Способ временного восстановления уровня рельсовой нити, устройство для его реализации и способ его сборки Российский патент 2023 года по МПК E01B23/00 E01B29/04 E01B29/40 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для оперативного временного восстановления работоспособности железнодорожного пути при выявлении отступлений рельсовой нити по уровню, вызванных различными дефектами пути, например просадками, пучинами. Устранение этих дефектов, как правило, осуществляется выправкой пути с помощью механизированного инструмента или путевых выправочно-подбивочных машин, а для железнодорожного пути на деревянных шпалах, укладкой прокладок различной толщины под подошву рельса. При просадке пути на небольшом протяжении домкраты устанавливаются в середине просевшего участка. Наиболее трудоемка работа в выправке пути по уровню подсыпка свежего балласта и подбивка его под шпалу. Работы выполняются в следующем порядке: готовятся места для установки домкратов, затем поднимают домкратом одну рельсовую нить по визирным колышкам и вторую нить по уровню, подсыпают свежий балласт и подбивают балласт по всей ширине постели шпалы, а не только у ее кромок, предварительно часть щебеночного балласта из шпальных ящиков на глубину 30 - 50 мм ниже подошвы шпалы (Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути, Утверждена Распоряжением ОАО "РЖД" от 14 ноября 2016 г. N 2288р, далее Инструкция …). Эти работы трудоемкие и требуют перерыва в движении поездов по участку, которые оформляются как технологические перерывы («окна») и негативно влияют на перевозочный процесс. При этом до назначения технологического перерыва скорость движения по участку ограничивается.

Вместо трудоемких операций по выемке загрязненного балласта, подсыпки свежего и его подбивке в соответствии с существующей технологией выправки пути в профиле, требующих длительного перерыва в движении по участку предлагается в качестве временной меры применить способ, позволяющей некоторое время эксплуатировать путь без ограничения скорости, а технологический перерыв в движении назначить в плановом порядке, совместив с другими работами.

Основная цель изобретения в оперативном выравнивании рельсовой нити, приведение ее в состояние, соответствующее допускам на ее содержание и позволяющим эксплуатировать путь до устранения причины дефекта.

Известны способ выравнивания рельсовой нити с использованием подрельсового устройства, выполненного в виде оболочек, наполняемых принудительно воздухом с возможностью расширения под воздействием внешнего давления укладываемую под рельс (RU 2786891 по заявке 2022119094 от 13.07.2022, опубликован 26.12. 2022 в бюл. 36).

Это устройство можно взять в качестве аналога предлагаемого способа и устройства. Однако его недостатки в том, что используется оболочка, для которой необходим наполнитель, в частности воздух и, следовательно, к месту производства работ необходимо доставить компрессор или быть обеспечено подключение оболочки к воздушной магистрали локомотива. Кроме того, надежность работы оболочки зависит от давления в ней и на нее, что особенно опасно при пропуске поездов со сверхнормативным весом или при длительной эксплуатации оболочки.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии выравнивания рельсовой нити по уровню и конструкции устройства, обеспечивающего его реализацию, снижение трудоемкости при выполнении операций по текущему содержанию железнодорожного пути и обслуживанию устройства, а также уровня зависимости работоспособности устройства и технологии от применения дополнительного оборудования и материалов при его эксплуатации и повышение надежности работы устройства и оперативности сборки и укладки.

Технический результат достигается тем, что под рельс укладывается нижняя плита с установленной на ней опорой в виде подъемного устройства, со свободно уложенной на него второй верхней плитой, в сквозные отверстия которой свободно устанавливаются направляющие стержни, подъемное устройство приводится в действие, поднимая верхнюю плиту до заданного уровня. Направляющий стержень крепится к нижней плите, например, в виде резьбового соединения или проходит через сквозное отверстие в нижней плите и крепится в балластном слое или ином естественном или искусственном основании пути.

