УСТРОЙСТВО ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

Заявляемая полезная модель относится к области строительства железных дорог, в частности, к устройствам верхнего строения пути.
Известно устройство верхнего строения пути (РФ, п. №2352706, МПК Е01В, от 29.12.2002 г, опубл. 20.04.2009 г.)
Устройство содержит уложенное на балласт подрельсовое основание из последовательно размещенных преднапряженных железобетонных плит, стянутых вдоль полотна пути в пакеты напряженными канатами, имеющими на концах анкеры, размещенные в прямоугольных пустотах плит, упругие элементы между плитами, установленные на канатах, рельсы, прикрепленные к плитам посредством рельсовых скреплений.
Недостатком указанного устройства является то, что на плоской поверхности плиты между рельсами накапливаются вода и мусор, которые при движении подвижного состава смещаются к стыкам между плитами, что приводит к преждевременному износу конструкции. Кроме того, за счет того, что канаты установлены в одном уровне по высоте плиты, а раздельные упругие элементы установлены непосредственно на каждом канате, под действием нагрузок при движении подвижного состава, из-за взаимного смещения плит происходит перетирание канатов, что снижает долговечность конструкции.
Данное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.
Технической задачей предполагаемой полезной модели, решаемой автором, является повышение долговечности устройства за счет повышения жесткости подрельсового основания при прогибах пути под нагрузкой путем увеличения сопротивления изгибу и за счет увеличения сопротивления взаимному сдвигу между торцами плит.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве верхнего строения пути, включающем подрельсовое основание из последовательно размещенных преднапряженных железобетонных плит, стянутых вдоль полотна пути в пакеты напряженными канатами, имеющими на концах анкеры, размещенные в пустотах плит, упругие элементы, рельсы, прикрепленные к плитам посредством рельсовых скреплений, согласно полезной модели, нижняя поверхность плиты выполнена с продольной выемкой, а верхняя с уклонами от продольной оси к боковинам, в торце каждой плиты выполнен горизонтальный паз и, по меньшей мере, один вертикальный паз, упругий элемент установлен в указанные пазы и в поперечном сечении выполнен, например, Ф-образной формы, длина каждой плиты с упругим элементом кратна длине рельсов, канаты для стягивания размещены в двух уровнях по высоте плит, при этом концы канатов каждого предыдущего пакета закреплены на концевых плитах каждого последующего пакета, рельсы установлены на опорных площадках, выполненных за одно целое с плитами и расположенных на плоских участках их боковин, причем расстояние между опорными площадками кратно длине плиты с упругим элементом.
Горизонтальный паз выполнен сквозным по ширине торца каждой плиты.
По меньшей мере, один вертикальный паз, выполнен сквозным по высоте торца каждой плиты.
Форма опорных площадок соответствуют форме части железобетонной шпалы.
На опорных площадках выполнены отверстия для размещения рельсовых скреплений.
Рельсовые скрепления выполнены в виде анкерных болтов с упругими шайбами.
Выполнение нижней поверхности плит с продольной выемкой, обеспечивает надежную фиксацию на балласте в поперечном направлении за счет заглубления в него боковыми выступами на нижнем основании каждой плиты.
Выполнение верхней поверхности плит с уклонами от продольной оси к боковинам, исключат скопление загрязнений на поверхности плит между рельсами за счет самоочищения, т.е. на наклонных участках плит не скапливается ни вода, ни мусор.
Выполнение в торце каждой плиты горизонтального паза и, по меньшей мере, двух вертикальных пазов и установка упругого элемента в указанные пазы, исключает взаимное смещение торцов плит и, как следствие, исключает перетирание тросов при смещении плит в вертикальной и горизонтальной плоскостях, за счет демпфирования колебаний, возникающих от динамических нагрузок, и, следовательно, незначительных деформаций при просадке пути, вследствие заполнения всего зазора между плитами монолитным упругим элементом.
Выполнение упругого элемента в поперечном сечении, например, Ф-образной формы, позволяет воспринимать его плоскими поверхностями усилие, стягивающее плиты, а выпуклыми поверхностями - вертикальные и горизонтальные нагрузки, ограничивая взаимное смещение плит.
Выполнение длины каждой плиты с упругим элементом кратной длине укладываемых на них рельсов стандартной длины, т.е. 12,5 метров, обеспечивает расположение стыков рельсов таким образом, что исключается его попадание на стык между плитами.
Размещение канатов для стягивания плит в двух уровнях по высоте плит, обеспечивает повышение жесткости конструкции в целом при прогибах пути под нагрузкой за счет увеличения сопротивления изгибу.
Закрепление концов канатов каждого предыдущего пакета на концевых плитах каждого последующего пакета без соприкосновения тросов смежных пакетов, обеспечивает разрыв цепи «блуждающих токов, что повышает долговечность канатов, стягивающих плиты за счет снижения электрохимической коррозии.
