УЧАСТОК ПУТИ И СПОСОБ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНЫХ БЕТОННЫХ ПЛИТ
TRACK SECTION AND METHOD TO MANUFACTURE PREFABRICATED CONCRETE BOARDS

Настоящее изобретение касается участка железнодорожного пути для рельсовых транспортных средств, в случае которого отдельные, имеющие большую продольную, чем поперечную, протяженность сборные бетонные плиты расположены на несущем слое, выровнены в предварительно определенном положении и в этом положении залиты заливочной массой, и участок имеет стрелку с главной частью и концевой частью, по которым проходит один главный путь и по меньшей мере один ответвленный путь, а также способа для изготовления таких сборных бетонных плит, причем каждая сборная бетонная плита бетонируется в опалубке.
Из DE 6945362 известен набор для несущих рельсы плит для стрелок. При этом предусмотрены плиты основания, которые имеют выступы, на которых установлены подвижные рельсовые элементы. Плиты основания выполнены относительно сложно, чтобы удовлетворять требованиям в отношении направления подвижных элементов рельсов. Из этой публикации не следует, как выполнены отдельные конструктивные элементы плит основания. Из этой публикации также не ясно, каким образом отдельные плиты укладываются на нижнее строение пути.
DE 4428163 С1 раскрывает способ для изготовления жесткого полотна в области стрелки, в котором несущий слой непрерывно проходит над областью стрелки, и часть основного пути стрелки укладывается на несущий слой. В завершение встраивается ответвительная часть стрелки. Основная и ответвленная путевые части представляют собой изготовленные независимо друг от друга конструктивные элементы, которые могут лишь с трудом транспортироваться вследствие сложности их форм и в качестве бетонных сборных частей.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание участка пути со сборными бетонными плитами и способа для изготовления сборных бетонных плит для участка пути в области стрелки, при котором с лишь незначительными изменениями сборные бетонные плиты могут быть быстро и просто изготовлены, и обеспечивается возможность создания индивидуальной конфигурации стрелки.
Задача решается с помощью участка пути и способа в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения.
В соответствии с изобретением участок пути для рельсовых транспортных средств содержит отдельные сборные бетонные плиты с большей продольной протяженностью, чем поперечной протяженностью. Сборные бетонные плиты располагаются на несущем слое и в предварительно определенном положении, выровненном, чаще всего, с помощью ходовых винтов. В этом выровненном положении они вместе с несущим слоем заливаются с помощью заливочной массы. Участок пути может быть предусмотрен для жесткого железнодорожного пути для высокоскоростных поездов, а также для трамвайных путей.
Стрелка в участке пути имеет одну главную часть и одну концевую часть, в которых проходят главный путь и по меньшей мере один ответвленный путь. В зависимости от типа стрелки возможно также наличие нескольких ответвленных путей. Изобретение может также использоваться применительно к перекрестному стрелочному переводу, при котором одна рельсовая колея образует главный путь, а вторая рельсовая колея образует ответвленный путь.
В соответствии с изобретением сборные бетонные плиты выполнены таким образом, что они уложены в области стрелки как в продольном, так и в поперечном направлениях. Это означает, что имеющие продольную протяженность сборные бетонные плиты в зависимости от потребности изготовлены таким образом, что они уложены, если смотреть в направлении колеи, либо с увеличенной продольной протяженностью, либо с увеличенной поперечной протяженностью. За счет этого могут использоваться сборные бетонные плиты, которые очень схожи между собой по своей конструкции. В результате этого промышленное производство сборных бетонных плит может осуществляться очень просто и быстро, так как, хотя отдельные, необходимые для стрелки сборные бетонные плиты отличаются друг от друга, но они, по существу, совпадают в своей основной конструкции настолько, что могут изготавливаться в одном и том же или по меньшей мере весьма схожем производственном устройстве.
Особое преимущество заключается в том, что сборные бетонные плиты имеют такие размеры, что они могут укладываться в главной части стрелки в продольном направлении. В главной части стрелки стрелка имеет относительно небольшую ширину, которая может быть перекрыта продольной укладкой сборных бетонных плит.
