ШПАЛА ДЛЯ КРИВОЛИНЕЙНОГО УЧАСТКА ПУТИ
CROSS-TIE FOR THE CURVED PART OF THE TRACK

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к верхнему строению пути, и может быть применено для переходных и круговых кривых. Изобретение применимо для железных дорог, использующих прямой профиль поверхности катания на ободе колеса с уклоном к оси 1/20.
Из уровня техники известен классический профиль рельсовой колеи номинальной шириной 1520 мм, содержащий две рельсовые нити, каждая из которых включает рельсы, расположенные симметрично с подуклонкой (наклоном) к центру на величину 1/20.
Недостатки: В кривых менее 650 метров подуклонка рельсов и зазор между колесом и рельсом не обеспечивают колесной паре движение без трения скольжения.
Из уровня техники известны брусья железобетонные переходные к стрелочным переводам, изготавливаемые по ОСТ 32.134-99, предназначенные для плавного изменения подуклонки рельса от 1/20 до нуля. Подуклонка подрельсовых площадок выполняется с одинаковыми для каждого типоразмера уклонами 1/27, 1/40, 1/80, 0.
Недостатки: Симметричное изменение подуклонки рельсов не оказывает существенного влияния на интенсивность износа.
Из уровня техники известен стандарт на шпалы железобетонные для железных дорог ГОСТ 33320-2015. Стандарт нормирует расстояние между подрельсовыми площадками, которое задает ширину колеи. Для круговых кривых с радиусом не менее 350 м - без изменения норматива, как на прямом пути. Для переходных кривых - с уширением норматива с шагом 2 мм. Для круговых кривых с радиусом 349-300 м - с уширением норматива на 10 мм. Для круговых кривых с радиусом не более 299 м - с уширением норматива на 15 мм. Для всех шпал подуклонка подрельсовых площадок выполняется нормативной 1/20.
Недостатки: Уширение колеи на 10-15 мм в кривых менее 350 м недостаточно для существенного снижения интенсивности износа.
Наиболее близким прототипом данного изобретения является профиль рельсовой колеи для криволинейного участка пути, описанный в патенте RU 2568819. Наружный рельс в колее установлен с нулевой подуклонкой по отношению к продольной оси шпалы, а внутренний рельс установлен с уклоном, равным величине двух подуклонок, либо с подуклонкой, как на основном пути.
Недостатки: В кривых с радиусами 650-450 м величина переуклонки рельсов избыточна, что отрицательно влияет на динамику подвижного состава. Профиль колеи применим только для круговых кривых. Для переходных кривых колеи 1520 и 1530 мм необходимы разные комплекты шпал.
В основу изобретения поставлена задача, выполнить конструкцию рельсовой колеи в криволинейном участке в соответствии с наиболее оптимальными условиями взаимодействия «колесо-рельс» при минимальной номенклатуре изделий верхнего строения пути.
Предлагаемая шпала для криволинейного участка пути выполняется из бетона или другого материала способом формовки с параметрами определенными: нормативом колеи, типом рельса и типом рельсового скрепления. Для каждого типоразмера шпал подрельсовые площадки выполняют с изменением ширины колеи от нормативной величины 1520 мм с шагом увеличения от двух до трех миллиметров, с одновременным изменением их подуклонки от нормативной величины 1/20 относительно основания, на одной площадке в сторону увеличения, а на другой площадке в сторону уменьшения, с шагом изменения от 1/100 до 1/60.
Предложение реализуется следующим образом. Для круговой кривой с радиусами 650-451 м, за счет изменения расстояния между подрельсовыми площадками колею выполняют шириной 1522 мм с подуклонкой внутреннего рельса 1/16 и подуклонкой наружного рельса 1/27 (для упрощения записи расчетную величину 26,6 округляем до целого 27). В кривых меньших радиусов данную шпалу применяют в переходной кривой. Для кривых 450-351 м колею выполняют шириной 1524 мм с подуклонкой внутреннего рельса 1/13 (13,3 округляем до целого 13) и подуклонкой наружного рельса 1/40. В кривых меньших радиусов данную шпалу применяют в переходной кривой. Для кривых 350-301 м колею выполняют шириной 1526 мм с подуклонкой внутреннего рельса 1/11 (11,43 округляем до целого 11) и подуклонкой наружного рельса 1/80. В кривых меньших радиусов данную шпалу применяют в переходной кривой. Для кривых 300-276 м колею выполняют шириной 1528 мм с подуклонкой внутреннего рельса 1/10 и подуклонкой наружного рельса равной нулю. В кривых меньших радиусов данную шпалу применяют в переходной кривой. Для кривых до 275 м колею выполняют шириной 1530 мм с подуклонкой внутреннего рельса 1/9 (8,88 округляем до целого 9) и подуклонкой наружного рельса «минус» 1/80.
Маркировать шпалы предлагается по принадлежности к параметрам кривой, «650», «450», «350», «300», «275».
Технический результат: колесная пара имеет оптимальное взаимодействие на всем диапазоне кривых, при этом железной дороге достаточно шести типоразмеров шпалы и один тип рельсового скрепления.
На фигурах показан пример реализации технического решения для шпалы тип III (под скрепление ЖБР-65Ш): наружный рельс 1, внутренний рельс 2.
На фиг. 1 иллюстрируется шпала для кривых с радиусами от 650-451 м.
На фиг. 2 иллюстрируется шпала для кривых с радиусами от 450-351 м.
На фиг. 3 иллюстрируется шпала для кривых с радиусами от 350-301 м.
На фиг. 4 иллюстрируется шпала для кривых с радиусами от 300-276 м.
На фиг. 5 иллюстрируется шпала для кривых с радиусами до 275 м.