Настил железнодорожного переезда
RAILWAY CROSSING DECK

Изобретение относится к транспортному строительству и может найти применение на железнодорожном транспорте, а именно при сооружении переездов в местах пересечения железных дорог с автомобильными, а также при строительстве железнодорожных переездов контейнерных терминалов, портов, складских площадок и пр.
Известны настилы переездов, в которых железобетонные плиты уложены на деревянные лежни с использованием деревянных вкладышей с вырезами под крепление и окантовкой уголками. В них предусмотрено дополнительное асфальтобетонное покрытие. (см. Типовые проектные решения 501-0-118 Железнодорожные переезды. Путевая часть. Альбом III https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293827/4293827282.pdf).
В данном типовом решении нагрузка от автотранспорта передается через плиты и деревянные лежни напрямую за земляное полотно без прямого воздействия на верхнее строение пути.
Такая конструкция железнодорожных переездов характеризуется следующими недостатками:
- отсутствие крепления плит непосредственно к деревянным лежням приводит к смещению плит и соприкосновению нижних кромок с поверхностью шпал пути, в случае с железобетонными шпалами данное явление приводит к разрушению плит переезда;
- наличие дополнительных съемных брусьев между плитами и рельсами из дерева, резины или заполнения асфальтом приводит быстрому разрушению при прямом контакте с колесами тяжелой пневмоколесной техники (ричстакеры, зерновозы и т.п.).
Аналогом заявляемого технического решения является изобретение по авторскому свидетельству СССР №983164. Железнодорожный переезд включает основание, балласт, шпалы, уложенные на них рельсы и железобетонное покрытие, уложенное между рельсами, железобетонное покрытие выполнено составным из отдельных блоков, в нижней части каждого из которых выполнен П-образный проем под соответствующую шпалу, а в верхней части - монтажное отверстие, причем переезд снабжен дополнительным слоем балласта, размещенным под основным, блоки оперты на дополнительный слой балласта, а шпалы - на основной, верхняя поверхность каждого блока снабжена футеровкой из эластичного упругого материала, дополнительный слой балласта выполнен из щебня мелких фракций.
Недостатком данной конструкции является то, что плиты (блоки) взаимно не фиксируются, что позволяет им перемещаться в продольном и поперечном направлениях. Это приводит к недостаточной стабильности настила и не обеспечивает безопасность движения поездов, т.к. с внутренней стороны рельсов необходимо обеспечить наличие желоба с фиксированными размерами для прохода гребня колеса, что не может быть осуществлено при данной конструкции. Кроме того, серьезные трудности возникнут при установке данной конструкции. Сначала необходимо уложить слой балласта для опирания блоков, тщательно его выровнять и равномерно (что проблематично) уплотнить. Затем дозирование, только под шпалы, уложить еще один слой балласта, уплотнить его, уложить шпалы, прикрепить к ним рельсы и установить блоки. Даже если это будет осуществлено, в процессе эксплуатации неизбежны перекосы блоков и неравномерные их осадки относительно друг друга, в особенности это касается крайних блоков. Данная конструкция не позволяет производить ремонтные работы на пути без полной разборки настила . Наличие большого количества малых блоков увеличит суммарное время закрытия переезда для движения автотранспорта при производстве ремонта настила за период его службы, т.к. в этом случае повышается вероятность выхода из строя отдельных блоков (по сравнению с настилом , состоящим из малого количества крупноразмерных элементов), что приведет к закрытию переезда даже при необходимости замены одного блока.
Из патента RU 2676772 известна конструкция переезда с опиранием железобетонных плит на щебеночную подушку между железобетонными шпалами. Фиксация железобетонных плит относительно рельсов обеспечивается посредством фиксатора с анкер-крюком, размещенного под рельсами. В конструкции переезда предусмотрены резинокордовые желоба. Окантовка железобетонных плит выполнена швеллером.
Данный железнодорожный переезд содержит железобетонное покрытие, состоящее из междупутных, межрельсовых плит и межрельсовых плит-отбойников, наружных упругих элементов и внутренних упругих элементов. Плиты уложены на основание в междупутье межрельсовое пространство и на обочине железнодорожного полотна. Междупутные, межрельсовые плиты и межрельсовые плиты-отбойники со стороны, примыкающей к рельсу, имеют одноступенчатый выступ, необходимый для свободного размещения рельсоболтового крепления. Каждая из междупутных, межрельсовых плит по боковым сторонам, не примыкающим к рельсу, окантована металлическим уголком, а сторона плит, примыкающая к рельсу, имеющая одноступенчатый выступ, окантована металлическим швеллером, который полностью закрывает одноступенчатый выступ.
