КОНСТРУКЦИЯ ОГРАЖДЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В КАЧЕСТВЕ ШУМОПОГЛОЩАЮЩЕГО ЭКРАНА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ, И ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ С ТАКИМ ОГРАЖДЕНИЕМ
CONSTRUCTION OF A FENCE USED AS A NOISE-ABSORBING SCREEN FOR RAILWAYS, AND THE UPPER STRUCTURE OF A RAILWAY TRACK WITH SUCH A FENCE

Группа изобретений относится к строениям верхнего пути, а именно конструкциям ограждения, действующего как шумопоглощающий экран для железных дорог, и к использованию указанной конструкции ограждения в качестве шумопоглощающего экрана или заграждения, препятствующего проходу.
Известна конструкция ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, описанная в патенте US 2013284002 A1, представляющая собой съёмные панели, установленные на посадочные места под углом к вертикали. Такая конструкция сложна при монтаже/демонтаже, т.к. приходится вынимать панели из посадочного места  краном, т.к. угол наклона не может превышать 25° из-за утраты ограждением своего функционального назначения.
Известна конструкция ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, описанная в патенте RU 2550772 C2, которая частично решила недостаток предыдущего аналога. Однако такая конструкция имеет существенные недостатки:
- из-за большого количества составных элементов сложен монтаж/демонтаж;
- из-за сложности слабых элементов в узлах стыков такая конструкция не надёжна и выдерживает малое количество циклов монтаж/демонтаж;
- вследствие сложности исполнения такая конструкция не ремонтопригодна, особенно не возможен ремонт на месте сборки, т.к. требуется заводское оборудование, и, как следствие, такая конструкция материалоёмка и дорога в содержании и обслуживании в силу необходимости замены вышедших из строя модулей на новые;
- такая конструкция плохо держит сильные ветровые нагрузки, т.к. модули имеют свободу движения и панель изгибается, а в местах стыков появляются щели, в результате чего снижается шумоизоляция;
- панель изгибается вод воздействием ветровых нагрузок и движения грунтов (подъём и опускание), что приводит к разрушению или деформации элементов узла стыка и опоры на грунт;
- из-за модульности конструкции она сложна в демонтаже, т.к. при наклоне сборной панели для демонтажа требуется удержание всей конструкции в сжатом состоянии, в противном случае деформируются и разрушаются элементы узла стыка модулей, из-за нагрузки на вырыв возникающей при вынимании крайнего модуля.
Задачей, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, является создание ремонтопригодной наклонной конструкции ограждения, позволяющего его обслуживать путём приведения панели в горизонтальное положение без демонтажа из посадочного места и с простым возвратом в панели в рабочее положение, осуществлять монтаж/демонтаж панели из положения, когда наклон панели позволяет её вынуть из посадочного места рабочими в ручную.
Технические результаты, достигаемые заявленной группой изобретений, заключаются в упрощении монтажа/демонтажа конструкции ограждения, упрощению обслуживания, повышению надёжности как ограждения, так и строения верхнего пути, в котором оно использовано.
Заявленные технические результаты достигаются конструкцией ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, включающей жёстко закреплённые в основании две стойки, которые выполняют функцию посадочного места для опоры панели, расположенной между стойками, при нахождении панели в положении, отличном от вертикали (рабочее положение панели). Причём, за счёт расположенного в нижней части панели узла фиксации обеспечена возможность отклонения панели в сторону горизонтального положения, но без выхода из посадочного места между стоек. Узел фиксации представляет собой элементы на стойках, расположенные на расстоянии от торца стойки, которые ограничивают угол наклона панели более заданного откинутого положения за счёт упора в них, выполненных на панели ответных элементов. По меньшей мере, на одной стойке выполнен ограничитель хода панели, препятствующий её отклонению более заданного угла, и являющийся одновременно ограничителем смещения нижнего торца панели далее положения, после которого панель будет демонтирована из посадочного места.
Указанные элементы узла фиксации на стойках выполнены таким образом, что при нахождении панели в заданном откинутом положении выполняют функцию препятствия смещению панели в  сторону демонтажа из посадочного места. Элемент узла фиксации на стойках представляет собой крюк или пластину с утолщением на торце или имеющим в сечении форму неравностороннего четырёхугольника, большая сторона которого расположена со стороны указанного ограничителя хода панели, а ответный элемент на панели представляет собой стержень.
Ограничитель хода панели выполнен в виде продольно расположенного стержня, в который обеспечивается упор профиля, образующего контур панели.
Указанные элементы узла фиксации на стойках и ограничители хода панели выполнены таким образом, что обеспечивается демонтаж панели с посадочного места только путём вынимания, при заданном угле наклона, панели.
