ПОДРЕЛЬСОВАЯ ОПОРА С АМОРТИЗАТОРОМ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к железобетонным шпалам и брусьям, используемым в верхнем строении высокоскоростных железнодорожных путей, выполненных с использованием щебеночного балласта или железобетонного основания.
В настоящее время в качестве подрельсовых опор в основном используются железобетонные шпалы и брусья. С увеличением скорости поездов до 200 км/ч и выше значительно увеличиваются динамические нагрузки различных типов на элементы верхнего строения пути. Эксплуатация таких поездов приводит к повышенному износу железнодорожных путей и, соответственно, увеличению затрат на их обслуживание.
Повышенный износ железнодорожных путей обусловливается в частности различными значениями вертикальной жесткости их различных участков. Неравномерной вертикальной жесткостью в особенности характеризуются стрелочные переводы, участки, проходящие через набережные, мосты и т.п. Кроме того, на интенсивность износа железнодорожных путей влияет вибрация, которая также приводит к разрушению щебня балластного слоя.
Для выравнивания вертикальной жесткости железнодорожных путей и уменьшения влияния вибрации, в особенности на участках стрелочных переводов и рельсовых стыков, могут быть использованы упругие амортизаторы, размещаемые на балластном слое и прикрепляемые к подошвам подрельсовых опор, таких как шпалы или брусья. Кроме того, использование упругих амортизаторов позволяет устранить жесткий контакт между подошвой железобетонной опоры и балластом, способствует более щадящей укладке опор, не сопровождающейся ударом о балласт, несколько увеличивает площадь зоны контакта опоры с балластом, уменьшает и более равномерно распределяет давление на балласт, повышает общую упругость верхнего строения железнодорожного пути.
Известны различные конструкции амортизирующих прокладок, размещаемых между щебеночным основанием и подошвами шпал (например, патент Германии №4315215, МПК Е01В 1/00, публикация 1993 г., патент США №6860433, МПК Е01В 3/12, публикация 2005 г., европейский патент №1857590, МПК Е01В 7/22, публикация 2007 г.).
Известна железобетонная шпала, имеющая упругие элементы из полимерного материала, расположенные на подошве шпалы в подрельсовых ее частях, причем упругие элементы выполнены в виде прокладок, закрепленных в шпале путем втапливания их в свежеуложенный бетон при формовании шпал (патент РФ №76649, МПК Е01В 3/34, публикация 2008 г.).
Известно верхнее строение пути, содержащее рельсошпальную решетку, балластную призму, при этом под шпалами уложены прокладки из вспененного полиуретана 102620 (патент РФ №102620, МПК Е01В 2/00, публикация 2011 г.).
Известно верхнее строение пути, в котором подшпальные прокладки-амортизаторы выполнены из резинопробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М (патент РФ №84850, МПК Е01В 2/00, публикация 2009 г.).
Известные прокладки не обеспечивают необходимую жесткость подрельсовых опор на различных участках железнодорожного пути.
Известен участок пути в форме стрелочного перевода, включающий несколько точек опоры, каждая из которых снабжена подушкой, а также прокладкой из эластичного материала, расположенной между подушкой и связанным с ней опорным основанием, таким как шпала или бетонное основание, причем прокладка имеет прямоугольную форму и снабжена поперечными кромками, проходящими вдоль участка пути, и продольными кромками, проходящими поперек участка пути, и расположенными вдоль продольной оси прокладки, при этом прокладка состоит из трех участков, а точки опоры рельсовых участков имеют прокладки с различной жесткостью (патент США №6860433, МПК Е01В 9/00, Е01В 9/38, Е01В 9/68, публикация 2005 г.).
Известен подшпальный амортизатор, выполненный в форме пластины, комбинированной из нескольких материалов и имеющей две противоположные внешние контактные стороны, при этом пластина выполнена трехслойной, верхняя часть пластины и ее основание выполнены из нетканого материала на основе полиэфиров, а средний слой пластины выполнен из пористой резины с наполнителем (патент РФ №89531, МПК Е01В 1/00, публикация 2009 г.).
