ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ШПАЛА
REINFORCED CONCRETE SLEEPER

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции шпал из бетона с арматурой.
Известна железобетонная шпала, включающая армированный брус, армировка бруса выполнена из четырех стержневых элементов, на концах стержневых элементов на торцах бруса установлены пластмассовые пробки для защиты от влаги.
См. патент на полезную модель №109465 по классу МПК-7 E01B 3/32, заявл. 27.04.2011 г., опубл. 20.10.2011 г. «Железобетонная шпала».
Недостатком известного устройства является вероятность выпадения пластмассовых пробок из-за контакта пробки из пластмассы с брусом из бетона, что приводит к попаданию влаги на арматуру и ее разрушению.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой железобетонной шпале и выбранной в качестве наиболее близкого аналога является шпала железобетонная, включающая брус с арматурой, концы которой защищены на торцах бруса пробкой, выполненной из полимерного материала.
См. патент на изобретение №2434983 по классу МПК-7: E01B 3/34, заявл. 04.02.2010 г., опубл. 27.11.2011 г. «Шпала железобетонная с повышенным сопротивлением сдвигу в балласте».
Недостатком известного устройства является вероятность выпадения пробок с концов арматуры и попадание влаги внутрь бруса, что влечет за собой разрушение арматуры. Кроме того, конструкция известной шпалы не позволяет исключить сколы, трещины и другие повреждения торцов бруса при завершении процесса изготовления железобетонной шпалы и снятии готовой шпалы из формы.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных качеств изготавливаемых железобетонных шпал за счет изготовления шпал высокой прочности без сколов и трещин на торцах бруса.
Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является повышение долговечности шпал за счет исключения попадания влаги к концам арматуры на торцах бруса и повышение трещиностойкости при извлечении шпалы из формы.
Кроме того, заявитель ставил перед собой задачу расширения арсенала технических средств, обеспечивающих изготовление железобетонных шпал, следовательно, дополнительный технический результат заключается в реализации этого назначения.
Поставленная задача достигается тем, что в железобетонной шпале, включающей брус с арматурой, концы которой защищены на торцах бруса пробкой, выполненной из полимерного материала, согласно изобретению железобетонная шпала дополнительно снабжена наконечником, выполненным в виде стакана из полимерного материала для размещения в нем пробки, связанным с концом арматуры и торцом бруса.
Верхняя часть наконечника может быть выполнена ступенчатой и иметь двойное расширение.
Пробка может быть выполнена с наружным диаметром верхней ее части, равным диаметру других элементов пробки и равным внутреннему диаметру верхней части наконечника.
Пробка может быть выполнена с наружным диаметром верхней ее части, большим диаметра других элементов пробки и равным внутреннему диаметру первого расширения верхней части наконечника.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемая железобетонная шпала не известна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».
Предлагаемая железобетонная шпала может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемая железобетонная шпала соответствует критерию «промышленная применимость».
Снабжение железобетонной шпалы наконечником, выполненным в виде стакана из полимерного материала для размещения в нем пробки, связанным с концом арматуры и торцом бруса, позволяет плотно и надежно установить пробку внутри наконечника и исключить вероятность ее выпадения, что, в свою очередь, позволяет исключить попадание влаги внутрь бруса к местам с арматурой, исключить ее коррозию и тем самым повысить прочность шпалы и соответственно повысить эксплуатационные качества железобетонной шпалы. Кроме того, снабжение шпалы наконечником, который связан с концом арматуры и торцом бруса позволяет исключить появления трещин и сколов на торце бруса при изготовлении шпалы и снятии готовой шпалы из формы для ее изготовления за счет того, что в момент отсоединения натяжного винта от арматуры исключен контакт между железобетоном бруса и железом натяжного винта, что, в свою очередь, также повышает эксплуатационные качества железобетонной шпалы.
Выполнение верхней части наконечника ступенчатой с двойным расширением позволяет повысить трещиностойкость шпалы при ее изготовлении, в частности в моменты снятия готовой шпалы из формы, что, в свою очередь, повышает эксплуатационные качества шпал.
Выполнение пробки с наружным диаметром верхней ее части, равным диаметру других ее элементов и равным внутреннему диаметру верхней части, также обеспечивает надежное крепление пробки внутри бруса, исключает попадание влаги внутрь него и одновременно расширяет ассортимент средств при изготовлении железобетонных шпал.
