ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ С ОХРАННЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОХОДА ПОЕЗДА НА МОСТАХ И ТОННЕЛЯХ

Решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам повышения безопасности движения поездов при их проходе по мостам и тоннелям, в том числе и на участках с высокоскоростным движением.
Известно устройство для установки на путевые рельсы на ходу поезда сошедшего с рельсов подвижного состава состоящее из улавливающего челнока, направляющих ребер и металлических лафетов, наклонные остряки основного подъема установленные с внутренней и наружной стороны путевых рельсов, которые посредством вставки из обычных рельсов, являющейся успокаивающим элементом устройства, сочленены с рельсами дополнительного подъема, переходящими в устанавливающие рельсы, причем рабочая плоскость устанавливающих рельсов, уложенных с внутренней стороны колеи, наклонена в сторону путевых рельсов, а рабочая плоскость устанавливающих рельсов, уложенных с наружной стороны колеи, горизонтальна и расположена на уровне головок путевых рельсов (а.с. СССР №236505, МПК: В61К 5/06, опубл. 03.11.1969 г., БИ №7) - аналог.
Принцип действия известного устройства заключается в осуществлении свободного соскальзывания сошедших колесных пар по наклонной плоскости устанавливающих рельсов на путевые рельсы на ходу поезда при невысоких скоростях движения.
Недостатком известного устройства является необходимость сопряжения и сочленения большого количества элементов устройства, что приводит к излишнему усложнению устройства и снижению ее долговечности.
Известно верхнее строение железнодорожного пути, содержащее рельсовую колею с расположенными внутри нее у каждого путевого рельса контруголками с вводящим устройством - челноком, заканчивающимся металлическим башмаком, причем контруголки в пределах челнока прикреплены к шпалам (Инструкция по устройству верхнего строения железнодорожного пути, ВСН94-77, Москва 1978 г., п.4) - аналог.
Известное устройство работает по принципу принудительного отжима на рельсы сошедших вагонов с использованием вводящих устройств - челноков, которые служат улавливания колес и направления их в желоб между рельсом и контруголком в случае схода с рельсом перед мостом или тоннелем.
Недостатком известного решения является несрабатывание в случае удара колеса в башмак челнока с возможностью перескока через контруголок. В отдельных случаях такое несрабатывание известного устройства приводило к нарушению габарита приближения строений с катастрофическими последствиями.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является повышение надежности пропуска сошедших с рельсов колес поезда через мосты и тоннели, в том числе на мостах высокоскоростных линий.
Указанный технический результат достигается тем, что верхнее строение пути с устройством обеспечения безопасного прохода поезда, содержит рельсовую колею с, расположенными внутри нее и, в пределах челнока прикрепленными к шпале, контруголками с вводящим устройством - челноком, заканчивающимся металлическим башмаком, причем оно снабжено расположенными с внешней стороны от путевого рельса охранными устройствами, выполненными с возможностью вывода колеса поезда на требуемую безопасную траекторию движения и расположенными на пути по ходу движения поезда перед челноком и с частичным перекрытием челнока в направлении к началу устоя, а охранные устройства прикреплены к армированным в средней части железобетонным шпалам, в которых с наружной, по отношению к узлу рельсовых креплений, стороны рельсов выполнены отверстия для крепления охранных приспособлений.
Устройство, характеризующееся тем, что железобетонная шпала выполнена в виде бруса.
Устройство, характеризующееся тем, что армирование шпалы в средней части может быть выполнено в продольном и/или поперечном направлении или по схеме бруса для стрелочных переводов.
Устройство, характеризующееся тем, что между железобетонной шпалой и охранным приспособлением может быть размещен лист лафета охранного приспособления.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1 и фиг.2, где на фиг.1 представлен общий вид верхнего строения пути с охранным устройством, а на фиг.2 - вид сверху на железобетонную шпалу с упрочнением в средней части и с отверстиями для крепления к ней охранного приспособления.
Верхнее строение пути с устройством обеспечения безопасного прохода поезда на мостах и в тоннелях и с охранным устройством содержит рельсовую колею (нить) 1 размещенную на шпалах 2 с расположенными внутри нее у каждого путевого рельса контруголками 3 с вводящим устройством-челноком 4, заканчивающимся металлическим башмаком 5. Контруголки 3 в пределах челнока 4 прикреплены к шпалам (к каждой шпале) 2 и размещены у каждого путевого рельса, как правило, с образованием в плане сплошной линии контруголков (могут размещаться и с минимальными технологическими зазорами). Контруголки 3 ограничивают боковые смещения подвижного состава, сошедшего с рельсов 2 на мосту или на подходах к нему, предотвращая падение или опрокидывание экипажей, сошедших с рельсов. Охранные устройства 6 расположены на пути по ходу движения поезда до челнока 4 и с частичным перекрытием челнока 4 в направлении к началу устоя с полевой стороны от путевого рельса на площадке опирания охранного устройства. Охранное устройство 6 с функцией устройства направляющего подвижной состав используется для обеспечения безопасного прохода поезда в случае схода с рельсов колесной пары (тележки) на мосту или на подходах к нему. Охранное устройство предназначено для того, чтобы воспринять удар колеса сошедшей колесной пары и направить ее по заданной траектории. При этом восприятие удара охранным устройством 6, расположенным с полевой (внешней) стороны от рельса более безопасно, чем челноковым уголком или башмаком, особенно в случае его разрушения. В заявляемом решении шпалы 2 имеют увеличенную, по сравнению со стандартно используемой на железных дорогах, длину до 3900±10 мм, в средней части шпалы 2 выполнен армированный участок 7, например, с продольным и/или поперечным армированием, и в шпале 2 с наружной стороны рельсов, по отношению к узлу рельсовых креплений 8, выполнены отверстия 9 для закрепления на них охранных приспособлений 6. Крепление охранного устройства к шпале может быть осуществлено с размещением между ними стального лафетного листа охранного приспособления (на фигурах не показан), который крепится к железобетонным шпалам 2 через резиновые прокладки шурупно-дюбельным креплением.