По меньшей мере, на одной стойке выполнен поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения. Поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения выполнен Г-образным, причём за счёт длины выступающей части обеспечивается прижатие панели к стойке в рабочем положении ограничителя.
Заявленные технические результаты достигаются также достигаются верхним строением железнодорожного пути, включающем рельсошпальную решётку и балластный слой. В шпальных ящиках установлены и жёстко закреплены продольные элементы, выступающие, по меньшей мере, в одну сторону, за пределы длины шпал, и прочность которых обеспечивает возможность установки, на выступающую часть, стоек конструкции ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, включающей жёстко закреплённые в основании две стойки, которые выполняют функцию посадочного места для опоры панели, расположенной между стойками, при нахождении панели в положении, отличном от вертикали (рабочее положение панели). Причём, за счёт расположенного в нижней части панели узла фиксации обеспечена возможность отклонения панели в сторону горизонтального положения, но без выхода из посадочного места между стоек. Узел фиксации представляет собой элементы на стойках, расположенные на расстоянии от торца стойки, которые ограничивают угол наклона панели более заданного откинутого положения за счёт упора в них, выполненных на панели ответных элементов. По меньшей мере, на одной стойке выполнен ограничитель хода панели, препятствующий её отклонению более заданного угла, и являющийся одновременно ограничителем смещения нижнего торца панели далее положения, после которого панель будет демонтирована из посадочного места. При этом выступающая часть каждого продольного элемента в рабочем положении является консолью (в рамках настоящей заявки под консолью понимается выступающая часть, не опирающаяся на какие-либо основания) и не происходит поднятия одного торца продольного элемента относительно другого (в рамках настоящей заявки под «поднятием одного торца относительно другого» понимается существенное изменение горизонтального положения продольного элемента, при котором произойдёт поднятие рельсошпальной решётки продольным элементом).
Указанные элементы узла фиксации на стойках выполнены таким образом, что при нахождении панели в заданном откинутом положении выполняют функцию препятствия смещению панели в сторону демонтажа из посадочного места. Элемент узла фиксации на стойках представляет собой крюк или пластину с утолщением на торце или имеющим в сечении форму неравностороннего четырёхугольника, большая сторона которого расположена со стороны указанного ограничителя хода панели, а ответный элемент на панели представляет собой стержень.
Ограничитель хода панели выполнен в виде продольно расположенного стержня, в который обеспечивается упор профиля, образующего контур панели.
Указанные элементы узла фиксации на стойках и ограничители хода панели выполнены таким образом, что обеспечивается демонтаж панели с посадочного места только путём вынимания, при заданном угле наклона, панели.
По меньшей мере, на одной стойке выполнен поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения. Поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения выполнен Г-образным, причём за счёт длины выступающей части обеспечивается прижатие панели к стойке в рабочем положении ограничителя.
Прочность продельных элементов при изгибе больше, чем нагрузка, создаваемая указанной конструкцией ограждения.
Прочность продельных элементов при изгибе больше, чем нагрузка, создаваемая указанной конструкцией ограждения в откинутом положении, по меньшей мере, одной панели.
Конструкция ограждения установлена с двух сторон от рельсовой обрешётки, при этом нагрузка, создаваемая конструкцией ограждения на каждый продельный элемент с каждой его стороны приблизительно одинакова.
Конструкция ограждения установлена с одной стороны от рельсовой обрешётки, при этом в противовес нагрузке, создаваемой конструкцией ограждения на каждый продольный элемент, с противоположной его стороны, выполнен балласт или каждый продольный элемент закреплён таким образом, что нагрузка не позволяет приподнять его противоположный торец.
Фиг.1 – разрез узла фиксации панели на стойках в откинутом положении панели.
Фиг.2 – разрез узла фиксации панели на стойках в рабочем положении панели.
Фиг.3 – вид спереди на конструкцию ограждения в рабочем положении панелей.
Фиг.4 – вид сверху на конструкцию ограждения в рабочем положении панелей.
Фиг.5 – укрупнённый разрез узла фиксации панели на стойках в рабочем положении панели (А-А).
Фиг.6 – укрупнённый разрез узла фиксации панели на стойках в откинутом положении панели (В-В).
Фиг.7 – вид на узел фиксации панели на стойках в рабочем положении панели с рабочим (закрытом) положением поворотного ограничителя отклонения панели из рабочего положения (Б-Б).
Осуществляют изобретение следующим образом.