В данной конструкции также не предусмотрено крепление плит к основанию. Междупутные и межрельсовые плиты просто опираются на щебеночную подушку.
Щебеночная подушка между плитами и шпалами пути при динамическом воздействии от прохождения железнодорожных составов перемещается - то есть не обеспечивается постоянство целостности конструкции, что снижает надежность устройства.
Известна конструкция железнодорожного переезда по патенту RU 2272092, выбранная в качестве ближайшего аналога, в которой предусмотрено опирание железобетонных плит на железобетонные шпалы через прокладки (резиновые амортизаторы) или на деревянные шпалы.
В данном устройстве плиты выполнены с окантовкой из металлического уголка для обеспечения возможности скрепления плит между собой посредством сварки. При этом приваренные уголки образуют желоб. Рельефность нижних поверхностей плит повторяет геометрию шпал.
Железнодорожный переезд по данному патенту включает основание, балласт (щебеночный балласт, подушку), рельсошпальную решетку и железобетонное покрытие, выполненное составным из отдельных межрельсовых и межпутных плит, в нижней части каждой из которых выполнен проем под соответствующую шпалу, а в верхней части - монтажное отверстие. Новым является то, что переезд дополнительно включает в себя межрельсовые плиты-отбойники, установленные в начале и конце железобетонного покрытия и выполненные с окантовкой металлическим уголком для закрепления в монолитный блок с межрельсовыми плитами, причем межрельсовые плиты и межрельсовые плиты-отбойники уложены выше головок рельсов на 20-40мм, а межпутные плиты - в одном уровне с головкой рельса, кроме того, поперечные швы между межрельсовыми плитами и поперечные швы между межпутными рельсами зафиксированы с помощью сварки с образованием монолитного покрытия, а продольные швы между межрельсовыми плитами заполнены резиновым изолятором.
Опирание железобетонных плит на железобетонные шпалы через тонкие резиновые прокладки (амортизаторы) не исключает динамического воздействия на плиты, что приводит к разрушению плит от динамических воздействий и соударениям с железобетонными шпалами.
Опирание плит без их дополнительного соединения с деревянными шпалами приводит к возникновению перекосов и воздействию на рельсошпальную решетку.
Конструкция характеризуется неустойчивостью, негативными воздействиями на рельсошпальную решетку, что приводит к уменьшению срока работы переезда, особенно при проезде тяжело нагруженного транспорта, а также к снижению безопасности движения.
Задачей заявляемого технического решения является повышение устойчивости конструкции, исключение прямого воздействие на рельсошпальную решетку от колес автомобильной техники, повышение надежности и долговечности работы железнодорожного переезда, что, в свою очередь, обеспечивает повышение безопасности движения, а также увеличение несущей способности настила железнодорожного переезда для обеспечения проезда тяжелой пневмоколесной техники через железнодорожные пути.
Указанная задача решается за счет того, что в настиле железнодорожного переезда, включающем основание со щебеночным балластом, шпалы с рельсами, размещенные между железобетонными шпалами деревянные опоры и установленные на этих деревянных опорах наружные и внутренние железобетонные плиты с металлической окантовкой, снизу повторяющие профиль железобетонных шпал, согласно изобретению,
каждая деревянная опора выполнена в виде лежня, расположенного на щебеночном балласте между шпалами, а наружные и внутренние железобетонные плиты прикреплены к деревянным лежням удлиненными путевыми шурупами, при этом окантовка каждой плиты выполнена в виде короба из листовой стали, соединенного с продольной и поперечной арматурой плиты.
Металлическая окантовка внутренних плит выполнена с радиальными закруглениями в зоне контакта продольной кромки плиты с колесом транспорта.
Соединение короба из листовой стали с продольной и поперечной арматурой железобетонной плиты осуществлено по верхним и нижним поясам армирования.
В наружных плитах устроены потайные пустоты с шагом, соответствующим профилю шпал.
