 7. На противоположной стороне расположен общий траверсный короб 18, в который входят и удерживаются три правых конца трех траверс 5, 6, 7.

Изображенные на чертеже слева траверсные короба 15, 18, 17 соединены друг с другом при помощи металлических листов 19 с образованием узла, который может быть закреплен (в представленном примере - забетонирован) на левом пролете 21 моста и правом пролете 22 моста при помощи фиксирующих перемычек 20. Обозначения пролетов 21 и 22 приведены исключительно для наглядности.

Как уже говорилось выше, оба варианта исполнения, изображенные на фиг. 1 и 7, предусматривают управляющее устройство 14 в виде конструкции с поворотными траверсами. При этом траверсы 6 и 7 выполнены в виде поворотных траверс, установленных с возможностью поворота в траверсных коробах 16, 17 и 18. При этом траверса 5 служит управляющей траверсой, которая, в частности, в варианте исполнения, показанном на фиг. 7, гарантирует, что при повороте поворотных траверс 6 и 7 установленные на них с возможностью смещения стыковые шпалы 9 и 10 смогут равномерно перемещаться по траверсам 5, 6 и 7, не перекашиваясь влево или вправо.

В обоих изображенных вариантах стыковые шпалы 8, 9 и 10 закреплены с помощью тягового хомута на управляющей траверсе 5 таким образом, чтобы между траверсой 5 и соответствующими стыковыми шпалами 8, 9, 10 в смонтированном состоянии имелся зазор в несколько миллиметров высоты. Таким образом, управляющая траверса 5 не воспринимает сжимающую нагрузку от стыковых шпал 8, 9, 10 и служит только для управления устройством в том смысле, что между шпалами 8, 9, 10, 11, 12 устанавливаются одинаковые расстояния.

Обе боковые траверсы 6, 7, выполненные в виде поворотных траверс, воспринимают передаваемую по вертикали нагрузку. Они соединены посредством цапф со стыковыми шпалами 8, 9, 10 и двумя крайними шпалами 11, 12 с возможностью поворота.

В области траверсных коробов 15, 16, 17, 18 траверсы 5, 6, 7 закреплены с помощью опорной части 24 с шаровым шарниром в массивной стальной конструкции. Эта опорная часть 24 с шаровым шарниром, выгодным образом, отличается исключительной жесткостью, благодаря чему деформации на крайних шпалах 11 и 12 минимальны.

Чтобы соединительную конструкцию 1 можно было собрать максимально беспрепятственно, во всех точках крепления траверс, на траверсах 5, 6, 7 и на стыковых шпалах 8, 9, 10 расположены упругие элементы 25, выполненные, например, из эластомера.

Для уплотнения соединительной конструкции 1 в целом между подвижными стыковыми шпалами 8, 9, 10 и крайними шпалами 11 и 12 установлены гибкие уплотняющие элементы 26.

Как показано на фиг. 14 и 15, управляющая траверса 5 регулирует расстояние между стыковыми шпалами 8, 9, 10 таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом даже в том случае, когда соединительная конструкция переведена в максимально сведенное положение, так как управляющая траверса 5 в этом случае упирается в края траверсных коробов 15 и 18. Таким образом, управляющая траверса 5 ограничивает степень раскрытия между стыковыми шпалами 8, 9, 10 и соседними крайними шпалами 11 и 12.

В отличие от этого на фиг. 16 и 17 показано, как максимально возможная степень раскрытия соединительной конструкции 1 регулируется управляющей траверсой 5. В данном случае движение управляющей траверсы 5 ограничено упорами 28 на конце траверсы 5. Упоры 28 траверсы 5 прилегают к опорам 24, что гарантирует невозможность выскальзывания траверсы из своих опор 24. Аналогичным образом стыковые шпалы 8 и 9 смещаются по управляющей траверсе 5 до центральных упоров 29, расположенных в продольных направляющих выемках 30 траверсы 5.

Как показано на фиг. 14-17, движение стыка 3 симметрично воспринимается соединительной конструкцией таким образом, чтобы траверсы 5, 6, 7 и стыковые шпалы 8, 9, 10 равномерно перемещались относительно стыка 3.

Наконец, на фиг. 18 изображен железнодорожный мост 4, содержащий ферму 31 моста и опору 32 или 33 моста, причем соединительная конструкция 1 согласно изобретению расположена между фермой 31 моста и соответствующей опорой 32 или 33 моста, благодаря чему рельс 2 в области стыка 3 поддерживается соединительной конструкцией 1 согласно изобретению.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 соединительная конструкция

2 рельс

3 стык

4 железнодорожный мост

5 траверса

6 траверса

7 траверса

8 стыковая шпала (средняя)

9 стыковая шпала (левая)

10 стыковая шпала (правая)

11 левая крайняя шпала

12 правая крайняя шпала

13 рельсовые крепления

14 управляющее устройство

15 траверсный короб

16 траверсный короб

17 траверсный короб

18 траверсный короб

19 соединительный лист

20 фиксирующая перемычка

21 левый пролет моста с левым краем стыка

22 правый пролет моста с правым краем стыка

23 тяговый хомут

24 опорная часть с шаровым шарниром

25 упругий элемент

26 уплотнительный элемент

27 покровный лист

28 концевой упор на траверсе

29 центральный упор на траверсе

30 направляющая выемка для траверсы или шпал

31 ферма моста

32 левая опора моста

33 правая опора моста.