В концевой части стрелки стрелка существенно шире, нежели в своей главной части. По этой причине предпочтительным является случай укладки сборных бетонных плит, находящихся в концевой части стрелки, в поперечном направлении. Это означает, что в направлении прохождения пути сборные бетонные плиты имеют длину, которая меньше их ширины. За счет этого вплоть до конца стрелки, на котором вновь осуществляется нормальный рельсовый ход с использованием обычных, серийно изготовленных плит, оба пути, то есть главный путь и ответвленный путь, могут располагаться на одной плите.
Как в главной части стрелки, так и в ее концевой части отдельные плиты имеют размеры, которые не превышают определенной максимальной величины. Изготовление этих сборных бетонных плит может осуществляться промышленным методом, практически серийно. Для каждой из отдельных сборных бетонных плит, которые необходимы для стрелки, могут использоваться одни и те же производственные устройства.
Предпочтительным образом несущий слой состоит из слоя для защиты от промерзания и чистового слоя. Сборные бетонные плиты выравниваются на чистовом слое, который состоит из неармированного бетонного слоя, а затем фиксируются заливочной массой.
В одном предпочтительном осуществлении изобретения заливочная масса представляет собой монолитный бетон с арматурой. Арматура укладывается на чистовой слой до того, как будут уложены и выровнены сборные бетонные плиты. После этого полое пространство между сборной бетонной плитой и чистовым слоем замыкается с боков в опалубку и в завершение заливается бетоном. За счет этого достигается фиксация положения сборной бетонной плиты.
С целью достижения особо хорошего соединения сборной бетонной плиты со слоем монолитного бетона и тем самым с соседней сборной бетонной плитой через слой монолитного бетона сборные бетонные плиты оснащены присоединительной арматурой. Присоединительная арматура выступает в слой монолитного бетона и в особо предпочтительном осуществлении соединена с арматурой слоя монолитного бетона, например, с помощью поперечных стержней. За счет этого достигается плотное и длительное соединение.
Альтернативно или дополнительно могут быть предусмотрены резьбовые элементы, с помощью которых соседние сборные бетонные плиты стягиваются между собой. Также за счет этого обеспечивается жесткое соединение и фиксация положения сборных бетонных плит, образующих участок пути. Соединение с помощью резьбовых элементов возможно только там, где это допускается конструкцией стрелки. Таким образом по меньшей мере частично, в частности, в главной части и концевой части стрелки получают сплошной изготовленный из сборных бетонных плит непрерывный участок пути. От соединения отдельных сборных бетонных плит с помощью резьбовых элементов отказываются, прежде всего, в областях, в которых требуются сервоприводы стрелки. По меньшей мере здесь предпочтительным является соединение с помощью описанной присоединительной арматуры.
С целью упрощения соединения сборных бетонных плит с помощью резьбовых элементов предпочтительным является случай, когда резьбовые элементы располагаются, по существу, в направлении пути. Так, с одной стороны в области стрелки используются сборные бетонные плиты, в которых резьбовые элементы проходят вдоль продольной протяженности сборных бетонных плит, а с другой стороны также предусмотрены другие сборные бетонные плиты, в которых резьбовые элементы проходят скорее в продольной протяженности сборных бетонных плит. Первый случай предпочтителен в главной части стрелки, а последний - в концевой части стрелки, в которой сборные бетонные плиты уложены в поперечном направлении.
Для обеспечения непрерывного хода участка пути предпочтительно, если внешний контур сборных бетонных плит, по существу, соответствует ходу главного пути и ответвленного пути. Это достигается за счет периферической поверхности сборной бетонной плиты, в которой по меньшей мере одна внешняя сторона проходит не перпендикулярно к обоим, примыкающим к ней внешним сторонам сборных бетонных плит.
Если сборная бетонная плита содержит на своей верхней стороне отверстия, то там в них могут крепиться крепежные элементы рельса, в частности болты и дюбели или болты и гайки. Отверстия могут изготавливаться в сборных бетонных плитах индивидуальным образом с целью соответствия желаемому ходу рельсов как главного пути, так и ответвленного пути. В предпочтительном случае они после изготовления сборных бетонных плит просверливаются в необходимых для индивидуальной стрелки позициях.
