БЕТОННАЯ ШПАЛА-ДЕМПФЕР

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения пути и предназначена для восприятия нагрузки от подвижного состава. Предпочтительная область применения: участки с безбалластным основанием.
Известна шпала по ГОСТ 10629-71 армированная арматурой в виде высокопрочной проволоки периодического профиля класса Вр-II диаметром 3 мм. Подошва в подрельсовых зонах шпалы выполнена рифленой с ячейками.
Недостатком данной конструкции является малая долговечность шпалы в эксплуатации, упругость и диссипативные свойства тела шпалы и подрельсовых зон, что приводит к преждевременному износу рельсов и подвижного состава. Кроме того, из-за неупругой установки шпал возникают дополнительные температурные напряжения в рельсах, связанные с разностью температурных перемещении в фермах моста и рельсах, что приводит к снижению долговечности рельсов.
Известна шпала, брус которой выполнен разрезанным с обоих концов на 1/3 его длины и расстояние между ветвями бруса равно 1/25 его ширины [А.С. СССР №1474189, МПК: Е01В 3/34, Железобетонная предварительно напряженная шпала, Тимофеева Н.А. и др., опубл. 23.04.89 г., БИ №15].
Использование таких шпал занимает промежуточное значение между железобетонными и деревянными шпалами по упругости и диссипативным свойствам тела шпалы и подрельсовых зон. Однако и эта конструкция способствует преждевременному износу рельсов и подвижного состава, а в мостовых конструкциях возникают дополнительные температурные напряжения в рельсах из-за неупругой установки шпал в мостовых фермах.
Техническим результатом является повышение долговечности шпаты, снижение ее жесткости и износа рельсов и подвижного состава, за счет повышения упругости и диссипативных свойств тела шпалы и подрельсовых зон.
Технический результат достигается тем. что бетонное тело шпалы-демпфера армировано поперечно и зигзагообразно расположенными тросовыми связями с шагом, равным не более 1/4 ширины шпалы, а концы зигзагообразных тросовых связей скруглены, выступают из тела шпалы в продольных направлениях не менее, чем на 1/4 длины шпалы и закреплены в силовых элементах ферм мостов.
На фиг.1 показан чертеж предполагаемой шпалы, включающий местный разрез, поясняющий расположение армирующих элементов в теле шпалы.
Бетонная шпала-демпфер включает в себя бетонное тело шпалы 1, рельс 2. металлический трос 3, закладной болт 4 с гайкой 5 и прижимом 6. Трос 3 пропущен через тело шпалы 1 зигзагообразно, скругления зигзагов 7 выступают из тела шпалы 1.
Бетонная шпала-демпфер работает следующим образом
Расположение тросовых связей с шагом, равным не более 1/4 ширины шпалы, обеспечивает не менее, чем по два скругления зигзагов с каждого торца шпалы, что способствует надежной подвеске тела шпалы в силовых элементах ферм мостов.
Скругления зигзагов выступают из тела шпалы в
продольных направлениях не менее, чем на 1/4 длины шпалы, обеспечивая достаточную упругость пути при восприятии температурных перемещений ферм моста, что приводит к снижению температурных напряжений в рельсах и существенному повышению долговечности рельсового пути.
При воздействии вибрационной нагрузки на шпалу-демпфер от подвижного состава, шпала-демпфер упруго изгибается, изгибая упругие тросовые связи. При этом проволочки в тросах проскальзывают друг относительно друга, а из-за работы сил трения рассеивается энергия вибрации, что существенно уменьшает амплитуду вибрации, а, следовательно, и износ рельсов и подвижного состава.
Армирование шпалы тросовыми связями не менее, чем в четырех ветвях зигзагов способствует существенному увеличению упругости тела шпалы, в том числе и в подрельсовых зонах.
Предполагаемая конструкция бетонной шпалы-демпфера приводит к увеличению ресурса и надежности рельсового пути и подвижного состава, особенно в мостовых конструкциях.