Кроме того, заявляемая схема закрепления канатов, исключает возникновение растягивающих нагрузок, которые могут разрушить бетонные плиты, т.е. обеспечивает только сжинающие нагрузки.
Установка рельсов на опорных площадках, выполненных за одно целое с плитами и расположенных только на плоских участках боковин плит, снижает вес плит, что экономично, кроме того, исключает избыточное повышение жесткости пути при динамических нагрузках, что увеличивает срок службы рельсов и колесных пар подвижного состава.
Выполнение расстояния между опорными площадками кратным длине плиты с упругим элементом, обеспечивает равномерное расположение опорных площадок как на плите, так и в зоне стыка плит, что обеспечивает постоянную жесткость по всей длине пути при динамических нагрузках.
Выполнение сквозного горизонтального паза по ширине торца каждой плиты технологично и обеспечивает надежную фиксацию упругого элемента в горизонтальной плоскости.
Выполнение, по меньшей мере, одного сквозного вертикального паза в торце каждой плиты надежно фиксируют упругий элемент в вертикальной плоскости, исключает его перекосы при установке и стягивании плит канатами. При выполнении, например, двух вертикальных пазов, что повышает надежность фиксации упругого элемента, пазы располагают симметрично относительно продольной оси плит, что и представлено в примере конкретного выполнения.
Соответствие формы опорных площадок форме части железобетонной шпалы позволяет применять унифицированные рельсовые скрепления для рельсов, что экономично.
Выполнение на опорных площадках отверстий для рельсовых скреплений позволяет разместить в них рельсовые скрепления для последующего закрепления рельсов.
Выполнение рельсовых скреплений в виде анкерных болтов с упругими шайбами позволяет улучшить ремонтопригодность за счет легкой замены вышедших из строя скреплений.
В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает «новизной» может найти применение при сооружении верхнего строения пути для подвижного состава железных дорог, т.е. является «промышленно применимым».
Предполагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид устройства в изометрии; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг..1; на фиг.5 - вид В на фиг.1; на фиг.6 - форма упругого элемента; на фиг.7 - вид Г на фиг.6.
Устройство верхнего строения пути содержит железобетонные плиты 1, стянутые канатами 2, через каналы 3, имеющими на концах анкеры (на фиг. не показано), размещенные в пустотах 4 плит 1, упругий элемент 5, пазы 6 и 7 в торцах плит 1, рельсы (на фиг. не показано), опорные площадки 8, анкерные рельсовые скрепления 9.
Устройство собирают и эксплуатируют следующим образом.
Подготавливается грунтовая призма пути согласно действующим нормативам РЖД.
На прямолинейных участках укладываются пакеты плит 1. Между плитами 1 заранее заложен в пазы 6 и 7 и предварительно закреплен упругий элемент 5.
После монтажа нескольких плит выполняют протаскивание канатов 2 сквозь каналы 3 плит 1, затем натяжение канатов 2.
При стыковке пакетов их стягивают канатами 2, которые закрепляются анкерами.
Затем - закрепляют рельсы анкерными рельсовыми скреплениями 9, закрепляющими рельсы на опорных площадках 8 плит 1.
При движении подвижного состава неизбежно происходит упругая деформация пути. При этом, приближающееся по рельсу к краю плит 1 колесо подвижного состава, вызывает просадку конца плит 1. Если бы плиты 1 не были стянуты в пакет и не соприкасались через упругий элемент 5, например, Ф-образного поперечного сечения, все эти нагрузки воспринимались бы исключительно рельсом и деформации пути, вызывающие его износ, были бы существенными. В предлагаемой конструкции усилия от взаимного смещения торцов плит 1 воспринимаются в вертикальном и горизонтальном поперечном направлениях упругим элементом 5 и передаются на торец соседней плиты 1, практически, исключая их взаимное смещение. А изгибающий момент, кроме рельсов, воспринимают канаты 2, размещенные в плитах 1 в двух уровнях. Предложенная конструкция повышает постоянную жесткость пути по сравнению с уложенным на шпалы, приближая его по характеристикам к пути, уложенному на сплошное монолитное основание. При этом, подрельсовое основание, выполненное из отдельных железобетонных плит 1, стянутых вдоль оси полотна канатами 2 в двух уровнях, весьма долговечно и обладает высокой ремонтопригодностью вследствие возможности быстрой замены отдельных плит 1 или рельсовых скреплений 9 в любое время года, тогда как монолитное основание бетонируется только при положительных температурах и требует весьма значительного времени на твердение бетона.
Таким образом, заявляемое устройство верхнего строения пути долговечно, надежно и обладает высокой ремонтопригодностью.