Если на сборных бетонных плитах расположены проходящие, по существу, поперечно к рельсам опоры, на которых крепятся крепежные элементы рельса или выполняются отверстия для крепежных элементов рельса, то в этом случае имеются определенные плоские области, в которых обеспечивается возможность надежного крепления рельса. Между опорами могут быть предусмотрены области с желобами для лучшего стекания дождевой воды и/или места заданного прерывания в сборной бетонной плите.
При наличии в сборных бетонных плитах мест заданных прерываний, которые расположены поперечно ходу рельсов, обеспечиваются длительно действующая и не нуждающаяся в техническом обслуживании конструкция и использование сборных бетонных плит в участке пути. В сборных бетонных плитах не возникают неконтролируемые трещины, которые присутствуют лишь в местах заданных прерываний, предусмотренных для этого. За счет этого не происходит недопустимого снижения грузоподъемности сборной бетонной плиты.
В случае соответствующего изобретению способа изготовления сборных бетонных плит для стрелки участка пути для рельсовых транспортных средств каждая сборная бетонная деталь бетонируется в опалубке, которая имеет основание опалубки с размером для определенного максимального размера сборных бетонных плит, который с целью изготовления индивидуальных сборных бетонных плит стрелки может уменьшаться путем крепления стенок опалубки на основании опалубки. На основании опалубки предусматриваются проходящие поперечно последующему прохождению рельса формы опалубки для опор. Формы опалубки для опор расположены на основании опалубки таким образом, что опоры ориентируются поперечно последующему прохождению рельса.
Опалубка имеет определенный максимальный размер, который уменьшается с целью изготовления индивидуальных сборных бетонных плит. В качестве максимального размера рассматриваются размеры, которые в значительной степени соответствуют размерам сборных бетонных плит, используемых для нормального хода пути. Так, например, в настоящее время обычными являются величина длины около 10 м и ширины около 4 м. Используемые в стрелке сборные бетонные плиты соответствуют такому растру. Таким образом, изготавливаются сборные бетонные плиты, которые либо имеют длину до 10 м и ширину до 4 м, либо длину до 4 м и ширину до 10 м, соответственно направлению прохождения рельсов. За счет этого обеспечивается возможность промышленного изготовления сборных бетонных плит, которые необходимы в области стрелки. В результате этого предотвращается изготовление большого количества индивидуальных, неродственных друг другу конструктивных элементов, как это известно из уровня техники.
Резьбовые элементы для изготовления продольно и поперечно укладываемых сборных бетонных плит могут при необходимости выборочно укладываться в продольном и поперечном направлениях сборных бетонных плит. То же самое справедливо, разумеется, и в отношении находящихся в соединении с резьбовыми элементами форм, например, карманов на торцевых сторонах сборных бетонных плит или мест заданного прерывания, которые расположены поперечно прохождению резьбовых элементов.
Изготовление индивидуальных сборных бетонных плит осуществляется предпочтительным образом за счет того, что опалубка содержит устройство для приема резьбовых элементов и при необходимости других соединенных с резьбовыми элементами формовочных устройств, которые для изготовления продольно и поперечно укладываемых сборных бетонных плит могут поворачиваться на 90°.
Предпочтительным образом после бетонирования сборной бетонной плиты в ней выполняются отверстия для приема крепежных элементов рельса. В результате этого точное прохождение рельсов как главного пути, так и ответвленного пути, может определяться после бетонирования. Это создает особые преимущества при бетонировании сборных бетонных плит, которое за счет этого существенно упрощается.
Крепление рельсов на сборной бетонной плите может осуществляться с помощью дюбелей в отверстиях. В альтернативном случае целесообразным является, однако, случай, когда на нижней стороне сборной бетонной плиты в области отверстий перед укладкой сборной бетонной плиты устанавливаются фиксирующие тела для крепежных болтов. В этом случае потребность в дюбелях отпадает. Фиксирующие тела, например гайки, временно крепятся на сборной бетонной плите и затем окончательно фиксируются в заливочной массе. Временное крепежное устройство может извлекаться и заменяться крепежным элементом рельса.
Предпочтительным может быть также случай, когда отверстия для приема крепежных элементов рельса выполняются в плите только после укладки сборной бетонной плиты. За счет этого отдельные плиты сначала прочно укладываются на несущий слой и при необходимости выравниваются, фиксируются и соединяются друг с другом. И только после этого в плитах выполняются отверстия, с помощью которых крепежные элементы рельса крепятся к рельсу. Таким образом, точное прохождение рельсов устанавливается на точно уложенном участке пути.
