Мостик рельсового стыкового узла

Область техники
Полезная модель относится к устройствам верхнего строения железнодорожного пути, в частности к конструкции мостика рельсового стыкового узла (устройства, соединяющего железобетонные шпалы в зоне рельсового стыкового узла).
Уровень техники
Верхнее строение пути является несущей конструкцией железнодорожного пути, воспринимающей нагрузки от колес подвижного состава и направляющей их движение. Организация скоростного движения поездов и увеличение нагрузок на ось подвижного состава вызывает значительный рост напряженно-деформированного состояния всех элементов железнодорожного пути. Наиболее явно такие деформации сказываются на рельсовом стыковом соединении, где соединены концы двух рельсов. Обеспечение повышенной надежности таких стыковых соединений является важной задачей, от решения которой зависит безопасность движения, срок эксплуатации элементов железнодорожного пути. В настоящее время для повышения устойчивости к механическим нагрузкам, снижения трудоемкости обслуживания в процессе эксплуатации, повышения износостойкости и долговечности при строительстве верхнего строения железнодорожного пути используются железобетонные шпалы. Широко известным конструктивным исполнением рельсового стыкового соединения является наличие накладных пластин, соединяющих между собой концы двух стыкуемых между собой рельсовых плетей. При этом стыкуемые концы рельсовых плетей и накладные пластины имеют отверстия, через которые проходят элементы крепления для обеспечения надежной фиксации полученного стыкового узла (например, см. Интернет-ресурс https://zinref.ru/000_uchebniki/05300_transport id/003_02_00 instrukcia_po_tekushemu_soderjaniu_puti_2016_god/004.htm, дата публикации 08.02.2018 г., просмотрено 22.11.2021 г.). Однако с возрастанием нагрузок и скорости движения поездных составов наличия подобного конструктивного решения может быть недостаточно для необходимой фиксации и надежности рельсового стыкового узла. В итоге, в процессе эксплуатации концы соединяемых рельсовых плетей могут быть смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости с образованием ступенек, которые недопустимы при обеспечении высокой безопасности движения.
Известен мостик рельсового стыкового узла, представляющий собой устройство фиксации рельсовых скреплений в зоне рельсового стыкового соединения (патент Китая №207017082, дата публикации 16.02.2018 г.), принятый за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, который содержит среднюю часть и концевые части, соединенные с рельсовыми подкладками с получением единой детали, при этом указанные рельсовые подкладки установлены и закреплены с помощью элементов крепления на соседних железобетонных шпалах. Мостик выполнен прямоугольной формы и имеет ограничительные выступы, между которыми устанавливают рельс. Данное решение позволяет сформировать дополнительный фиксирующий узел между шпалами в зоне рельсового стыкового соединения, содержащего накладные пластины. В данном случае за счет конструктивных особенностей нагрузка от колес проходящих поездных составов распределяется более равномерно по всем элементам рельсового скрепления, снижая напряженно-деформирующие воздействия, которые могут привести к образованию ступенек на концах стыкуемых рельсовых плетей.
Однако изготовление указанной конструкции устройства скрепления железобетонных шпал обладает повышенной металлоемкостью ввиду того, что мостик выполнен прямоугольной формы с шириной, превышающей ширину укладываемого на нее рельса, что приводит к увеличению массы рельсового стыкового узла, который оказывает давление на балластный слой с последующим его разрушением. Проседание мостика в балластный слой далее приводит к возникновению разнонаправленных напряжений, воздействующих на стыковой узел, что в целом сказывается на снижении его надежности.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания мостика рельсового стыкового узла (устройства фиксации рельсовых скреплений в зоне рельсового стыкового соединения) для применения в тяжелых условиях эксплуатации, позволяющего повысить надежность фиксации рельсового стыка и обеспечить длительный срок службы балластного слоя.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом настоящей полезной модели является уменьшение металлоемкости при изготовлении мостика рельсового стыкового узла за счет его конструктивных особенностей, а также повышение надежности и долговечности стыкового соединения рельсов.
Технический результат достигается при использовании мостика рельсового стыкового узла, который содержит среднюю часть, предназначенную для размещения между соседними шпалами в нижней части стыкового соединения рельсов, и концевые части, каждая из которых предназначена для соединения с боковой частью подкладки промежуточного рельсового скрепления с получением единой детали, при этом указанные рельсовые подкладки промежуточных рельсовых скреплений предназначены для установки на соседние шпалы в зоне рельсового стыкового соединения.
Согласно заявляемому решению масса основной части мостика (устройства фиксации рельсовых скреплений в зоне рельсового стыкового соединения) уменьшена по сравнению с мостиком в наиболее близком аналоге, что приводит к снижению давления на балластный слой, а следовательно, к уменьшению напряженно-деформирующих воздействий, приводящих к образованию ступенек на концах стыкуемых рельсовых плетей, что обеспечивает повышение надежности и долговечности узла стыкового соединения рельсов.