Сборно-разборная конструкция ограждения, используемая в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, включает жёстко закреплённые в основании две наклонённые стойки, между которых устанавливается панель и которые выполняют функцию посадочного места для опоры панели в рабочем её положение. За счёт расположенного в нижней части панели узла фиксации обеспечена возможность отклонения панели в сторону горизонтального положения, но без выхода из посадочного места между стоек. Узел фиксации представляет собой приваренные или прикрученные элементы на стойках, расположенные на расстоянии от торца стойки, которые ограничивают угол наклона панели более заданного откинутого (рабочего) положения за счёт упора в них, выполненных на панели ответных, например, приваренных элементов. По меньшей мере, на одной стойке выполнен, например, приварен, ограничитель хода панели, препятствующий её отклонению более заданного угла, и являющийся одновременно ограничителем смещения нижнего торца панели далее положения, после которого панель будет демонтирована из посадочного места.
Такое конструктивное исполнение обеспечивает простоту конструкции и простоту монтажа/демонтажа панели, за счёт возможности отклонения всей панели силами монтажников на угол, при котором вынимание панели из посадочного места возможно силами монтажников. При этом обеспечивается прочность всей панели; отсутствуют узлы, элементы которых подвержены деформациям при воздействии ветровых нагрузок; все элементы конструкции ремонтопригодны, и ремонт может быть осуществляет на месте силами монтажников с низкой квалификацией без замены элементов на новые. В том числе, элементы конструкции узла могут быть и не заводского изготовления, и они заменяемы на иные, подходящие для выполнения, возложенного на них функционального назначения.
Для исключения самопроизвольного демонтажа панели под воздействием ветровых нагрузок, указанные элементы узла фиксации на стойках выполнены таким образом, что при нахождении панели в заданном откинутом положении выполняют функцию препятствия смещению панели в сторону демонтажа из посадочного места.
Наиболее эффективным для целей выполнения функции упора, препятствующего неконтролируемому выходу панели из посадочного места, элемент узла фиксации на стойках следует выполнять в виде крюка или пластины с утолщением на торце или имеющим в сечении форму неравностороннего четырёхугольника, большая сторона которого расположена со стороны указанного ограничителя хода панели. Однако возможна и иная форма выполнения, при условии сохранения функционального назначения элемента, например, такой элемент может быть в виде наклонной пластины, наклон которой будет препятствовать выходу панели из посадочного места. Следует также отметить, что и горизонтальная пластина будет обеспечивать нужные функции, т.к. упор будет реализован за счёт сил трения элементов из-за большого веса панели. При этом за счёт такого исполнения упрощается демонтаж панели, т.к. уменьшается угол наклона откинутой панели.
Ответный элемент на панели целесообразно выполнять в виде стержня, который может быть приварен к профилю панели или вставлен в отверстие в профиле с возможностью демонтажа. Причём, если такие элементы выполняются с двух сторон, то ими могут служить либо два стрежня, устанавливаемых с каждой стороны панели в отверстия в профиле, либо один стержень, монтируемый в сквозное отверстие на всю ширину панели. Первый вариант позволяет упростить ремонтные работы за счёт облегчения вынимания стержней, а также снизить материалоёмкость, второй – обеспечивает большую надёжность. Следует отметить, что желательно панель выполнять с коробчатым профилем по периметру панели, т.к. при первом варианте исполнения ответного элемента в виде двух стержней, не будет доступа к изоляционному материалу, за счёт выполнения отверстия только в одной стенке коробчатого профиля. Причём коробчатый профиль даёт больную прочность, т.к. при ином профиле выполнять отверстие придётся в полке, а следовательно, будет риск разрыва материала в сторону от стенки при отклонении панели из-за её большого веса и возникающей в момент начала отклонения динамической нагрузки на материал профиля панели.
Следует отметить, что элемент узла фиксации на стойках может выполняться и не жёстким креплением типа сварки, но и как вставной элемент. Например, его фиксация в стойке может осуществляться за счёт замка типа шип-паз.
Ограничитель хода панели выполнен в виде продольно расположенного круглого стержня, в который обеспечивается упор профиля, образующего контур панели. Такая конструктивная форма наиболее проста и при взаимодействии с ответным элементом узла фиксации на стойке обеспечивает наименьшее усилие, необходимое для изменения угла наклона панели.
Следует отметить, что ограничитель хода панели может выполняться и не жёстким креплением типа сварки, но и как вставной элемент. Например, в соосные отверстия в стойках может быть вставлен профиль в виде уголка или стержень.
Не смотря на возможность создания узла фиксации только с одной стороны панели, оптимальным вариантом является выполнение ограничителей хода панели и ответных им элементов узла фиксации на стойках на обеих стойках. Это исключит перекос при отклонении панели от рабочего положения.