С целью облегчения соединения отдельных сборных бетонных плит с помощью резьбовых элементов после выравнивания и фиксации на несущем слое на торцевых сторонах сборных бетонных плит предусмотрены карманы, в которых оканчиваются резьбовые элементы. В этих карманах резьбовые элементы соединяются между собой, например, с помощью стяжных гаек и обуславливают создание жестко взаимосвязанной бетонной поверхности, на которой могут длительно закрепляться рельсы.
С целью достижения достаточного предварительного натяжения резьбовых элементов, они в предпочтительном случае закрываются на своих концах, например, усаживаемыми рукавами во избежание соединения с бетоном. В области этого закрывания резьбовые элементы могут сжиматься и обуславливать, тем самым, жесткое прижимание друг к другу двух соседних сборных бетонных плит. Способ соединения двух таких соседних сборных бетонных плит уже описан в ранней заявке заявителя. Настоящее изобретение не ограничивается, конечно, этим способом соединения. В частности, весьма предпочтительным является также соединение с помощью присоединительной арматуры в слое монолитного бетона.
Другие преимущества изобретения описаны в приведенных ниже чертежах.
Фиг.1 - схематический вид сверху на стрелку,
фиг.2 - вид сверху на продольно встроенную сборную бетонную плиту,
фиг.3 - разрез сборной бетонной плиты,
фиг.4 - вид сверху поперечно встроенной сборной бетонной плиты,
фиг.5 - разрез другой сборной бетонной плиты,
фиг.6 - вид сверху другой поперечно встроенной сборной бетонной плиты.
На фиг.1 показан вид сверху стрелки 1, которая выполнена в форме простого стрелочного перевода в кривой. Стрелка 1 содержит начало 2 стрелки и конец 3 стрелки. Она содержит главный путь 4 и ответвленный путь 5. Стрелка 1 состоит из главной части 6 и концевой части 7, которую называют также крестовиной. Главная часть 6 согласована с началом 2 стрелки, в то время как концевая часть 7 расположена у конца 3 стрелки. В начале 2 стрелки и в конце 3 стрелки как главного пути 4, так и ответвленного пути 5 расположены соответственно стандартные сборные бетонные плиты 8, которые обычно используются в простом ходе пути.
В области стрелки 1 расположены индивидуальные сборные бетонные плиты 11-16. Все сборные бетонные плиты 11-16 соответствуют предварительно определенному максимальному растру применительно к их длине и ширине, например, 10×4 м. В соответствии с этим растром в области главной части 6 стрелки 1 сборные бетонные плиты 11, 12, 13 встроены по длине, в то время как в области концевой части 7 стрелки 1 сборные бетонные плиты 14, 15 и 16 встроены поперечно. Все сборные бетонные плиты 8 и 11-16 примыкают друг к другу и могут в результате этого соединяться между собой непосредственно с помощью резьбовых элементов или опосредованно через присоединительную арматуру и расположенный под ней слой монолитного бетона. За счет такого соединения возникает сквозная проходная бетонная полоса, на которой монтируются главный путь 4 и ответвленный путь 5 вместе со стрелкой 1. В случае другого, не изображенного примера осуществления возможен также случай, при котором отдельные из сборных бетонных плит 11-16 располагаются дистанцированно друг от друга с целью обеспечения свободного пространства для узлов управления стрелкой 1 и ее подвижных конструктивных элементов. В этом случае эти отдельные сборные бетонные плиты 11-16, которые не соединены с соседней сборной бетонной плитой, особенно прочно расположены на нижнем строении, т.е. несущем слое.
В то время как на стандартных сборных бетонных плитах 8 главный путь 4 и ответвленный путь 5 крепятся обычным образом на расположенных на сборной бетонной плите 8 выступах 20, рельсы в области стрелки 1 закреплены непосредственно на сборных бетонных плитах 11-16. Это крепление осуществляется, например, в высверленных отверстиях, которые выполняются в плитах 11-16 перед укладкой или после укладки сборных бетонных плит 11-16. Эти рельсы и элементы стрелки могут точно укладываться, прикручиваясь к упомянутым отверстиям.