В частном случае реализации полезной модели средняя часть заявляемого мостика выполнена в виде прямоугольной пластины, а концевые части - в виде выступов.
Средняя часть заявляемого мостика может быть выполнена с меньшей шириной, чем ширина концевых частей. В таком случае ширина концевых частей мостика выполнена такой, чтобы обеспечить надежное соединение с подкладками промежуточных рельсовых скреплений, а ширина средней части является достаточной для того, чтобы обеспечить соединение между двумя соседними железобетонными шпалами.
На концевых частях пластины могут быть выполнены четыре выступа, в таком случае два выступа посредством сварки соединяют с подрельсовой подкладкой, входящей в состав промежуточного рельсового скрепления, установленного на одной шпале, и еще два выступа посредством сварки соединяют с подрельсовой подкладкой, входящей в состав промежуточного рельсового скрепления, расположенного на смежной шпале.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан заявляемый мостик, соединенный с подкладками промежуточного рельсового скрепления;
На фиг. 2 показан вид сверху двух промежуточных рельсовых скреплений в зоне рельсового стыка, в состав которого входит заявляемый мостик;
На фиг. 3 показано сечение А-А.
На фигурах введены следующие обозначения:
1 - средняя часть мостика;
2 - концевые части мостика;
3 - подкладка ЖБРМ промежуточного рельсового скрепления;
4 - упругая прокладка промежуточного рельсового скрепления;
5 - подрельсовая прокладка промежуточного рельсового скрепления;
6 - подрельсовая прокладка;
7 - рельс;
8 - накладная пластина рельсового стыка;
9 - элемент крепления рельсового стыка;
10 - шуруп путевой промежуточного рельсового скрепления;
11 - шайба промежуточного рельсового скрепления;
12 - вставка промежуточного рельсового скрепления;
13 - упругая клемма промежуточного рельсового скрепления.
Мостик содержит среднюю часть 1 в виде пластины и концевые части 2, соединенные одновременно с двумя подкладками ЖБРМ 3 двух промежуточных рельсовых скреплений, расположенных на соседних шпалах, с получением единой детали (фиг. 1).
Реализуется решение следующим образом
Изготавливают мостик с размерами 420 мм, 500 мм, 540 мм в зависимости от эпюры шпал. Две подкладки 3 типа ЖБРМ, предназначенные для установки в составе промежуточных рельсовых скреплений, располагают на определенном расстоянии друг от друга (например, 420 мм или 500 мм или 540 мм, так же в зависимости от предполагаемой эпюры шпал, на которые их будут устанавливать). Затем между ними размещают заявляемое устройство и приваривают его концевые части 2, расположенные с одной стороны пластины, к одной подкладке 3, а концевые части 2 с другой стороны пластины - к другой подкладке 3. Таким образом, получают конструкцию, представляющую собой две подкладки ЖБРМ, соединенные между собой при помощи заявленного мостика (фиг. 1). На подрельсовые части двух соседних железобетонных шпал укладывают упругие прокладки 4 промежуточного рельсового скрепления, после чего на них устанавливают полученную конструкцию таким образом, что подкладки ЖБРМ 3 промежуточного рельсового скрепления устанавливаются на упругие прокладки 4 промежуточного рельсового скрепления, а основная часть 1 заявляемого устройства располагается в горизонтальной плоскости между указанными соседними шпалами (фиг. 1-3). Затем на подкладки ЖБРМ 3 устанавливают подрельсовые полимерные прокладки 5 промежуточного рельсового скрепления (фиг. 2), а на основную часть (пластину) 1 заявляемого устройства устанавливают дополнительную аналогичную подрельсовую прокладку 6 (фиг. 2-3). После чего на подрельсовые прокладки 5 устанавливают узел рельсового стыкового соединения (фиг. 2, 3), состоящий из концов двух рельсов 7, к которым с обеих сторон присоединены накладные пластины 8 посредством элементов крепления 9. При этом зона стыка рельсов 7 попадает как раз на место расположения основной части 1 заявляемого мостика (фиг. 2-3). Затем в зоне промежуточных рельсовых скреплений рельсы прикрепляют к шпалам элементами крепления (шуруп путевой 10, шайба 11, вставка 12 и упругая клемма 13) (фиг. 2-3).
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает усиленную зону стыкового соединения рельсов. Такое решение приводит к более равномерному распределению нагрузки, воздействующей как на каждый элемент рельсового скрепления, так и на балластный слой, что в целом увеличивает надежность и долговечность рельсового скрепления в зоне рельсового стыка. При этом заявляемое устройство имеет меньшую металлоемкость и обладает меньшей массой, что уменьшает массу рельсового скрепления в целом и давление на балластный слой в зоне рельсового стыка.