Таким образом, после выявления отклонений рельсовой нити по уровню под рельс укладывается нижняя плита, со связанными с ней по меньшей мере одним направляющим стержнем, вставляемыми свободно в сквозные отверстия второй, верхней плиты, которая опирается на опору, имеющую возможность перемещения по высоте, нижняя плита закрепляется от смещения в естественном или искусственном основании пути, преимущественно балластном слое, а уровень верхней плиты с опирающимся на нее рельсом регулируется опорой до достижения заданного уровня рельсовой нити и фиксируется на этой высоте, например с помощью резьбового соединения на направляющем стержне.

Итак, для восстановления отклонений по уровню рельсовой колеи, соответствующих нормам их содержания выполняются следующие виды работ. Рельсовую нить поднимают с помощью домкратов, располагаемых вне места укладки в соответствии с нормативными документами, в частности Инструкцией … . Площадку на балластном слое под рельсом в месте, где укладывается нижняя плита, выравнивают и на нее укладывается нижняя плита, которая может быть зафиксирована от горизонтального смещения стержнями, например в виде монтажных стоек, установленных на нижней плите. Допускается нижнюю плиту укладывать на промежуточную шпалу, преимущественно деревянную, однако это целесообразно в случае большого провисания рельсовой нити. На нижней плите устанавливается опора, которая может быть установлена как временно, так и постоянно посредством прикрепления к нижней плите. На нижней плите устанавливаются направляющие стержни, которые крепятся к нижней плите, например с помощью резьбового соединения и тогда нижняя часть стержня выполняется, например в виде шпильки или свободно проходить в сквозное отверстие в нижней плите и крепиться в балластном слое, что более предпочтительно, так как можно не устанавливать в этом случае монтажные стойки. Стержни свободно проходят через сквозные отверстия в верхней плите, которая опирается на опору. Опорой может быть по меньшей мере одна прокладка, укладываемая между нижней и верхней плитами; прокладки могут быть любой формы, плоские, клиновидные, по форме шпалы. Прокладки можно применять в случае вывешивания рельсовой плети домкратами, разнесенными по сторонам от места установки устройства. Одна предпочтительней, если по меньшей мере одна опора выполнена с подъемным механизмом. Опора может быть выполнена в виде домкрата, устанавливаемого на нижнюю плиту с любым принципом действия: механический, гидравлический, пневматический. Причем домкрат может быть выполнен с выступающими частями, в которых выполнено сквозное отверстие соосное с отверстием в верхней плите и в которую может быть вставлен направляющий стержень, обеспечивающий устойчивость домкрата от смещения. Однако экономичнее установить на нижнюю плиту опору с подъемным механизмом в виде винтовой пары. В этом случае повысится оперативность выравнивания рельсовой нити за счет сокращение времени на крепление съемного домкрата. При этом нижняя плита может быть выполнена как единое целое с винтовой парой. Винтовая пара связана с приводом, преимущественно ручным, ходовая гайка которого может приводиться в действие с помощью, например штурвала, на рукоятку которого может для увеличения усилий устанавливаться труба. После достижения заданного уровня винтовой механизм блокируется, например наиболее простым способом установкой контргайки. Опора может быть установлена на направляющем стержне, например в виде гайки и контргайки, блокирующей перемещение плиты по направляющему стержню после ее установки на заданный уровень. Таким образом, опора может быть установлена на нижней плите; направляющем стержне, а в качестве подъемного механизма использовать винтовую пару, гидроцилиндр или эластичную оболочку, принудительно наполняемую воздухом. Стержень может быть составным и оканчиваться, например анкерным устройством.