На фиг.2 изображен вид сверху на продольно проложенную сборную бетонную плиту 11. На торцевых сторонах плиты 11 расположены карманы 21. В карманах 21 оканчиваются резьбовые элементы 22, которые бетонируются в сборной бетонной плите 11. На концах резьбовых элементов 22 плита 11 жестко соединяется со своей соседней плитой 8 и 12 за счет свинчивания известным образом стяжных замков с резьбовыми элементами 22 соседних плит 8 и 12 и затягивания резьбовых элементов 22 посредством вращения стяжных замков. Для достижения достаточного затягивания резьбовые соединения 22 в своих концевых областях не являются жестко соединенными с плитой 11.
Как видно из фиг.3, для этой цели резьбовые элементы 22 оснащены усаживаемыми рукавами 23, которые обеспечивают возможность движения резьбовых элементов 22 в процессе затяжки относительно плиты 11. Предпочтительным образом усаживаемые рукава 23 заканчиваются в области мест 24 заданного прерывания во избежание их перекрывания и негативного влияния на их функции. Места 24 заданного прерывания концентрируют неизбежные трещины сборной бетонной плиты 11 в области мест 24 заданного излома. В результате этого значительно облегчается контроль состояния сборной бетонной плиты 11.
Места 24 заданного прерывания расположены в области 25, которая выполнена ниже опор 26. Область 25 может иметь легкий наклон, за счет его обеспечивается эффективное удаление влаги со сборной бетонной плиты 11. Опоры 26 образуют область, в которой располагаются крепежные элементы рельса. Они являются предпочтительно плоскими и позволяют осуществлять индивидуальное сверление отверстий, в которые вводятся болты для креплений рельсов. После сверления отверстий на нижней стороне сборной бетонной плиты 11 гайки 27 в качестве фиксирующих тел временно удерживаются крепежными элементами 28. По причине наглядности изображена лишь одна гайка 27. Однако на каждой опоре 26 располагается несколько таких фиксирующих тел, а именно по одному для каждого рельса. Гайки 27 после укладки сборной бетонной плиты 11 в заливочный слой заливаются и фиксируются для окончательного крепления с крепежными элементами рельса.
На фиг.4 изображен вид сверху на сборную бетонную плиту 16. Конструкция, по существу, соответствует конструкции плиты 11 по фиг.2. Отличие заключается, однако, в том, что сборная бетонная плита 16 встраивается в стрелку 1 поперечно, так как стрелка 1 в области концевой части 7 является относительно широкой. Для присоединения стандартных сборных бетонных плит 8 главного пути 4 и ответвленного пути 5 предусмотрено в общей сложности четыре пакета с резьбовыми элементами 22, которые соответственно оканчиваются в карманах 21. Также и в случае сборной бетонной плиты 16 выполняются не изображенные сверленые отверстия, с помощью которых рельсы и конструктивные элементы стрелки 1 крепятся на сборной бетонной плите 16.
Резьбовые элементы 22, которые согласованы с ответвленным путем 5, постепенно заканчиваются в сборных бетонных плитах 12-15 и жестко фиксируются в них для осуществления зажимного действия.
Сборные бетонные плиты 11-16 стрелки 1 могут укладываться, по существу, так же, как и стандартные сборные бетонные плиты 8. Это означает, что в сборных бетонных плитах 11-16, например, обычным образом встроены ходовые винты, при помощи которых сборные бетонные плиты 11-16 на несущем слое могут юстироваться по своей высоте. После проведения юстировки сборные бетонные плиты 11-16 фиксируются на несущем слое и относительно друг друга. Для этого плиты 8 и 11-16 заполняются снизу заливочной массой с целью достижения жесткой позиции плит 8 и 11-16 относительно несущего слоя. После этого они с помощью резьбовых элементов 22 по мере необходимости и в соответствии с возможностями, которые обусловлены встроенными частями стрелки, стягиваются между собой. В завершение карманы 21 заполняются бетоном с целью длительной фиксации положения сборных бетонных плит 11-16 относительно друг друга.
