АНКЕРНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ, АНКЕР РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ И КЛЕММА РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ
RAIL ANCHORING, ANCHOR OF RAIL BINDING AND RAIL BINDING TERMINAL

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для прикрепления рельсов к железобетонным, полимербетонным или композитным подрельсовым основаниям, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие, и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому анкерному рельсовому скреплению является анкерное рельсовое скрепление, содержащее жестко установленный в подрельсовом основании анкер с направленными вниз хвостовиками и средней частью, объединяющей две выступающие над подрельсовым основанием головки анкера, каждая из которых имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части основания, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания нашпальными витками клемм на подклеммную подкладку, расположенную на подрельсовом основании, и с возможностью прижатия рельса прямолинейной нарельсовой частью клемм к подрельсовому основанию через нарельсовую изолирующую прокладку, выполненную с облегающими подошву рельса полками и выступом, размещенным между кронштейнами головки анкера, а каждая нарельсовая изолирующая прокладка имеет облегающие подошву рельса полки разной длины и верхнюю вертикальную полку, препятствующую касанию прямолинейной нарельсовой части клеммы головки анкера (RU 2309215, Е01В 9/30, 15.01.2004) /прототип/.
Недостатки данной конструкции рельсового скрепления состоят в том, что для натяжения клеммы и ее фиксации применяют регулятор натяжения клеммы, который усложняет автоматизацию процесса сборки. Также в процессе эксплуатации при ослаблении усилия натяжения из-за износа других элементов рельсового скрепления регулятор натяжения может быть утерян. Съемная подклеммная подкладка также усложняет процесс автоматизации сборки.
Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение процесса автоматизации сборочно-разборочных операций, при уменьшении количества деталей скрепления, а так же сохранении надежного прикрепления рельса к подрельсовому основанию.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что анкерное рельсовое скрепление содержит жестко установленный в подрельсовом основании анкер с направленными вниз хвостовиками и средней частью, объединяющей две выступающие над подрельсовым основанием головки анкера, каждая из которых имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части основания, надетые на головки анкера две пружинные клеммы с направленными поперек оси рельса концевыми участками клемм для осуществления натяжения и с возможностью прижатия рельса прямолинейной нарельсовой частью клемм к подрельсовому основанию через нарельсовую изолирующую прокладку, выполненную с облегающими подошву рельса полками, при этом для каждой головки анкера кронштейны анкера выполнены с верхними направляющими поверхностями, ориентированными с наклоном, для осуществления направленного перемещения двух концевых участков клеммы, путем их сужения навстречу друг другу и вертикального перемещения вниз до зацепления в выемках кронштейнов, ориентированных вдоль концевых участков клеммы.
Для оптимальной работы анкерного рельсового скрепления выемки кронштейнов анкера выполнены со скруглением между верхней фиксирующей и вертикальной поверхностями выемки, радиус скругления меньше или равен радиусу прутка клеммы, при этом глубина G выемки выполнена размером не менее чем на 4 мм большим радиуса R прутка клеммы, но не более диаметра D прутка клеммы, а расстояние F между внутренними вертикальными поверхностями кронштейнов головки анкера не менее размера (2D+3 мм).
Для обеспечения лучшего сопряжения нарельсовой изолирующей прокладки и анкера в анкерном рельсовом скреплении между кронштейнами анкера предусмотрена горизонтальная реборда, обеспечивающая дополнительное контактирование с поверхностью нижней вертикальной полки нарельсовой изолирующей прокладки.
В анкерном рельсовом скреплении опирание скругленных нашпальных витков клемм осуществлено на подклеммную площадку анкера.
В другом варианте исполнения анкерного рельсового скрепления натяжение клеммы осуществляется без опирания ее скругленных витков.