Плиты могут быть разных размеров, как плоские, так и фигурные, например для домкрата в нижней плите может быть выемка, в которое устанавливается основание домкрата с целью избежать его горизонтального смещения при эксплуатации, на нижней поверхности верхней плиты углубление или стенки также ограничивающие смещение упора домкрата, при этом поверхности этих выемок могут покрываться материалом с повышенным коэффициентом трения по отношению к основному материалу. Вместо выемок можно устанавливать стенки, между которыми установить домкрат и прижать его от смещения винтами. Устройство может устанавливаться как вдоль, так и поперек рельса. В случае установки устройства вдоль рельса на верхней поверхности верхней плиты выполняется выемка под размер подошвы рельса, чтобы была возможность «утопить» подошву в выемке полностью или частично и повысить устойчивость рельса от смещения. По меньшей мере с двух сторон подъемное устройство не выходит за габарит плит. Габариты плит выходят за габариты рельса в поперечном направлении, что обеспечит большую надежность их крепления к балластному слою и устойчивость конструкции. Плита может иметь приспособление для установки визирной рейки в соответствии с технологией измерения уровня рельсовой нити в соответствии с принятыми технологиями, а также отверстия с резьбой, например типа гнезда для установки направляющих стержней, выполненных в виде шпилек.

Таким образом, уложив нижнюю плиту под рельс, ее закрепляют от смещения, например монтажными стойками, прикрепленными к нижней плите, либо монтажными стержнями по типу костылей, устанавливаемых в балластный слой через сквозные отверстия в нижней плите или с целью дальнейшего упрощение конструкции направляющими стержнями, пропускаемыми через соосные отверстия в нижней и верхних плитах.

После того как рельсовую нить приведут по уровню в состояние, соответствующие нормативным значениям отступлений рельсовой колеи по уровню, ее положение фиксируется одним из способов: гайками в том числе с применением гайки безопасности, взаимодействующих с направляющими стержнями, подъемное устройство не снимается с нижней плиты и остается на достигнутом уровне, или зазор между нижней и верхней плитами выбирается прокладками, например куском шпалы, сжимаемой плитами как струбциной. Подъемный механизм опоры может быть выполнен в виде эластичной раздуваемой оболочки, принудительно наполняемой газом. Габариты подъемного устройства по меньшей мере с двух сторон не выходят за габарит плит и могут иметь выступающие части, позволяющие установить сквозные отверстия соосные со сквозными отверстиями по меньшей мере одной плите.

Таким образом предпочтительным является устройство, содержащее по меньшей мере две плиты, одна из которых нижняя, неподвижная по отношению к верхней подвижной, укладывается на балластный слой с ограничением смещения в горизонтальной плоскости и связана со стержнями свободно проходящими через отверстия в верхней плите, опирающейся на опору, выполненную в виде подъемного устройства с рабочим ходом не превышающим максимальную высоту направляющего стержня относительно верхней плиты. Под рабочим ходом понимаем наибольшее расстояние между верхним и нижним вертикальными положениями подъемного механизма опоры. Направляющие стержни, проходящие свободно через сквозные отверстия в верхней плите, удерживают ее от смещения в горизонтальной плоскости и поэтому рабочий ход опоры не может быть больше, чем максимальная высота стержня, выступающего над верхней плитой. При этом стержень не может выступать за головку рельса, опирающегося непосредственно или через промежуточные прокладки на верхнюю плиту во избежание помехи от деталей подвижного состава. Верхняя часть стержня выполняется в виде шпильки с резьбовым соединением с гайками. Гайка, размещаемая под верхней плитой, может служить опорой верхней плиты, а гайка, размещаемая на стержне над верхней плитой ограничителем ее перемещения по высоте. При этом опорная гайка может выступать также в качестве ходовой гайки винтовой пары.

Устройство может быть собрано в конструкцию, и вся конструкция укладывается под рельс. В собранном виде конструкция представляет из себя нижнюю плиту, на которой установлен по меньшей мере один направляющий стержень, например, в виде резьбового соединения с ней и выполненный с резьбой в верхней части взаимодействующий по меньшей мере с двумя гайками, опорной для верхней плиты и ограничительной. Сборка устройства может осуществляться следующим образом: в нижнюю плиту вворачивается направляющий стержень, на него вворачивается опорная гайка, на нее свободно через сквозные отверстия в верхней плите устанавливается верхняя плита и сверху вворачивается ограничительная гайка. Однако в этом случае выступающие за верхнюю плиту части направляющего стержня могут задевать рельс при укладке конструкции или придется выполнять большой объем подготовительных перед укладкой работ, поэтому проще, если сборка будет осуществлена непосредственно на пути, после укладки нижней плиты. Стержни можно сделать из нескольких частей, собираемых в единое целое в процессе укладки устройства.