Применительно к изготовлению сборных бетонных плит 11-16 существенно то, что они могут изготавливаться с использованием одной единственной базовой опалубки. Эта базовая опалубка, которая определяет максимальный растр относительно длины и ширины плит 11-16, разделяется промежуточными стенками, которые по своему угловому положению также могут регулироваться относительно других стенок. В результате этого достигается возможность бетонирования меньших, чем максимально возможные сборные бетонные плиты. Принципиальное положение резьбовых элементов 22 и карманов 21 остается неизменным, пока сборные бетонные плиты предусмотрены для продольной укладки. Однако, если изготовленные сборные бетонные плиты предназначены для поперечного встраивания, то в этом случае резьбовые элементы 22 и необходимые карманы 21, а также опалубочные формы для опор используются в опалубке развернутыми на 90°. В результате этого при бетонировании возникает сборная бетонная плита 14-16, в которой резьбовые элементы 22 проходят поперечно, а опоры - продольно к продольной протяженности сборной бетонной плиты 14-16, а карманы 21 расположены в продольной стороне сборной бетонной плиты 14-16. В отличие от этого в случае продольно встроенных сборных бетонных плит 11-13 резьбовые элементы 22 являются забетонированными вдоль продольной протяженности сборных бетонных плит 11-13, карманы 21 находятся на наиболее коротких торцовых сторонах сборных бетонных плит 11-13, а опоры проходят поперек продольной протяженности сборных бетонных плит 11-13. Поскольку в плитах предусмотрены места 24 заданного прерывания, они также поворачиваются, в результате чего они также проходят поперек к резьбовым элементам 22 и продольной протяженности сборных бетонных плит 11-13.
На фиг.5 изображено крепление сборной бетонной плиты 11 с помощью присоединительной арматуры 30. Сборная бетонная плита 11 смонтирована на слое 31 защиты от промерзания. На слой 31 защиты от промерзания нанесен чистовой слой 32, который, как правило, представляет собой неармированную бетонную полосу. Сборная бетонная плита 11 с неизображенными ходовыми винтами выровнена на этом чистовом слое 32. Между чистовым слоем 32 и плитой 11 уложена арматура 33. Арматура 33 усиливает заливочный слой 34, который вводится между плитой 11 и чистовым слоем 32 после выравнивания плиты 11. С целью длительной фиксации плиты 11 на заливочном слое 34 предусмотрена присоединительная арматура 30. Последняя выступает из нижней стороны сборной бетонной плиты 11 в заливочный слой 34. С помощью поперечных стержней 35 осуществляется своего рода зубчатое зацепление между присоединительной арматурой 30 и арматурой 33.
Так же, как и на фиг.3, здесь гайка 27 с крепежным устройством 28 закреплена в необходимом месте на одной из опор 26. Гайка 27 залита в заливочном слое 34 и тем самым зафиксирована. После отверждения заливочного слоя 32 крепежное устройство 28 может быть удалено, и установлен собственно крепежный элемент рельса.
На фиг.6 изображен вид сверху на сборную бетонную плиту. Видно, что опора 26 служит для индивидуального расположения крепежных элементов 36 рельса. В зависимости от потребности на опоре 26 может располагаться крепежный элемент 36 рельса. Тем самым, обеспечивается возможность индивидуального крепления рельса в области стрелки.
Настоящее изобретение позволяет добиться того, что, с одной стороны, крепежные элементы рельса на простой плите стрелки могут монтироваться уже на заводе и, таким образом, располагаться на плите с весьма высокой точностью. Но в отличие от этого настоящее изобретение обеспечивает возможность монтажа крестовины стрелки на месте. Рельсы и их крепежные элементы поставляются с этой целью, например, в качестве одного комплекта на место проведения монтажных работ и там устанавливаются в предварительно изготовленные отверстия сборных бетонных плит.
С помощью изобретения можно посредством стандартизированных методов и известных методов укладки создавать сборные бетонные плиты 11-16, которые являются индивидуальными для создания стрелки 1, но все же имеющие сходство, и с помощью которых они могут бетонироваться в одних и тех же производственных устройствах.
Само собой разумеется, что изобретение не ограничивается изображенными примерами осуществления. Так, возможны другие методы укладки, отличные от изображенных. Кроме того, сборные бетонные плиты 11-16 уже содержат выемки под рельсы, в результате чего отпадает необходимость выполнения отверстий после укладки сборных бетонных плит 11-16 или эта необходимость возникает лишь в ограниченной мере. С помощью настоящего изобретения могут изготавливаться разнообразные формы стрелок.