Анкер рельсового скрепления, содержащий верхнюю часть, состоящую из двух головок, выступающих над поверхностью подрельсового основания по обе стороны от подошвы рельса, и имеющий два разнесенных вдоль рельса кронштейна для фиксации клеммы, причем внутренняя сторона основания головки анкера по участку сопряжения с нарельсовой изолирующей прокладкой выполнена прямолинейной, как продолжение поверхностей кронштейнов головки анкера, а так же содержащий нижнюю часть, замоноличиваемую в подрельсовое основание, объединяющую обе его головки и состоящую из перемычки, двух участков перехода от оснований головок к указанной перемычке и двух направленных вниз хвостовиков, при этом для каждой головки анкера кронштейны анкера выполнены с верхними направляющими поверхностями, ориентированными с наклоном, для скольжения по ним двух концевых участков клеммы при ее установке, путем сужения концевых участков навстречу друг другу и вертикального перемещения вниз, а для фиксации концевых участков клеммы выполнены выемки кронштейнов анкера, которые имеют скругление между верхней фиксирующей и вертикальной поверхностями выемки, при этом радиус скругления меньше или равен радиусу прутка клеммы.
Для оптимальной работы скрепления в анкере рельсового скрепления глубина G выемки выполнена размером, не менее чем на 4 мм большим радиуса R прутка клеммы, но не более диаметра D прутка клеммы, а расстояние F между внутренними вертикальными поверхностями кронштейнов головки анкера не менее размера (2D+3 мм), а между кронштейнами анкера предусмотрена горизонтальная реборда, обеспечивающая дополнительное контактирование по всей поверхности нижней вертикальной полки нарельсовой изолирующей прокладки.
Для варианта скрепления с опиранием клемм в анкере анкерного рельсового скрепления каждая головка выполнена с подклеммной площадкой для опирания скругленных витков клемм.
Клемма рельсового скрепления содержит прямолинейную нарельсовую часть, переходящую по радиусам скругления в боковые участки, за которыми расположены витки клеммы, заканчивающиеся отогнутыми концевыми участками, при этом отогнутые концевые участки выполнены с перегибом под углом β на расстоянии не менее 2 см от их торца для фиксации в выемках кронштейнов анкера.
На фиг.1 представлено анкерное рельсовое скрепление, вид с торца рельса; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, вид с торца шпалы; на фиг.4 представлено анкерное рельсовое скрепление - вариант с анкером без подклеммной площадки, вид с торца рельса; на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 - то же, вид с торца шпалы; на фиг.7 представлен вариант анкера с подклеммной площадкой, вид с торца рельса; на фиг.8 - то же, вид с торца шпалы.
Промежуточное рельсовое скрепление содержит анкер 1 с направленными вниз хвостовиками 2. Анкер 1 жестко установлен (забетонирован) в подрельсовом основании 3 (шпале). Две головки анкера 1, выступающие над подрельсовым основанием 3 по обе стороны от подошвы рельса 4, служат для образования клеммных узлов. Каждая головка анкера 1 имеет два разнесенных вдоль рельса 4 кронштейна 5. Между головками анкера 1 на подрельсовой части основания 3 расположена амортизирующая подрельсовая прокладка 6, на которой расположен рельс 4. Каждая клемма 7 расположена вокруг головки анкера 1 и своей нарельсовой частью осуществляет прижатие рельса 4 через нарельсовую изолирующую прокладку 8 к подрельсовой прокладке 6 и соответственно к подрельсовому основанию 3.
Кронштейны 5 анкера 1 выполнены с верхними направляющими поверхностями 9, ориентированными с наклоном, чтобы осуществить направленное перемещение концевых участков 10 клеммы 7 путем вертикального надавливания со смещением навстречу друг другу. Зацепленные концевые участки 10 клеммы 7 располагаются в выемках 11 кронштейнов 5. Выемки 11 ориентированы вдоль концевых участков 10 клеммы 7.
Клемма 7 рельсового скрепления содержит прямолинейную нарельсовую часть, переходящую по радиусам скругления в боковые участки, за которыми расположены витки клеммы, заканчиваются отогнутыми концевыми участками 10, для их оптимального вертикального перемещения и обеспечения натяжения. Для более надежной фиксации в выемках 11 кронштейнов анкера, на расстоянии не менее 2 см от торца концевых участков 10 выполнен перегиб под углом β.