Группа изобретений относится к строительству железнодорожных мостов, в частности к соединительным конструкциям поддержки рельсов в области стыка. Соединительная конструкция содержит установленные с возможностью смещения траверсы, стыковую шпалу, закрепленную на траверсах, управляющее устройство. Стыковая шпала содержит рельсовое крепление, обеспечивающее возможность соединения стыковой шпалы с рельсом с возможностью смещения. Траверсы и управляющее устройство расположены под стыковой шпалой. На боковых концах соединительной конструкции предусмотрен траверсный короб. Траверсы и стыковые шпалы с помощью промежуточных упругих элементов, выполненных, предпочтительно, из эластомера соединены между собой с исключительно малыми ограничениями в точках крепления. Достигается повышение надежности соединительной конструкции моста. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Соединительная конструкция (1), предназначенная для поддержки по меньшей мере одного рельса (2) в области стыка (3) железнодорожного моста (4) и содержащая по меньшей мере две установленные с возможностью смещения траверсы (5, 6, 7), по меньшей мере одну стыковую шпалу (8), закрепленную на траверсах (5, 6, 7) и предназначенную для поддержки по меньшей мере одного рельса (2) в области стыка (3), и по меньшей мере одно управляющее устройство (14), предназначенное для выравнивания положения стыковой шпалы (8) в соединительной конструкции (1), причем по меньшей мере одна стыковая шпала (8) содержит рельсовое крепление (13), обеспечивающее возможность соединения стыковой шпалы (8) с рельсом (2) с возможностью смещения, при этом траверсы (5, 6, 7) и управляющее устройство (14) расположены под по меньшей мере одной стыковой шпалой (8), а на боковых концах соединительной конструкции (1) предусмотрен по меньшей мере один траверсный короб (15, 16, 17, 18), предназначенный для поддержки по меньшей мере одного конца траверсы (5, 6, 7), отличающаяся тем, что траверсы (5, 6, 7) и по меньшей мере одна стыковая шпала (8) или несколько стыковых шпал (8, 9, 10) с помощью промежуточных упругих элементов (25), выполненных, предпочтительно, из эластомера соединены между собой с исключительно малыми ограничениями в соответствующих точках крепления, благодаря чему соединительная конструкция имеет малую жесткость при кручении, что позволяет в смонтированном состоянии воспринимать, в частности, без ограничений, кручение конструктивных элементов (21, 22) друг относительно друга вокруг продольной оси железнодорожного моста (4) или рельса (2).

2. Соединительная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что управляющее устройство (14) выполнено так, чтобы расстояние между шпалами (8, 9, 10, 11, 12) поддерживалось меньшим или равным предельному значению, в частности, предельному значению, составляющему 650 мм.

3. Соединительная конструкция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна траверса (6, 7) имеет высоту, изменяющуюся в продольном направлении, предпочтительно, возрастающую к центру траверсы.

4. Соединительная конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что высота по меньшей мере одного траверсного короба (16, 17, 18) меньше наибольшей высоты поддерживаемой им траверсы (6, 7), причем, предпочтительно, управляющее устройство (14) выполнено таким образом, чтобы предотвращать столкновение траверс (6, 7) в коробе (16, 17, 18) в нормальных условиях эксплуатации.

5. Соединительная конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что траверсные короба (15, 16, 17, 18) имеют такую высоту, чтобы они имели возможность установки в соответствующие элементы (21, 22), образующие стык (3), над опционально имеющимися прокладками в элементах (21, 22) железнодорожного моста (4).

6. Соединительная конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что управляющее устройство (14) выполнено в виде конструкции с поворотными траверсами, в которой, в свою очередь, по меньшей мере одна траверса (6, 7) выполнена в виде поворотной траверсы, поворотно удерживающейся в одном из траверсных коробов (16, 17, 18), и на которую по меньшей мере одна стыковая шпала (8, 9, 10) опирается с возможностью поворота относительно поворотной траверсы (6, 7).

7. Соединительная конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что управляющее устройство (14) выполнено в виде конструкции с поворотными траверсами, причем по меньшей мере одна траверса (6, 7) выполнена в виде поворотной траверсы, которая поворотно удерживается в одном из траверсных коробов (16, 17, 18), и на которую по меньшей мере одна стыковая шпала (8, 9, 10) опирается с возможностью смещения и поворота относительно поворотной траверсы (6, 7).

8. Соединительная конструкция по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно к поворотной траверсе (6, 7) предусмотрена управляющая траверса (5), проходящая параллельно по меньшей мере одному рельсу (2) под по меньшей мере одной стыковой шпалой (8, 9, 10) и предназначенная для регулирования положения стыковой шпалы (стыковых шпал) (8, 9, 10).