В качестве опоры с подъемным механизмом можно использовать опорную гайку, либо поставить на нижнюю плиту домкрат.

Наиболее простым и дешевым способом восстановления рельсовой нити по уровню может быть предложен следующий способ. Домкратами, размещенными в стороне от места провисания рельсовой нити, в которое предположительно будет уложено устройство «вывешивается» (поднимается) рельсовая нить, равняется вручную площадка под рельсом и нее укладывается нижняя плита со сквозными отверстиями не соосными с отверстиями в верхней плите и через которые в балласт забиваются стержни типа костылей для предотвращения смещения плиты в горизонтальной плоскости. На нижнюю плиту укладывается опорная гайка, на нее укладывается верхняя плита таким образом, чтобы оси гнезда гайки и сквозного отверстия в верхней плите совпадали и придерживая гайку направляющий стержень вворачивается в гайку и отверстие в нижней плите выполненное, например, в виде гнезда, а сверху направляющего стержня вворачивается ограничительная гайка. Таким образом, устройства готово. Для удобства сборки на нижнюю плиту можно положить любую промежуточную временную опору по высоте, большей, чем высота гайки, что обеспечит свободный доступ к гайке под верхней плитой и после того, как она будет установлена на стержне стержень, вворачивается в отверстие и промежуточная опора убирается.

Изобретение иллюстрируется фигурами 1. На фиг.1 приведен общий вид размещения устройства под рельсом. На фигуре 2 вид сверху. На фигуре 3 - детализированный общий вид устройства. На фигуре 4 выделен крупным разрез А, а на фигуре 5 выделен разрез В. Введены следующие обозначения: 1 - балластный слой; 2 - нижняя плита; 3 - направляющий стержень 4 - рельс; 5 - верхняя плита; 6 - опора в виде винтовой пары; 7 - шпала; 8 - ходовой винт винтовой пары; 9 - ходовая гайка винтовой пары, 10 корпус винтовой пары, 11 шайба; 12 - промежуточная прокладка; 13 - опорная гайка; 14 - ограничительная гайка.

Устройство работает следующим образом. Под рельс на естественное или искусственное основание, преимущественно на балласт 1 укладывается нижняя плита 2, выполненная со сквозными отверстиями, в которые вставляется направляющий стержень 3 и закрепляется в балластном слое 1. На плите 2 устанавливается опора 6 с подъемным механизмом выполненным в виде винтовой пары, состоящем из корпуса 10, в которую входит ходовой винт 8 пары, перемещаемой с помощью ходовой гайки 9, при этом ходовой винт 8 для повышения устойчивости конструкции оканчивается промежуточным упором 12 типа насадки на винт подъемного устройства 7. Ходовой винт 8 через упор 7 или непосредственно опирается на верхнюю плиту 5, которая перемещается по направляющему стержню 3 в сквозных отверстиях в плите 5. После того как плита 5 поднята на заданный уровень, выровняв уровень рельса 4, она закрепляется от смещения гайками 4 и 6. Стержень 3 выполнен с резьбовым соединением с гайками 13 и 14 и шайбой 11, установив которые на заданном уровне можно зафиксировать верхнюю плиту 5 и тем самым рельс 4 непосредственно или через подкладки лежащий на верхней плите 5.

Принципиально возможно в качестве верхней плиты использовать насадку 12, которая непосредственно или через прокладки взаимодействовала бы подошвой рельса 4. Однако эта конструкция будет неустойчива при длительной эксплуатации устройства и ее применение возможно только на малодеятельных участках железнодорожного пути. При этом опору 10 следует жестко закрепить к нижней плите.