Как видно из примеров конструктивного выполнения узла фиксации на стойках и ограничителя хода панели такие элементы просты в исполнении, заменяемы на другие заменяемые элементы при их разрушении или деформации. Поэтому в рамках настоящей заявки следует понимать, что описанные частные случаи конструктивного исполнения  элементов узла фиксации, такие как элемент узла фиксации на стойках и ограничитель хода панели, могут иметь и иное конструктивное исполнение и будут эквивалентны указанным элементам.
Указанные элементы узла фиксации на стойках и ограничители хода панели выполнены таким образом, что обеспечивается демонтаж панели с посадочного места только путём вынимания, при заданном угле наклона, панели. Это позволяет исключить непроизвольный выход панели из посадочного места, например, в случае, положения горизонтального положения. Для этого и предназначены ранее указанные функции, стопорящие выход панели при незаданном угле. Например, при форме и расположении элемента узла фиксации на стойках как показано на фиг.5 и 6, для демонтажа панели её необходимо приподнять на 10° от горизонтального положения, после чего панель будет возможно демонтировать. Это позволяет избежать неконтролируемого соскальзывания панели из посадочного места, и предотвратить травмоопасную ситуацию.
Для целей исключения самопроизвольного отклонения панели от рабочего положения при воздействии ветровой нагрузки, по меньшей мере, на одной стойке выполнен поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения. Поворотный ограничитель отклонения панели из рабочего положения выполнен Г-образным, причём за счёт длины выступающей части обеспечивается прижатие панели к стойке в рабочем положении ограничителя. Такая форма указанного ограничителя нужна для возможности крепления панелей разной толщины. Например, как показано на фиг.5 ограничитель может иметь сложную форму, с одной стороны полка будет меньше, чем со второй, а сам ограничитель установлен на удалении от поверхности стойки. Такая сложная форма обеспечивает возможность крепления панелей двух толщин без замены ограничителя, что упрощает монтаж.
Следует отметить, что заявленные технические результаты достигаются также верхним строением железнодорожного пути, включающем рельсошпальную решётку и балластный слой. В шпальных ящиках установлены и жёстко закреплены продольные элементы, выступающие, по меньшей мере, в одну сторону, за пределы длины шпал, и прочность которых обеспечивает возможность установки, на выступающую часть, стоек указанной выше конструкции ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог. Такая конструкция позволяет усилить заявленные результаты за счёт исключения влияния движения грунтов (подъём и опускание), т.к. не создаётся опоры на грунт под стойками и исключаются отклонения стоек от вертикали. Тем самым исключаются перекосы, которые могут привести к защемлению панели между стойками. Также исключается и отклонение панели в сторону демонтажа, т.к. из-за веса панели такое отклонение может привести к избыточной нагрузке на узел крепления поворотных ограничителей отклонения панели, что приведёт к их разрушению и самопроизвольному демонтажу панелей. Таким образом, предложенная конструкция верхнего пути повышает надёжность всей системы, упрощает монтаж/демонтаж за счёт снижения вероятности перекоса стоек и снижает травмоопасность конструкции за счёт снижения рисков самопроизвольного откидывания панелей.
Желательно, чтобы прочность продельных элементов при изгибе была больше, чем нагрузка, создаваемая указанной конструкцией ограждения. Это позволит упростить монтаж продольного элемента к основанию, т.к. не будет требоваться системы, исключающей прогиб продольного элемента, например, противовеса в виде балласта вдоль всей части продольного элемента, находящейся в зоне рельсошпальной решётки. Для этих целей целесообразно выбирать материал продольного элемента, прочность которого на изгиб больше, чем нагрузка, создаваемая указанной конструкцией ограждения в откинутом положении, по меньшей мере, одной панели.
Возможны два варианта системы: конструкция ограждения установлена с двух сторон от рельсовой обрешётки, при этом нагрузка, создаваемая конструкцией ограждения на каждый продельный элемент с каждой его стороны приблизительно одинакова, или конструкция ограждения установлена с одной стороны от рельсовой обрешётки, при этом в противовес нагрузке, создаваемой конструкцией ограждения на каждый продольный элемент, с противоположной его стороны, выполнен балласт или каждый продольный элемент закреплён таким образом, что нагрузка не позволяет приподнять его противоположный торец. Это позволяет исключить перекосы стоек и самопроизвольное отклонение панелей от рабочего положения.
Таким образом, предложенная конструкция ограждения, используемого в качестве шумопоглощающего экрана для железных дорог, может быть реализована как практически полностью сборно-разборная, что делает её простой, ремонтопригодной и надёжной в эксплуатации, а также простой в обслуживании.