Бетонная шпала Советский патент 1991 года по МПК E01B3/32 

Фиг. Т

Изобретение относится к бетонной шпале для рельсовых путей на грузонапря- женных, высокоскоростных и городских участках железной дороги.

Цель изобретения - оптимизация укладки и крепления рельсов.

На фиг. 1 показан раздвоенный конец шпалы, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - бетонная шпала, разрез.

Два конца 1 бетонной шпалы в виде брусьев из полимерного бетона имеют клиновидную поверхность с уклоном 1:40 к центру рельсового пути. На шпале для рельса 2 размещены подкладки 3-6 из пружинящих пластин, выполненных из неэлектропроводного материала. Расстояние между центрами подкладок 4 и 5 составляет 600 мм, расстояние между центрами подкладок 3 и 4 либо 5 и 6 - 170 мм. В середине между подкладками 3 и 4 либо 5 и 6 подрш ва рел ьса зафиксирована с помощью направляющей пластины 7, стяжного хомута 8 и винта 9.

Прорезь 10 и крепежная плоскость 11 предназначены для анкера Нельсона 12. При этом подошвы 13 рельсов через пластины упруго закреплены на клиновидной поверхности 14 шпалы. Анкер Нельсона затянут гайкой 15. Направляющая пластина 7 одним своим краем взаимодействует с наклонной поверхностью 16. Шпала содержит полиэтиленовые дюбели 17. На фиг. 3 показан конец шпалы с залитой траверсой 18 из углеродного волокна для усиления подрель- совой зоны, а другой конец шпалы, как вариант, содержит перемычку 19 из стеклоламината траверсы 20. Перемычка 19 траверсы 20 соединена с полиэтиленовыми дюбелями 17. Предварительно анкер Нельсона приваривается к полосовой стали 21 в асфальтовом основании 22. Анкер затягивается гайкой 15 через шайбу 23 к плоскости 11. Перемычки размещены вдоль всей шпалы vi заканчиваются на плече 24 отверстием для анкера Нельсона. о

Шкала работает следующим образом.

Двойное налегание рельса на нормальную бетонную поперечную шпалу в виде бруса с промежуточным креплением подошвы 13 рельса 2 дает оптимальную фиксацию рельса в трех точках. Чем больше расстояние между подкладками на концах шпалы, тем более благоприятным является распределение напряжения в рельсе и шпале при нагрузке. В идеальном случае расстояние между подкладками 3 и 4 или 5 и 6 всех шпал должно быть постоянным, однако это приводит к слишком большому расходу шпал. Промежуточное решение с расстоянием между подкладками на шпалах, составляющим более 20% расстояния до

подкладки на соседней шпале, уже обеспечивает значительное уменьшение напряжения в рельсе. Расстояние между подкладками ограничено шириной шпалы и,

следовательно, увеличением ее веса, а также повышением опасности разрушения шпалы при увеличенном плече рычага до оси шпалы. Проблемы массы решает У-об- разная форма бетонной Шпалы, при которой

экономится примерно 20% массы бетона на единицу длины укладываемого рельса.

Применение бетонной шпалы согласно изобретению с двумя или более рельсовыми подкладками целесообразно не более грузонапряженных железобетонных участках, каковыми являются городская железная дорога, высокоскоростные участки и участки для тяжеловесных поездов. Несмотря на общую упругость рельсового пути элемент неподвижной опоры предохраняет рельс от поломки в результате скручивания и изгиба. Это достигается, во-первых, распределением нагрузки на шпалу в трех точках на каждом конце шпалы и, во-вторых,

применением известного полимерного бетона из коллоидного цемента с 4-10% добавкой полимеров, таких как поливинилацетат. Можно использовать также бетонную шпалу с рубленными или слоистыми GFK (углеродными)-волокнами. Технологические свойства этих комбинированных материалов лучше, чем свойства простого или предварительно напряженного бетона. В случае необходимости участки шпал, наиболее

подверженные нагрузке, могут быть усилены смесью комбинированных веществ или добавлением длинноволокнистых углеродных волокон или стекла волокна. Это усиление имеет то преимущество, что при нем

исключается электропроводный материал, который может создавать помехи в сигнальных системах с рельсовой электрической цепью вследствие индукции или возникновения электрической цепи (образование

электролита при дожде между рельсом и шпалой, или усилением шпалы). Таким же образом системой шпал можно исключить влияние магнитного поля, образуемого транспортным средством с приводом постоянноготока. Для повышения сопротивления сдвигу, в особенности на асфальтовомосновании, бетонные шпалы могут быть связаны с основанием с помощью, так называемых, анкеров Нельсона 12. Это увеличивает жесткость шпалы как рельсовой опоры. Усиление шпалы в наиболее нагруженных точках с помощью соединения дюбелей 17, предназначенных для натяжения анкеров, например, -шпальных винтов 9, и залитых в бетон в виде мостика из искусственного материала или волокнистого жгута, может осуществляться соединением винтовых дюбелей на рельсе с одной траверсой, соединением дюбелей, находящихся на внутренней стороне рельса, и соединением всех дюбелей с креплением в виде анкера Нельсона. В усиление может быть включена зона крепления анкера Нельсона.

Формула изобретения

1. Бетонная шпала с концами в виде брусьев и отношением ширины к высоте менее чем 2:1, содержащая подкладки и анкерные крепления подошвы рельсов, о т- личающаяся тем, что, с целью оптимизации укладки и крепления рельсов, на каждом конце шпалы расположены по меньшей мере две подкладки, размещенные по обе

стороны от натяжного анкера для крепления подошвы рельса, при этом тело шпалы в зонах крепления выполнено с армированием из неэлектропроводного материала. 2. Шпала по п. 1,отличающаяся

тем, что она выполнена У-образной формы в плане.

3.Шпала по п. 2, отличающаяся тем, что расстояние между центрами соседних подкладок в 0,2 раза больше расстояния между центрами смежных внутренних подкладок раздвоенного конца шпалы.

4.Шпала по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что тело шпалы выполнено из пОлимерного или волокнистого бетона.

5.Шпала по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что армирование выполнено из углеродного и/или стойкого против омыления стекловолокна.

Изобретение относится к бетонной шпале для рельсовых путей на грузонапряженных, высокоскоростных и городских участках железной дороги. Цель изобретения - оптимизация укладки и крепления рельсов. Два конца 1 бетонной шпалы в виде брусьев из полимерного бетона имеют клиновидную поверхность 14 с уклоном 1:40 к центру рельсового пути. На шпале для рельса 2 размещены подкладки 3, 4, 5, 6 из пружинящих пластин, выполненных из неэлектропроводного материала. В середине между подкладками 3, 4, либо 5, 6 подошва рельса зафиксирована с помощью направляющей пластины 7, стяжного хомута 8 и винта 9. Прорезь 10 и крепежная плоскость 11 предназначена для "анкера Нельсона". Шпала содержит полиэтиленовые дюбели и траверсы из углеродного волокна или стеклоламината для усиления шпалы. Перемычки траверс соединены с дюбелями. Конструкция шпалы равномерно воспринимает и распределяет нагрузку, действующую на нее, и устраняет помехи, вызываемые металлическими элементами в железнодорожных электросистемах. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

10

фиг. 2