Железнодорожная насыпь
RAILWAY EMBANKMENT

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении железнодорожных насыпей.
Известна железнодорожная насыпь, содержащая тело насыпи с ядром и откосами и уложенные на откосах крепежные элементы, соединенные с опорными башмаками (грунтовая эстакада для разгрузки щебня. Информационный листок №177-81. Хабаровск, ЦНТИ, 1981 г.).
Основным недостатком известной насыпи является ее ограниченная устойчивость.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является железнодорожная насыпь, содержащая тело насыпи с ядром и откосами, скрепленные между собой опорные башмаки, выполненные в виде балок, уложенных вдоль откосов параллельно верхней бровке насыпи, и труб. При этом трубы одним концом установлены в ядро насыпи, а другим концом уложены на балки. Трубы выполнены перфорированными и установлены с уклоном от оси насыпи к откосам. Балки соединены между собой и опорными башмаками с помощью строп (а.с. СССР на изобретение №1342979, МПК E02D 17/20, 1987 г.).
Основными недостатками железнодорожной насыпи - прототипа являются относительная дороговизна крепежных линейных элементов и частое повреждение труб в контактных зонах с крепежными элементами под воздействием динамических нагрузок, возникающих при движении поездов.
Задачей изобретения является удешевление крепежных элементов насыпи и повышение их надежности по отношению к динамическим нагрузкам.
Для решения поставленной задачи в железнодорожной насыпи, содержащей тело насыпи с ядром и откосами, скрепленные между собой опорные башмаки, уложенные на откосах крепежные конструкции в виде линейных опорных элементов, соединенных с опорными башмаками и уложенные вдоль откосов параллельно верхней бровке насыпи, и перфорированных труб, установленных одним концом в ядро насыпи, а другим концом на линейные опорные элементы с уклоном от оси насыпи к ее откосам, при этом крепежные конструкции соединены между собой и опорными башмаками с помощью крепежных элементов, крепежные конструкции выполнены из однотипных утилизированных покрышек с металлокордом, которыми формируются линейные опорные элементы путем соединения между собой металлическими скобами в местах контактирования, между параллельными соседними линейными опорными элементами утилизированные покрышки соединены между собой в местах контактов металлическими скобами, опорные башмаки соединены с контактирующими с ними отдельными утилизированными покрышками верхних опорных линейных элементов металлическими скобами, причем трубы одним концом уложены на внутренние поверхности отверстий отдельных покрышек линейных опорных элементов в местах выхода труб на откосы насыпи, а перфорация труб образованы в зонах призм оползания насыпи.
Сущность изобретения заключается в том, что крепежные конструкции выполнены из однотипных утилизированных покрышек с металлокордом, которыми формируются линейные опорные элементы путем соединения между собой металлическими скобами в местах контактирования, между параллельными соседними линейными опорными элементами утилизированные покрышки соединены между собой в местах контактов металлическими скобами, опорные башмаки соединены с контактирующими с ними отдельными утилизированными покрышками верхних опорных линейных элементов металлическими скобами, причем трубы одним концом уложены на внутренние поверхности отверстий отдельных покрышек линейных опорных элементов в местах выхода труб на откосы насыпи, а перфорация труб образованы в зонах призм оползания насыпи.
Первый новый признак, заключающийся в том, что крепежные конструкции выполнены из однотипных утилизированных покрышек с металлокодом, которыми формируются линейные опорные элементы путем соединения между собой металлическими скобами в местах контактирования, позволяет предложенному техническому решению проявить новые свойства, заключающиеся в том, что наиболее простым путем образуется линейная конструктивная структура, которая не только пригружает откосы насыпи, но и защищает поверхность откосов от эрозии, кроме этого образуется не просто линейная структура, а структура линейная с кольцевыми звеньями, позволяющая более равномерно покрыть и пригрузить откосы, все это создается при помощи отходов с оригинальными геометрическими и механическими характеристиками. Второй новый признак, заключающийся в том, что между параллельными соседними линейными опорными элементами утилизированные покрышки соединены между собой в местах контактов металлическими скобами, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что применяется наиболее простая соединительная деталь и указанным соединением горизонтальных линейных опорных элементов одновременно формируются вертикально-наклонные линейные опорные элементы на поверхности откосов. Третий новый признак, заключающийся в том, что опорные башмаки соединены с контактирующими с ними отдельными утилизированными покрышками верхних опорных линейных элементов металлическими скобами, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что достигается достаточно надежная связь, реализуемая наиболее простыми образом и средствами. Четвертый новый признак, заключающийся в том, что трубы одним концом уложены на внутренние поверхности отверстий отдельных покрышек линейных опорных элементов в местах выхода труб на откосы насыпи, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в том, что трубы контактируя с эластичными частями линейных опорных элементов на поверхностях откосов спокойно воспринимают динамические нагрузки, возникающие при движении железнодорожного транспорта, при этом демпфирующие функции выполняют сами утилизированные покрышки. Пятый новый признак, заключающийся в том, что перфорация труб образованы в зонах призм оползания насыпи, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что перфорация наносится только в ограниченной зоне насыпи, где наиболее необходим дренаж просачившейся от осадков воды, которая ослабляет прочностные свойства грунтов откосов насыпи в наиболее опасных зонах, при этом за счет оптимальной перфорируемости повышаются прочностные свойства труб. Указанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению проявить эффективность, заключающуюся в удешевлении крепежных элементов насыпи и повышении их надежности по отношению к динамическим нагрузкам.
Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 показана железнодорожная насыпь, поперечный разрез; на фиг. 2 показана железнодорожная насыпь, вид сбоку.
Железнодорожная насыпь включает тело насыпи 1 с ядром 2 и откосами 3, скрепленные между собой расчалками 4 опорные башмаки 5, соединенные с опорными башмаками 5 крепежные линейные элементы, сформированные из однотипных утилизированных металлокордных покрышек 6 и уложенных вдоль откосов 3 параллельно верхней бровке насыпи, и труб 7. Трубы 7 одним концом установлены в ядро 2 насыпи, другим концом уложены на внутренние поверхности отверстий отдельных покрышек линейных опорных элементов в местах выхода труб на откосы 3 насыпи. Утилизированные покрышки 6 соединены между собой, образуя опорные линейные элементы при помощи металлических скоб 8. Между собой параллельные соседние линейные опорные элементы также соединены при помощи металлических скоб 8. Также отдельные утилизированные металлокордные покрышки самого верхнего линейного элемента на откосе насыпи соединены с опорными башмаками в местах контактов при помощи металлических скоб 8. Тело насыпи 1 включает также призму 9 сползания и поверхность скольжения 10. В трубах 7 образована перфорация в зонах призм 9 оползания насыпи.
Монтаж элементов железнодорожной насыпи производят в следующей последовательности.
Устанавливают на соответствующем расстоянии друг от друга опорные башмаки 5 и попарно их соединяют расчалками 4, причем последние утапливают в балластный слой по возможности глубже с тем, чтобы они не мешали работам по вырезке и очистке балласта при ремонте пути. Укладывают на откосах 3 однотипные утилизированные металлокордные покрышки 6, которые соединяются между собой в контактах и с опорными башмаками 5 при помощи металлических скоб 9, на которые наносится антикоррозионное покрытие. По соответствующей схеме устанавливают трубы 7 с наклоном в вертикальной плоскости, с уклоном по оси насыпи так, чтобы одни их концы заходили за поверхность скольжения 10, а другие упирались на внутренние поверхности отверстий отдельных покрышек 6 линейных опорных элементов.
Железнодорожная насыпь работает следующим образом.
Через перфорации в трубах 7 из наиболее уязвимых приоткосных зон насыпи, т.е. призм сползания 9 удаляется вода, способствующая заметному уменьшению прочностных характеристик грунта насыпи. При этом нагрузка от призм 9 сползания воспринимается трубами 7 и передается с одной стороны на стабильную часть насыпи - ее ядро, а с другой стороны - на покрышки 6 крепежных линейных элементов, которые будучи нагружены прижимают призму 9 сползания к стабильному ядру 2 насыпи, способствуя предотвращению оползня. Локальное нанесение перфорации в трубах прежде всего способствует дренажному удалению воды из неустойчивых зон насыпи, определяемых путем расчета. При этом ограниченная перфорация труб 7 увеличивает их прочность на растяжение. При частых динамических нагрузках, вызванных прохождением поездов по железнодорожному пути, контактное взаимодействие труб с эластичными металлокордными резиновыми утилизированными покрышками предотвращает разрушение труб в указанных местах, кроме этого за счет специфических свойств резиноармированных крепежных элементов гасятся динамические нагрузки на откосах насыпи.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в том, что значительно удешевляется изготовление крепежных элементов, т.к. вместо специальных железобетонных балок используются утилизированные покрышки. Также повышается надежность конструкции по отношению к динамическим нагрузкам. Выполнение перфорации в ограниченных зонах труб увеличивает их прочность на растяжение, что также повышает устойчивость железнодорожной насыпи.