Способ укрепления торцевых частей железобетонных шпал путем дополнительного армирования каркасами Российский патент 2020 года по МПК E01B3/32 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для применения на железнодорожных линиях, в том числе на участках с повышенными осевыми нагрузками в целях усиления железобетонных шпал путем дополнительного армирования каркасами.

Известна железобетонная шпала, включающая армированный брус, при этом армирование бруса состоит из четырех стержневых элементов, выполненных из холоднодеформированной стали периодического профиля (см. патент на полезную модель RU, №109465 от 27.04.2011).

Недостаток известной железобетонной шпалы состоит в том, что зона анкеровки арматуры в торцевых частях является зоной повышенных напряжений с высокими расчетными величинами, превышающими нормируемые значения, и имеется риск развития поперечных деформаций с возникновением в этой зоне микротрещин.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в усилении конструкции железобетонных шпал и в исключении развития трещин в зоне анкеровки арматуры, увеличении прочностных характеристик шпалы, их ресурса, а также стойкости и надежности при работе шпал в условиях эксплуатации, в том числе на участках с повышенными нагрузками и высокой грузонапряженностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в торцевой части железобетонной шпалы, армируемой стержневой арматурой, устанавливается дополнительное армирование в виде каркасов.

Каркас представляет собой пространственную конструкцию из четырех парных стержней, расположенных в горизонтальной плоскости и двух стержней, расположенных в вертикальной плоскости, соединенных между собой сваркой. При этом, для возможности установки каркаса на основную конструктивную арматуру расстояние между осями парных горизонтальных стержней каркаса должно быть не менее диаметра основной конструктивной стержневой арматуры, а расстояние между вертикальными стержнями каркаса должно быть не более расстояния между крайними основными конструктивными стержнями арматуры по горизонтали. Для дополнительного усиления конструкции шпалы каркас выполняется пространственной формы за счет изгиба на 90° каждого или по одному стержню из каждой пары горизонтальных стержней. Длина загибов стержней определяется технологичностью монтажа в шпальную форму.

Каркасы устанавливаются в шпальную форму перед процессом формовки. Каркас фиксируется на арматурных стержнях основной конструктивной арматуры в торцевых частях формы (до заполнения формы бетонной смесью). В готовой шпале расстояние от точки выхода основной конструктивной арматуры из бетона до ближайшего стержня каркаса должно быть не менее 20 мм.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид шпалы с усилением торцевых частей дополнительным армированием каркасами; на фиг. 2 - вид А каркас, зафиксированный на арматурных стержнях, где 1 - каркас, 2 - арматурные стержни и на фиг. 3 - разрез Б-Б - общий вид расположения каркаса.

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности к способам изготовления железнодорожных шпал. При изготовлении шпалы торцевые части шпал дополнительно армируют пространственными каркасами. Каркасы представляют собой конструкцию из стержней. Четыре парных стержня расположены горизонтально и два стержня – вертикально. Стержни сварены между собой. Расстояние между парами горизонтальных стержней должно быть не менее диаметра основной арматуры. Расстояние между вертикальными стержнями должно быть не более расстояния между крайними основными конструктивными стержнями горизонтальной арматуры. Горизонтальные стержни могут быть изогнуты на 90°. Длину загибов определяют исходя из технологичности монтажа каркасов в шпальную форму. Достигается увеличение прочностных характеристик шпалы. 3 ил.

Способ укрепления торцевых частей железобетонных шпал, армированных стержневой арматурой, путем дополнительного армирования, отличающийся тем, что в торцевых частях железобетонной шпалы устанавливают дополнительное армирование в виде каркасов, где каркас представляет собой пространственную конструкцию из четырех парных стержней, расположенных в горизонтальной плоскости и из двух стержней, расположенных в вертикальной плоскости, соединенных между собой сваркой, при этом:

- для возможности установки каркаса на основную конструктивную арматуру расстояние между осями парных горизонтальных стержней каркаса должно быть не менее диаметра основной конструктивной стержневой арматуры, а расстояние между вертикальными стержнями каркаса должно быть не более расстояния между крайними основными конструктивными стержнями арматуры по горизонтали;

- дополнительное усиление конструкции шпалы достигается путем выполнения каркаса пространственной формы за счет изгиба на 90° каждого или по одному стержню из каждой пары горизонтальных стержней, где длина загибов стержней определяется технологичностью монтажа в шпальную форму.