ШПАЛА ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ДЛЯ ТРАМВАЙНЫХ ПУТЕЙ ШИРОКОЙ КОЛЕИ

Полезная модель относится к городскому транспорту с верхним строением пути, а именно к шпалам трамвайных путей широкой колеи.
Известна шпала железобетонная предварительно напряженная для трамвайных путей широкой колеи, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей рельсового скрепления, армированный в четыре вертикальных ряда проволоками расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения. В указанном аналоге - шпале железобетонной предварительно напряженной для трамвайных путей широкой колеи используется армирование из 32 высокопрочных проволок (см. ГОСТ 21174-75 «Шпала железобетонная предварительно напряженная для трамвайных путей широкой колеи»).
Недостатком известной конструкции железобетонной шпалы для трамвайных путей широкой колеи является недостаточная сопротивляемость повышенным изгибающим моментам в вертикальной плоскости и, как следствие, меньшая трещиностойкость и долговечность.
Технический результат, на который направлена данная полезная модель, заключается в повышении трещиностойкости и долговечности шпалы, а следовательно, в повышении качества шпалы.
+Указанный технический результат обеспечивается тем, что в шпале железобетонной предварительно напряженной для трамвайных путей широкой колеи, включающей брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей рельсового скрепления, армированный пятью горизонтальными рядами проволок, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения, армирование бруса выполнено в виде 36 высокопрочных проволок, при этом первый, второй, четвертый и пятый горизонтальные ряды, начиная с верхнего ряда, содержат по восемь проволок, а третий - четыре проволоки.
А также тем, что рельсовое скрепление выполнено в виде внутренних и наружных анкерных элементов.
А также тем, что расстояние между внутренними анкерными элементами составляет 1402 мм, а между наружными анкерными элементами - 1740 мм.
А также тем, что тем, что расстояние между внутренними анкерными элементами составляет 1446 мм, а между наружными анкерными элементами - 1782 мм.
А также тем, что расстояние между внутренними анкерными элементами составляет 1457,5 мм, а между наружными анкерными элементами - 1759,5 мм.
А также тем, что армирование выполнено из углеродистой стальной проволоки периодического профиля.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид шпалы с трамвайными рельсами; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В - на фиг.1; на фиг.6 - узел I на фиг.1; на фиг.7 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.8 - общий вид шпалы с железнодорожными рельсами; на фиг.9 - то же, вид сверху; на фиг.10 - вид Д на фиг.1; на фиг.11 - разрез Е-Е на фиг.1, на фиг.12 - разрез Ж-Ж на фиг.1; на фиг.13 - узел II на фиг.1; на фиг.14 - разрез И-И на фиг.1; на фиг.15 - общий вид шпалы с железнодорожными рельсами; на фиг.16 - то же, вид сверху; на фиг.17 вид К на фиг.15; на фиг.18 - разрез Л-Л на фиг.1; на фиг.19 разрез М-М на фиг.15; на фиг.20 - узел III на фиг.15; на фиг.21 - разрез Н-Н на фиг.15.
Шпала железобетонная предварительно напряженная для трамвайных путей широкой колеи состоит из армированного бруса 1 с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями 2 для размещения деталей рельсового скрепления 3 в виде внутренних и наружных анкерных элементов 4 и 5 соответственно. Армирование бруса 1 выполнено в виде 36 высокопрочных проволок 6 из пяти горизонтальных рядов углеродистой стальной периодического профиля проволоки. Проволоки расположены симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения (см. фиг.4, 5, 7, 11, 12, 14, 18, 19, 21). При этом, первый, второй, четвертый и пятый горизонтальные ряды проволок, начиная с верхнего ряда, содержат по восемь проволок, а третий - четыре проволоки.
Предлагаемое армирование бруса из 36 высокопрочных проволок углеродистой стальной проволоки периодического профиля основано на проведенном расчетном исследовании (см. таблицу), из которого видно следующее.
При расположении арматуры в брусе 32 высокопрочных проволок с размещением соответственно по рядам, начиная с верхнего ряда, восемь, восемь, четыре, четыре, восемь и расположении в брусе 36 высокопрочных проволок соответственно по рядам восемь, восемь, четыре, восемь, восемь проведены расчеты на предельные состояния - прочность и трещиностойкость. Расчет по предельным состояниям проводился в наиболее нагруженных сечениях шпалы, а именно в подрельсовом сечении и среднем сечении шпалы.
Таблица
Предельные состояния
Процент использования предельного состояния
Подрельсовое сечение
Среднее сечение
Для 32 проволок
Прочность
49,7%
56,1%
Трещиностойкость
81,9%
101,1%
Для 36 проволок
Прочность
46,8%
57,7%
Трещиностойкость
71,6%
98,8%
Из приведенной таблицы видно, что прочность обеспечивается при любом армировании.
Трещиностойкость расчетного среднего сечения шпал обеспечивается только при армировании 36 проволоками. При 32 проволоках процент использования предельного состояния составляет 101,1%, то есть трещиностойкость не обеспечивается.
Данная полезная модель позволяет использовать для трамвайных путей не только трамвайные рельсы, но и железнодорожные рельсы.
При использовании трамвайного рельса расстояние между внутренними анкерными элементами 4 составляет 1402 мм, а между наружными анкерными элементами 5 составляет 1740 мм, а при использовании железнодорожного рельса расстояние между внутренними анкерными элементами 4 составляет 1457,5 мм или 1446 мм, а между наружными анкерными элементами 5 соответственно составляет 1759,5 или 1782 мм.
Эти размеры между анкерными элементами при выполнении шпалы с армированием 36 проволоками позволяют обеспечить восприятие усилия на шпалу, равное наибольшему эксплуатационному давлению рельса.
Таким образом, полезная модель способствует увеличению параметров трещиностойкости, надежности и долговечности шпалы, а также улучшает условия взаимодействия рельсового пути и подвижного состава.