Заявляемый настил железнодорожного переезда за счет крепления наружных и внутренних плит к деревянным лежням, а не опирания непосредственно на железобетонные и деревянные шпалы, обеспечивает целостность конструкции, что дает дополнительную устойчивость, исключает воздействие напрямую на рельсошпальную решетку от колес автомобильной техники. Нагрузка от плиты через деревянные лежни передается на щебеночный балласт.
Выполнение металлической окантовки плит в виде короба из листовой стали, жестко связанного с армирующими элементами плит обеспечивает значительно повышение жесткости самой плиты и, соответственно, жесткости всей заявляемой конструкции, что совместно с признаком крепления плит к лежням также повышает устойчивость переезда, повышение надежности и долговечности работы железнодорожного переезда, что, в свою очередь, обеспечивает повышение безопасности движения, а также увеличение несущей способности настила железнодорожного переезда для обеспечения проезда тяжелой пневмоколесной техники через железнодорожные пути.
Выполнение в наружных плитах потайных пустот с шагом, соответствующим профилю (эпюре) шпал, обеспечивает плотное прилегание плиты к рельсовой нити с внешней стороны, что позволяет исключить применение дополнительных вкладышей (резинокордовых или деревянных).
Таким образом, совокупность признаков обеспечивает достижение следующего технического результата: значительное повышение устойчивости конструкции, исключение прямого воздействие на рельсошпальную решетку от колес автомобильной техники, повышение надежности и долговечности работы железнодорожного переезда, что, в свою очередь, обеспечивает повышение безопасности движения, а также увеличение несущей способности настила железнодорожного переезда для обеспечения проезда тяжелой пневмоколесной техники через железнодорожные пути.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено изображение конструкции настила железнодорожного переезда, на фиг. 2 - изображение наружной плиты с пустотами под шпалы.
Заявляемый настил железнодорожного переезда содержит основание со щебеночным балластом 1 (подушкой).
На щебеночном балласте 1 расположена рельсошпальная решетка, включающая железобетонные шпалы 2 и рельсы 3. Между железобетонными шпалами 2 на щебеночном балласте 1 расположены поперечные деревянные лежни 4.
Над деревянными лежнями 4 и шпалами 2 установлены внутренние и внешние (наружные) железобетонные плиты 5 и 6 соответственно. Каждая плита 5 и 6 снабжена металлической окантовкой в виде короба из металлического листа. Металлический короб жестко связан посредством сварки с продольной и поперечной арматурой верхнего и нижнего поясов армирования плиты.
В наружных плитах 6 предусмотрены потайные пустоты 7 с шагом, соответствующим профилю (эпюре) железобетонных шпал 2.
Металлическая окантовка внутренних плит 5 выполнена с радиальными закруглениями 8 в зоне контакта продольной кромки плиты 5 с колесом транспорта, таким образом обеспечивая эффект качения, а не удара в момент соприкосновения колеса с кромкой плиты и плавным образованием пятна контакта колеса с поверхностью плиты, то есть снижение динамических нагрузок.
Для обеспечения беспрепятственного прохода колесных пар подвижного состава в пределах настила укладываются контррельсы из путевых рельсов (в описании и на чертежах не показаны).
В случае обустройства железнодорожного переезда на путях с централизованными стрелочными переводами, взамен металлического контррельса между внутренней плитой и рельсами во избежание замыкания рельсовой цепи, конструкция плит предусматривает укладку резиновых вкладышей 9 типа Кр-61255.002.
Монтаж заявляемого устройства осуществляется следующим образом:
1. Разрытие щебня в шпальных ящиках.
2. Разгонка шпал 2 по проектной эпюре.
3. Балластировка щебнем рельсошпальной решетки.
4. Выправка участка пути в зоне укладываемого железнодорожного переезда.
5. Разрытие щебня в шпальных ящиках.
6. Демонтаж одного рельса 3 для облегчения монтажа деревянных лежней.
7. Монтаж деревянных лежней 4.
8. Монтаж одного рельса 3.
9. Балластировка щебнем фракции 5-20мм шпальных ящиков.
10. Подбивка лежней 4 щебнем фракции 5-20мм.
11. Укладка контррельса или резинового вкладыша 9 на централизованных путях.
12. Монтаж плит 5 и 6 настила и очистка монтажных отверстий плит сжатым воздухом.
13. Предварительное сверление деревянных лежней 4 через монтажные отверстия в плитах 5 и 6 и прикручивание плит 5 и 6 к лежням 4 удлиненными путевыми шурупами.