Выполнение пробки с наружным диаметром верхней ее части, большим диаметра других элементов пробки и равным внутреннему диаметру первого расширения верхней части наконечника повышает надежность крепления пробки внутри бруса, исключает попадание влаги внутрь бруса, что снижает процесс разрушения арматуры и повышает эксплуатационные качества железобетонной шпалы. Кроме того, такое выполнение пробки расширяет ассортимент средств при изготовлении железобетонных шпал.
Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемой железобетонной шпалы позволяет достичь заявленного технического результата, а именно повышение долговечности шпал за счет исключения попадания влаги к концам арматуры на торцах бруса и повышение трещиностойкости при извлечении шпалы из формы, следовательно, решить поставленную задачу - повышение эксплуатационных качеств железобетонных шпал за счет изготовления шпал высокой прочности без сколов и трещин на торцах бруса.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена часть общего вида шпалы в разрезе (с наконечником без ступенчатого расширения с пробкой, наружный диаметр верхней части которой равен внутреннему диаметру верхней части наконечника).
На фиг.2 представлена часть общего вида шпалы в разрезе (с наконечником, верхняя часть которого выполнена ступенчатой с пробкой, наружный диаметр верхней части которой равен внутреннему диаметру первого расширения верхней части наконечника).
На фиг.3 представлена часть общего вида шпалы в разрезе (с наконечником, верхняя часть которого выполнена ступенчатой с пробкой, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру наконечника до места его расширения.
На фиг.4 представлена часть шпалы в форме (до установки пробки).
Железобетонная шпала включает брус 1 с арматурой 2, концы которой защищены на торцах бруса 1 пробкой 3, выполненной из полимерного материала, шпала снабжена наконечником 4, выполненным в виде стакана из полимерного материала для размещения в нем пробки 3, связанным с концом арматуры 2 и торцом бруса 1.
Верхняя часть наконечника 4 может быть выполнена ступенчатой и иметь двойное расширение.
Пробка 3 может быть выполнена с наружным диаметром верхней ее части, равным диаметру других элементов пробки и равным внутреннему диаметру верхней части наконечника 4.
Пробка 3 может быть выполнена с наружным диаметром верхней ее части, большим диаметра других элементов пробки и равным внутреннему диаметру первого расширения верхней части наконечника 4.
Железобетонную шпалу изготавливают следующим образом:
В форме 5 размещают арматуру 2, на концах которой предварительно устанавливают наконечники 4, которые фиксируют на натяжных винтах 6 до соприкосновения торца бруса 1 с формой 5, затем заливают формовочную смесь в форму 5. После затвердения формовочной смеси отвинчивают гайки 8 и контргайки 7, отсоединяют натяжной винт 6 от арматуры 2, полученную шпалу вынимают из формы 5 и устанавливают пробки 3 внутри наконечников 4.
ПРИМЕР №1
Используют наконечники 4, верхняя часть которых выполнена ступенчатой с двойным расширением, и используют пробки 3 с наружным диаметром верхней ее части, равным диаметру других элементов пробки и равным внутреннему диаметру верхней части наконечника 4 (до расширения), которые размещают внутри наконечников. Полученная шпала надежно защищена от попадания влаги внутрь бруса, не имеет сколов на торце бруса.
ПРИМЕР №2
Используют наконечники 4, верхняя часть которых выполнена ступенчатой с двойным расширением, и используют пробки 3 с наружным диаметром верхней ее части, большим диаметра других элементов пробки и равным внутреннему диаметру первого расширения верхней части наконечника 4, которые размещают внутри наконечников 4. Получают шпалы, надежно защищенные от попадания влаги внутрь бруса 1, которые не имеют сколов и трещин на торце бруса 1.
ПРИМЕР №3
Используют наконечники 4, выполненные в виде стакана без расширения верхней его части и используют пробки 3 с наружным диаметром верхней ее части, равным диаметру других элементов пробки и равным внутреннему диаметру верхней части наконечника 4, которые размещают внутри наконечников 4. Получают шпалы, защищенные от попадания влаги внутрь бруса 1, которые не имеют сколов и трещин на торце бруса 1.
В качестве полимерного материала для изготовления наконечников используют термопластичный эластомер ТЭП.