Выемки 11 кронштейнов 5 анкера 1 выполнены со скруглением 12 между верхней фиксирующей и вертикальной поверхностями выемки 11. Радиус скругления 12 меньше или равен радиусу R прутка клеммы 7, но не менее 4 мм.
Для оптимального зацепления глубина G выемки 11 выполнена размером, не менее чем на 4 мм большим радиуса R прутка клеммы 7, а для экономии металла анкера 1 и уменьшения величины поперечного перемещения концевых участков 10 клеммы 7 глубину G следует выполнять не более диаметра D прутка клеммы 7, т.е. (R+4 мм)≤G≤D.
Расстояние F между внутренними вертикальными поверхностями кронштейнов 5 головки анкера 1, служащее для свободного прохождения концевых участков 10 клеммы 7 при их заведении в зацепление, должно выполняться размером не менее
2D+3 мм.
Возможно использовать два исполнения анкера 1: с подклеммной площадкой 14 анкера 1 и без нее. Соответственно в первом исполнении опирание скругленных витков 15 клемм 7 осуществляется на подклеммную площадку 14 анкера, а во втором исполнении закрепление с натяжением клеммы 7 осуществляется без опоры ее скругленных витков 15.
Для обеспечения дополнительного контактирования с поверхностью нижней вертикальной полки нарельсовой изолирующей прокладки 8 между кронштейнами 5 анкера 1 предусмотрена горизонтальная реборда 13.
Нарельсовая изолирующая прокладка 8 выполнена либо в виде двухполочного уголка с выступом, размещенным между кронштейнами 5 головки анкера 1, либо в виде трехполочного элемента, т.е., кроме облегающих подошву рельса полок, имеет дополнительную верхнюю вертикальную полку, препятствующую касанию прямолинейной нарельсовой части клеммы 7 головки анкера 1.
Сборка узла скрепления осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону подрельсового основания 3 укладывают амортизирующую подрельсовую прокладку 6, далее располагают рельс 4, а между боковой гранью подошвы рельса 4 и кронштейнами 5 головки анкера 1 вставляют нарельсовые изолирующие прокладки 8.
Каждую пружинную клемму 7 опускают на соответствующую головку анкера 1 сверху, так чтобы прямолинейная нарельсовая часть клеммы 7 располагалась над нарельсовой полкой изолирующей прокладки 8.
Поскольку кронштейны 5 анкера 1 выполнены с верхними направляющими поверхностями 9, ориентированными с наклоном, то путем автоматизированного надавливания (или с помощью ручного приспособления) осуществляется перемещение двух концевых участков 10 клеммы 7, при этом, скользя по направляющим поверхностям 9, происходит сужение концевых участков 10 навстречу друг другу и прохождение между внутренними вертикальными поверхностями кронштейнов 5 (расстояние F). В момент прохождения выемок 11 концевыми участками 10 происходит их свободное расхождение под действием собственных упругих сил, а поскольку глубина G каждой выемки 11 имеет размер, не менее чем на 4 мм больший радиуса R прутка клеммы 7, то происходит зацепление и фиксация концевых участков 10 в выемках 11, ориентированных вдоль концевых участков 10 клеммы 7.
Демонтаж скрепления осуществляется в обратном порядке. При этом для снятия клеммы 7 механизировано осуществляют сдавливание концевых участков 10 навстречу друг другу в зоне за кронштейнами 5, происходит высвобождение концевых участков 10 из выемок 11. Остальные элементы скрепления снимаются свободно.
В целом скрепление, согласно предлагаемому изобретению, обеспечивает надежное прижатие клеммой рельса через нарельсовую изолирующую прокладку, при этом используется малое количество деталей. Данное скрепление выгодно применять на малообслуживаемых участках.
Кроме того, в связи с наличием только трех наименований съемных деталей (амортизирующая подрельсовая прокладка, нарельсовая изолирующая прокладка и клемма) упрощается процесс автоматизации сборочно-разборочных операций.