9. Соединительная конструкция по п. 8, отличающаяся тем, что управляющая траверса (5) соединена с по меньшей мере одной стыковой шпалой (8, 9, 10) без возможности сдвига и с сохранением зазора таким образом, чтобы она, по возможности, не воспринимала вертикальных сжимающих нагрузок от стыковой шпалы или стыковых шпал (8, 9, 10).

10. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна стыковая шпала (8, 9, 10) прикреплена посредством тягового хомута (23) к управляющей траверсе (5) таким образом, чтобы стыковая шпала (8, 9, 10) была прижата к управляющей траверсе (5).

11. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, отличающаяся тем, что траверсы (5, 6, 7) поддерживаются посредством опорных частей (24) с шаровым шарниром, в частности, тангенциальных опор, расположенных в траверсном коробе (15, 16, 17, 18).

12. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна стыковая шпала (8) в нормальных условиях эксплуатации удерживается с возможностью поворота, но без возможности смещения только на одной из траверс (5, 6, 7), предпочтительно, на управляющей траверсе (5) конструкции с поворотными траверсами.

13. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, отличающаяся тем, что по меньшей мере еще одна стыковая шпала (9, 10) в нормальных условиях эксплуатации удерживается с возможностью поворота и смещения на одной из траверс (5, 6, 7), предпочтительно, на управляющей траверсе (5) конструкции с поворотными траверсами.

14. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, отличающаяся тем, что соединительная конструкция поддерживает два рельса (2), причем две поворотные траверсы (6, 7) расположены в соединительной конструкции (1) таким образом, что они в смонтированном состоянии проходят ниже соответствующего рельса (2) и под углом к продольной оси соединительной конструкции (1), в частности, таким образом, что поворотные траверсы (6, 7) в плане пересекают рельсы (2) приблизительно в центре стыка (3).

15. Соединительная конструкция по п. 14, отличающаяся тем, что между двумя поворотными траверсами (6, 7) расположена управляющая траверса (5), проходящая вдоль продольной оси соединительной конструкции (1).

16. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, 15, отличающаяся тем, что соединительная конструкция содержит четное число стыковых шпал (8, 9), но не менее двух, причем по меньшей мере одна из этих стыковых шпал (8), расположенная рядом с центром стыка, закреплена без возможности смещения по меньшей мере на одной из траверс, причем оставшаяся (оставшиеся) стыковая шпала (стыковые шпалы) (9) закреплена (закреплены) на траверсах (5, 6, 7) с возможностью смещения вдоль продольной оси траверс.

17. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, 15, отличающаяся тем, что соединительная конструкция содержит нечетное число стыковых шпал (8, 9, 10), но не менее трех, причем по меньшей мере одна шпала (8) из этих стыковых шпал расположена в середине траверсы (5) или в центре стыка и закреплена там без возможности смещения, причем остальные стыковые шпалы (9, 10) закреплены на траверсах (5, 6, 7) с возможностью смещения вдоль продольной оси траверс.

18. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, 15, отличающаяся тем, что на траверсном коробе (18) и/или траверсных коробах (15, 16, 17) соответствующей стороны стыка без возможности смещения расположена крайняя шпала (11, 12), которая, в свою очередь, содержит по меньшей мере одно рельсовое крепление (13), причем рельс (2) имеет возможность смещения вдоль своей продольной оси относительно крайней шпалы (11, 12).

19. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, 15, отличающаяся тем, что между шпалами (8, 9, 10, 11, 12) расположены гибкие уплотнительные профили (26), уплотняющие стык (3).

20. Соединительная конструкция по любому из пп. 1, 2, 8, 9, 15, отличающаяся тем, что соединительная конструкция (1) выполнена в виде полностью собранного узла, который может быть установлен как единое целое на железнодорожный мост (4).

21. Железнодорожный мост (4), содержащий стык (3) между двумя подвижными друг относительно друга элементами (21, 22), причем над стыком (3) расположен путь, содержащий по меньшей мере один рельс (2), отличающийся тем, что на железнодорожном мосту (4) в области стыка (3) расположена соединительная конструкция (1) по любому из пп. 1-20, причем траверсные короба (15, 16, 17, 18) соединительной конструкции (1) закреплены на конструктивных элементах (21, 22 и 31, 32, 33) моста (4), образующих стык (3), и, предпочтительно, встроены в них.

22. Железнодорожный мост по п. 21, отличающийся тем, что железнодорожный мост (4) содержит технологический канал в области перекрываемого соединительной конструкцией (1) стыка (3), который имеет размер, обеспечивающий возможность выполнения технического обслуживания и/или ремонтных работ на соединительной конструкции (1) с нижней стороны без перекрытия соседних путей и, предпочтительно, рельсового пути, опирающегося на соединительную конструкцию (1).

23. Железнодорожный мост по п. 21 или 22, отличающийся тем, что изгибная жесткость соединительной конструкции (1) в продольном направлении рассчитана так, чтобы при кручении и/или смещении элементов (21, 22 и 31, 32, 33) железнодорожного моста (4), образующих стык (3), возникающее при их эксплуатации вертикальное смещение опорных точек рельсов на стыковых шпалах (8, 9, 10) и/или крайних шпалах (11, 12) приводило к возникновению растягивающих сил, не превышающих 20 кН.