При сходе подвижного состава с рельса колесная пара попадает во внутрь колеи, что может, при обычном стандартном армировании шпалы 2, привести к ее излому. Для обеспечения жизнедеятельности охранного приспособления, в средней части шпалы 2 делается дополнительное армирование, которое, например, может быть выполнено как в продольном, так и поперечном направлении, а также возможно армирование по схеме бруса для стрелочных переводов.
Основное назначение охранных устройств (приспособлений) -обеспечить безопасный проход поезда в случае схода с рельсов колесной пары (тележки) на мосту, в тоннеле или на подходах к ним. С этой целью внутри рельсовой колеи укладывается у каждого путевого рельса сплошная линия защиты из контруголков. Контруголки ограничивают боковые смещения подвижного состава, сошедшего с рельсов на мосту или на подходах к нему, предотвращая падение или опрокидывание экипажей, сошедших с рельсов. Наиболее важные элементы контруголков - это вводящие устройства - «челноки». Они в первую очередь воспринимают удар сошедшей колесной пары и принудительно отклоняют ее в желоб между рельсами и контруголками.
Как показывает практика, данный тип охранных приспособлений не в полной мере обеспечивает безопасное прохождение сошедшего поезда. Колесная пара, попавшая внутрь челнока, выводит состав за габарит приближенного строения, что приводит к обрушению пролетов моста и падению поездов. Заявляемое решение с охранными устройствами (приспособлениями) способно воспринять удар колеса сошедшей колесной пары и направить ее по заданной траектории без ограничения скорости движения поезда. При этом восприятие удара охранным устройством, расположенным с полевой стороны от рельса более безопасно, чем челноковым, особенно в случае его разрушения.
Величина частичного перекрытия челнока по его длине зависит от многих показателей, например, от рельефа местности, скорости движения поездов на данном участке, вида верхнего строения пути и т.д. и определяется отдельно для каждого конкретного случая. Существенным является то, что такое перекрытие должно быть, так как оно позволяет повысить надежность прохождения поезда без его схода с рельсов за счет того, что до зоны башмака поезд удерживают охранные устройства (приспособления), расположенные с полевой стороны рельсов, которые даже в случае ухода колеса за ось пути выведут его на требуемую безопасную траекторию. В зоне частичного перекрытия работают и охранные устройства и челнок с контруголками, а потом безопасный проход контролируется челноком с контруголками.
Расстояние, на котором от рельсов расположено охранное устройство и его конструкция (форма в поперечном сечении), определяется, например, скоростью движения, конструкцией колесной пары и т.д.
Пример конкретного выполнения.
Подбалластное основание засыпается песчано-гравийной смесью, оно выравнивается и уплотняется с коэффициентом плотности не ниже 0,95. Шпалы укладываются на щебеночный балласт толщиной не менее 25 см. Прикрепление рельсовых подкладок к заявляемым железобетонным шпалам (брусьям) - шурупно-дюбельное, прикрепление листов лафета к железобетонным брусьям также шурупно-дюбельное, через резиновые прокладки размером 100×200 мм толщиной 3 мм. Прикрепление контруголков производится болтами через щелевое отверстие в шпале аналогично шпале Ш1-Ч (челноковой), с прокладкой между полкой уголка и бетоном поверхности шпалы резиновой прокладки 100×100 мм и толщиной 3 мм. Для охранных элементов с листами лафета используется сталь листовая горячекатаная марки Ст3 (спокойная) ГОСТ 380-2005, 15ХСНД ГОСТ 6713-91 или 09Г2С ГОСТ 19903-74. Для контруголков применяется уголок горячекатаный №16 (160+160*14) из стали 09Г2С ГОСТ 19281. Для укладки УНПС применяется щебень по ГОСТ 7392-2002. Для укладки рельсов применяются скрепления КБ. Металлоконструкции могут подвергаться антикоррозионной защите в соответствии с СТО 001-2006. Конкретная схема защиты металлоконструкций должна быть принята при привязке к конкретным условиям и месту работы охранного приспособления. Это может быть цинконаполненная грунтовка Stelpant-PU-Zinc - 2 слоя толщиной 80 мкм и полиуретановая краска Stelpant-PU-Combination 100 - 3 слоя толщиной 150 мкм.