ПЛИТНОЕ ОСНОВАНИЕ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции верхнего строения железнодорожного пути - стрелочному переводу, к основанию которого крепятся все элементы стрелочного перевода.
Уровень техники
В настоящее время на российских железных дорогах в качестве основания всех новых видов стрелочной продукции используются железобетонные брусья. Мероприятия по усилению подрельсового основания стрелочных переводов сводятся в основном к оптимизации эпюры, совершенствованию технологии изготовления железобетонных брусьев и обеспечению возможности применения современных способов прикрепления металлических частей стрелочного перевода к брусьям.
Опыт эксплуатации железобетонных подрельсовых оснований в виде брусьев показал, что использование их в основании стрелочных переводов позволяет создавать надежные конструкции, однако для линий с высокими скоростями движения и линий с высокой осевой нагрузкой целесообразно рассмотреть возможность применения других видов железобетонного основания для стрелочных переводов.
Применение стрелочных переводов на плитном основании дает возможность уменьшить неравноупругость пути в пределах стрелочных переводов и повысить стабильность его положения в плане и профиле, а также сократить затраты времени и средств на текущее содержание переводов. К положительному эффекту применения такого вида основания следует отнести то, что оно защищает балластный слой от засорения и увеличивает срок его службы и продолжительность периодов между очистками, тем самым давая возможность увеличить срок службы основания в целом.
Известно устройство железобетонного основания стрелочного перевода, содержащего железобетонные брусья с выполненными на их верхней поверхности углублениями в подрельсовых зонах и отверстиями под закладные болты, металлические подкладки и упругие изолирующие прокладки, отличающееся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, кромки подрельсового углубления в плане имеют форму дуги, направленной выпуклостью в сторону противоположную рельсу, а упругая изолирующая прокладка выполнена с концевыми упорными кромками в плане прямолинейными с внутренней стороны и повторяющими очертания дуг подрельсового углубления с наружной стороны, при этом металлическая прокладка размещена между указанными упорными кромками (Патент № SU 1427018 А1, 1987, кл. Е O1 В 7/22).
Известно устройство, содержащее железобетонные брусья с выполненными на их верхней поверхности двумя углублениями в подрельсовых зонах и отверстиями под закладные болты, а также смонтированные на брусьях подрельсовые металлические подкладки, отличающееся тем, что, с целью повышения экономической эффективности путем унификации железобетонных брусьев, оно снабжено шайбами с эксцентричными отверстиями, установленными с возможностью поворота в углубления и фиксации каждой относительно них упругой прокладкой, расположенной на наружной боковой стенке шайбы, при этом подкладка выполнена с выступом на нижней поверхности для взаимодействия с отверстием шайбы, кроме того, брусья уложены отдельно под каждым рельсовым путем, и брусья одного рельсового пути смещены по длине перевода относительно брусьев другого пути на ширину бруса (Патент №1193198, 1984, кл. Е01В 7/22).
Известно устройство, которое значительно увеличивает силы сопротивления смещения в балласте шпалы в продольном и поперечном направлении и повышение прочности и трещиноустойчивости рельсовой опоры, а также продление срока службы старогодных шпал с приданием им новой способности - высокой устойчивости в балластной призме железнодорожного пути (Патент №RU 2 504 610 С1, 2012, кл. Е01В 3/00).
Недостатками данных устройств являются недостаточная жесткость, неравноупругость пути в пределах стрелочных переводов, недостаточная стабильность его положения в плане и профиле, большие затраты времени и средств на текущее содержание переводов, содержание большого количества элементов одного комплекта брусьев для стрелочного перевода (количество брусьев в комплекте стрелочного перевода марки 1/11 с рельсами типа Р65 - 82 шт.). А также недостаточная устойчивость к механическим ударам во время производства работ по подбивки железнодорожного пути.
Раскрытие полезной модели
В настоящее время на российских железных дорогах в качестве основания всех новых видов стрелочной продукции используются железобетонные брусья. Мероприятия по усилению подрельсового основания стрелочных переводов сводятся в основном к оптимизации эпюры, совершенствованию технологии изготовления железобетонных брусьев и обеспечению возможности применения современных способов прикрепления металлических частей стрелочного перевода к брусьям.
Опыт эксплуатации железобетонных подрельсовых оснований в виде брусьев показал, что использование их в основании стрелочных переводов позволяет создавать надежные конструкции, однако для линий с высокими скоростями движения и линий с высокой осевой нагрузкой целесообразно рассмотреть возможность применения других видов железобетонного основания для стрелочных переводов.
Одним из направлений в применении железобетонного основания под стрелочными переводами является создание переводов с плитным основанием. Применение таких переводов дает возможность уменьшить неравноупругость пути в пределах стрелочных переводов и повысить стабильность его положения в плане и профиле, а также сократить затраты времени и средств на текущее содержание переводов. К положительному эффекту применения такого вида основания следует отнести то, что оно защищает балластный слой от засорения и увеличивает срок его службы и продолжительность периодов между очистками, тем самым давая возможность увеличить срок службы основания в целом,
С учетом полученного опыта был разработан проект стрелочных переводов на железобетонных плитах типа Р65 марки 1/11.
Железобетонной плитой называется бетонный монолит с внутренним каркасом из стальной арматуры.