Известные прокладки не обеспечивают необходимую жесткость подрельсовых опор на различных участках железнодорожного пути, особенно на высокоскоростных и грузонапряженных участках,
Задачей создания настоящей полезной модели является снижение неравножесткости участков железнодорожного пути и уменьшение вибродинамического воздействия на балласт на высокоскоростных и грузонапряженных участках, а также на участках стрелочных переводов и рельсовых стыков.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает более надежную систему соединения подрельсовой железобетонной опоры с амортизатором.
Достигаемый технический результат - выравнивание вертикальной жесткости железнодорожных путей и уменьшение влияния вибрации на балласт.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.
Подрельсовая опора содержит амортизатор, прикрепленный к подошве опоры и выполненный в форме многослойной пластины, причем верхняя часть и основание многослойной пластины выполнены из нетканого материала, а средняя часть пластины содержит материал из резины. Верхняя часть пластины, обращенная к подошве опоры и основание пластины, обращенное к балластному слою железнодорожного полотна выполнены из нетканого иглопробивного волокна, а средняя часть пластины сформирована, по меньшей мере, из двух слоев композиционной жесткой влаго - бензостойкой резины, при этом каждый слой резины отделен друг от друга слоем ткани ТК-200.
Верхняя часть пластины амортизатора прикреплена к подошве опоры посредством жесткого, влаго-маслостойкого шпаклевочно-клеевого состава.
Амортизатор выполнен в форме прямоугольной пластины.
Статическая жесткость многослойной пластины в зависимости от толщины находится в диапазоне от 14 до 70 кН/мм для образца с размерами 100×100 мм.
Слои пластины соединены между собой в процессе формования амортизатора с возможностью обеспечения отсутствия взаимного продольного и поперечного смещения.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором на фиг.1 представлен амортизатор, выполненный в форме прямоугольной пластины; на фиг.2 - вид А (в увеличенном размере) на фиг.1; на фиг.3 - поперечное сечение Б-Б (в увеличенном размере) пластины на фиг.1; на фиг.4 - подрельсовая опора с амортизатором; на фиг.5 - вид В на фиг.4; на фиг.6 - вид Г на фиг.5.
Амортизатор выполнен в форме прямоугольной в плане многослойной пластины 1, которая прикреплена к подошве опоры 2. Верхняя часть 3 и основание 4 пластины выполнены из нетканого иглопробивного волокна на основе полиэфиров, что обеспечивает защиту амортизатора от повреждений острыми гранями балластного щебня. Средний слой пластины сформирован из двух слоев 5 (при общей толщине пластины от 5 до 15 мм) или трех слоев 5 (при общей толщине пластины до 20 мм) жесткой композиционной влаго-бензостойкой резины с заданными значениями жесткости по длине прокладки, так чтобы статическая жесткость пластины с толщиной от 5 до 20 мм находилась в диапазоне 14-70 кН/мм для образца с размерами 100×100 мм. Слои 5 отделены друг от друга слоями 6, выполненными из ткани ТК-200 для возможности регулирования общей жесткости пластины.
Для устранения взаимного продольного и поперечного смещения слоев пластины их соединяют между собой в процессе ее формования.
Для эффективной работы подшпальных амортизаторов, их следует устанавливать по всей длине опоры, длина которой достигает 3,5-5,0 метров.
Крепление подшпального амортизатора следует осуществлять с помощью клеевого соединения жесткого типа, обладающего хорошими влаго-, масло- и морозостойкими характеристиками, и высокой адгезией как к бетонной поверхности бруса, так и к внешнему защитному слою самого амортизатора. Такой состав устраняет все неровности, трещины, выступы, сколы, вмятины на опорной поверхности подошвы железобетонной опоры, что и обеспечивает стабильную, постоянную площадь контакта, не зависящую от нагрузки на опору (вид Г, фиг.6).
Предложенное техническое решение позволяет обеспечить постоянную площадь контакта и надежное соединение подрельсовой железобетонной опоры с амортизатором.
При этом и упругие элементы амортизатора и шпаклевочно-клеевое соединение выполняются из влаго-маслостойких материалов, что обеспечивает постоянную, установочную жесткость и виброзащитные свойства подрельсовой железобетонной опоры на весь срок ее эксплуатации.