Сборка устройства для реализации способа временного восстановления рельсовой нити по уровню, осуществляется в следующем порядке: нижнюю плиту укладывают под рельс, закрепляют от горизонтального смещения, на нижнюю плиту укладывают верхнюю плиту, в сквозные отверстия в которой вставляют направляющие стержни и приподнимая верхнюю плиту под ней на выходящий вниз из отверстия верхней плиты конец стержня устанавливают опорную гайку, опирают на нее верхнюю плиту, а на выходящий вверх конец стержня устанавливают ограничительную гайку. Таким образом, устройство обеспечивает возможность временного пропуска поездов, не назначая ограничения по скорости движения, и тем самым позволяет снизить негативное влияние на перевозочный процесс вынужденного назначения срочного перерыва в движении для устранения выявленного дефекта, который может быть устранен при плановом технологическом перерыве, совмещаемого с другими работами. При этом сборка устройства и его укладка осуществляется в течение получаса, не требует квалификации рабочего, а также трудоемкого обслуживания.

Группа изобретений относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности, к устройствам для временного восстановления уровня рельсовой нити, способам его сборки и способам восстановления уровня рельсовой нити. Устройство содержит нижнюю и верхнюю плиты, направляющие стержни и подъемный механизм. Нижнюю плиту укладывают под рельс и закрепляют от горизонтального перемещения. Верхнюю плиту укладывают на нижнюю. В сквозные отверстия верхней плиты устанавливают стержни. Верхнюю плиту с рельсом приподнимают посредством подъемного механизма, выравнивают уровень рельсовой нити и закрепляют верхнюю плиту на стержне. Упрощается технология выравнивания рельсовой нити по уровню. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ временного восстановления уровня рельсовой нити, заключающийся в том, что под рельс укладывают нижнюю плиту, на нее через опору укладывают вторую плиту, в сквозные отверстия которой свободно вставляют стержень до взаимодействия с нижней плитой, поднимают рельс на заданный уровень и закрепляют вторую плиту на стержне.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед укладкой рельсовую нить предварительно поднимают с помощью домкратов, располагаемых вне места укладки плиты.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рельсовую нить поднимают с помощью опоры, выполненной с подъемным механизмом.

4. Устройство временного восстановления уровня рельсовой нити, содержащее по меньшей мере две плиты, одна из которых, нижняя, устанавливается под рельсом, крепится от смещения и связана с верхней подвижной плитой, опирающейся на опору, по меньшей мере одним направляющим стержнем, который свободно проходит в сквозные отверстия в плите, отличающееся тем, что опора выполнена с подъемным механизмом с рабочим ходом, не превышающим максимальную высоту направляющего стержня относительно верхней плиты.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что сквозные отверстия в плитах соосны, а крепление нижней плиты в балластном слое осуществляется направляющим стержнем, свободно проходящим через сквозное отверстие.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что отверстие в нижней плите выполнено с внутренней резьбой, в которое вворачивается направляющий стержень, а крепление нижней плиты осуществляется монтажным стержнем через другое отверстие, ось которого не совпадает с осью направляющего стержня.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что опора установлена на нижней плите с возможностью демонтажа и выполнена в виде домкрата.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве опоры может использоваться набор прокладок между нижней и верхней плитами.

9. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что опора установлена на направляющем стержне.

10. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что подъемный механизм содержит винтовую пару.

11. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что подъемный механизм содержит гидроцилиндр.

12. Способ сборки устройства для реализации способа временного восстановления рельсовой нити по уровню, заключающийся в том, что нижнюю плиту укладывают под рельс, закрепляют от горизонтального смещения, на нижнюю плиту укладывают верхнюю плиту, в сквозные отверстия в которой вставляют направляющие стержни и, приподнимая верхнюю плиту под ней, на выходящий вниз из отверстия верхней плиты конец стержня устанавливают опорную гайку, а на выходящий вверх конец стержня ограничительную гайку.