Плиты основания стрелочного перевода имеют постоянное сечение с размером вдоль пути, позволяющим разместить три рельсовые опоры, т.е. 1,625 м. Поперек пути плиты имеют размеры от 2,8 до 5,2 м в зависимости от их положения под стрелочным переводом. Толщина плит для переводов типа Р65 марки 1/11 принята равной 0,16 м. Вес плит в зависимости от их размеров колеблется от 2 000 до 3 750 кг.
Под один стрелочный перевод укладывается 27 плит при рельсах Р65 и марке 1/11.
Плиты рассчитывались на вертикальную нагрузку от воздействия подвижного состава. Исходные данные для расчета железобетонных плит формировались с использованием правил расчета пути на прочность.
2
Воздействие подвижной нагрузки на плиту рассматривалось, как квазистатическое. При разработке проектов стрелочных переводов на плитах в качестве расчетных принимались локомотив с нагрузкой 24 Т/ось и вагоны с нагрузкой 22 Т/ось. Расчетная величина модуля упругости U пути принималась равной 5 000 кГ/см.
3
При определении изгибающих моментов в плите, последняя рассматривалась лежащей на сплошном упругом основании. Коэффициент постели основания принимался равным 10 кГ/см.
Плиты основания стрелочного перевода имеют вид прямоугольников, и нагрузка на них передается в виде полос, параллельных сторонам плиты. Это позволяет считать, что изгиб плит на упругом основании происходит по цилиндрической поверхности и их работу под нагрузкой можно рассматривать как работу балок, лежащих на упругом основании.
Металлические части стрелочных переводов на плитном основании возможно использовать типовые, применяемые в проектах массового производства.
Плиты возможно изготавливать из бетона и композитных материалов, и армировать в продольном направлении предварительно напряженной арматурой, а в поперечном - ненапряженной.
Для подъемки плит при выправке в профиле и по уровню, а также для переноски их при монтаже стрелочного перевода, в торцах плит необходимо сделать ниши, внутри которых будут находиться строповочные петли и упорные уголки для домкратов.
Конструкция металлических частей стрелочного перевода остается без изменения за исключением размещения отверстий для шурупов и болтов в металлических подкладках. Металлические подкладки крепятся к железобетонным плитам двумя прикрепителями.
Задачей заявленного плитного основания стрелочных переводов является защита балластного слоя от засорения, и увеличение срока его службы и продолжительность периодов между очистками, тем самым давая возможность увеличить срок службы основания в целом, а так же увеличение равноупругости пути в пределах стрелочных переводов и стабильности его положения в плане и профиле. Также происходит уменьшение элементов основания для стрелочного перевода (количество плит в комплекте - 27 шт.).
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является уменьшение неравноупругости пути в пределах стрелочных переводов и повышения стабильности его положения в плане и профиле, а также сокращения затрат времени и средств на текущее содержание стрелочных переводов. К положительному эффекту применения такого вида основания следует отнести то, что оно защищает балластный слой от засорения и увеличивает срок его службы и продолжительность периодов между очистками, тем самым давая возможность увеличить срок службы основания в целом. Указанный технический результат достигается применением плитного основания для прикрепления металлических частей стрелочного перевода к основанию, характеризуется тем, что представляет собой бетонный монолит с внутренним каркасом из стальной арматуры, а также скреплением между собой плит плитного основания стрелочного перевода посредством шарнирно-упругой связи.
Заявленное плитное основание для стрелочных переводов, в свою очередь, лучше воспринимает нагрузку от подвижного состава, увеличивая равноупругость пути в пределах стрелочных переводов и стабильность его положения в плане и профиле. Полезная модель - плитное основание для стрелочных переводов, позволит использовать стрелочные переводы с увеличенным сроком службы и экономией на техническое обслуживание не только для грузонапряженных участков железнодорожного пути, но и для вновь строящихся высокоскоростных магистралей, для технического исполнения которых предусматривается применение железнодорожного пути на безбалластных конструкциях.
Предложено плитное основание для стрелочных переводов, которое предполагает использование в качестве основания для стрелочных переводов железобетонные плиты разной ширины, длины и толщины, т.к. это зависит от модели и марки стрелочного перевода, а также условий эксплуатации.
Краткое описание чертежей
На фигуре представлена схема раскладки плит в стрелочном переводе марки 1/11 с рельсами типа Р65.
Осуществление полезной модели
Заявляемое решение конкретизировано на фигуре, где показан один из вариантов раскладки плит на наиболее массовой конструкции, эксплуатируемой на железнодорожном транспорте, стрелочном переводе марки 1/11 с рельсами типа Р65.
Как показали научные и экспериментальные исследования заявителя, применение плитного основания в стрелочном переводе, позволяет уменьшить неравноупругость пути в пределах стрелочных переводов и повысить стабильность его положения в плане и профиле, а также сократить затраты времени и средств на текущее содержание стрелочных переводов.
Работает плитное основание следующим образом: металлические элементы стрелочного перевода, которые прикрепляются к основанию для обеспечения устойчивости всей конструкции в целом, прикрепляются к плитам, в которых предусмотрены ответные части прикреплителей. В свою очередь, плитное основание в стрелочном переводе служит точкой опоры при прохождении подвижного состава по стрелочному переводу, а также позволяет уменьшить неравноупругость пути в пределах стрелочных переводов и повысить стабильность его положения в плане и профиле.