ТРАМВАЙНЫЙ ПУТЬ НА БЕТОННОМ ОСНОВАНИИ
CAR TRACK ON CONCRETE BASE

Изобретение относится к области транспортного строительства, а именно к проектированию и строительству рельсовых путей городского трамвая.
При существующих темпах автомобилизации городов и промышленных центров повышение пропускной способности городских улиц и автодорог все чаще обеспечивается за счет включения в проезжую часть автотранспорта трамвайных путей, ранее уложенных на обособленном земляном полотне. Путевые конструкции, работающие в новом качестве, вынуждены принимать на себя и перерабатывать нагрузки не только от проходящих поездов, но и от потоков автомобилей, которые постоянно увеличиваются. Повышаются требования к устойчивости и надежности в работе трамвайных путей.
Известна конструкция устойчивого безбалластного рельсового пути (RU №2425920, E01B 1/00, 2011 г.), содержащая два рельса, образующих колею. Форма шпалы и ячеистой армированной плиты, заменяющей собой балластный слой, обеспечивает надежные связи рельсошпальной решетки с основанием, гарантирующие устойчивость пути от бокового и продольного сдвига. Шпалы, как и в традиционных конструкциях, стабилизируют взаимное положение опирающихся на них рельсов, то есть проектную ширину колеи. Ячеистую форму плиты и шпалы, выполненные с применением полимерных композитных материалов нельзя признать традиционными. Они сложнее и дороже в изготовлении существующих конструкций. Укладка такого пути может оказаться экономически целесообразна на искусственных сооружениях, где снижение веса мостового полотна позволит уменьшить сечения балок и элементов ферм пролетных строений и тем самым свести к минимуму их материалоемкость несущих конструкций моста. Но на наземных участках рассматриваемая конструкция не выдержит конкуренции с бесшпальными путями на бетонном основании.
Недостатком конструкции рассматриваемого устойчивого безбалластного пути является ее относительная сложность и высокая стоимость в изготовлении, ограничивающие область ее массового применения.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является конструкция трамвайного пути на бетонном основании (RU №62120, Е01В 21/00, 2007 г.), содержащая два рельса, образующих колею, связи, фиксирующие ширину колеи, и монолитное бетонное покрытие, выполненное в одном уровне с поверхностями катания головок рельсов и верхом уличной дорожной одежды. Шпалы отсутствуют. Заменяющие их связи, обеспечивающие взаимное положение рельсов в колее относительно друг друга, выполнены в виде путевых тяг. Для установки тяг на всем протяжении пути в шейках рельсов просверлены горизонтальные отверстия. Концентрация напряжений в зоне отверстий приводит к возникновению трещин в шейках рельсов. Развиваясь вширь и вглубь под действием циклических нагрузок, эти трещины служат причиной возникновения отказов в работе пути из-за разрушения рельсов. Чем больше этих отверстий на единицу длины рельса, тем выше вероятность таких отказов. В рассматриваемой конструкции пути число отверстий, включая стыковые, составляет порядка десяти на каждое рельсовое звено. Это высокий показатель вероятности образования трещин.
Следовательно, недостаток конструкции заключается в сравнительно невысокой ее надежности.
При работе над изобретением решалась задача повышения надежности в работе трамвайных путей за счет применения в них средств стабилизации колеи, не требующих ослабления рельсов отверстиями.
Технический результат обеспечивается тем, что в трамвайном пути на бетонном основании, содержащем два рельса, образующих колею, связи, фиксирующие ширину колеи, и монолитное бетонное покрытие, выполненное в одном уровне с поверхностями катания головок рельсов и верхом уличной дорожной одежды, подрельсовое основание пути содержит бетонные подушки с закладными болтами для крепления на них рельсов и арматурные стержни, связывающие каждую пару подушек, расположенных по разные стороны колеи непосредственно против друг друга, между собой и с примыкающими к ним участками монолитного бетонного основания уличной дорожной одежды.
Суть предлагаемого технического решения разъясняется с помощью чертежей:
Фиг.1. Общий вид конструкции пути в разрезе.
Фиг.2. Подрельсовые подушки с соединяющими их арматурными стержнями в плане.
Трамвайный путь на бетонном основании 1 содержит два рельса 2 и 3, образующих колею S, и монолитное бетонное покрытие 4, выполненное в одном уровне 5 с поверхностями 6 катания головок 7 рельсов 2 и 3. На бетонное основание 1 опираются подушки 8 и 9 с закладными болтами 10 для крепления на них рельсов 2 и 3 клеммами 11. Каждую пару подушек 8 и 9, расположенных по разные стороны колеи S непосредственно напротив друг друга, связывают арматурные стержни 12, которые выходят за пределы подушек в обе стороны на длину L на столько, на сколько это необходимо для связи пути с примыкающими к нему участками проезжей части уличной дорожной одежды.
Каждый конструктивный узел подушек 8, 9 в сборе с соединяющими их между собой арматурными стержнями 12, как это показано на фиг.2, должен изготавливаться в цехе, где применение шаблонов и сборочных стендов позволит обеспечить максимальную производительность труда, а использование существующей измерительной техники гарантирует более высокую точность изготовления, чем в полевых условиях. Узлы подушек 8, 9 доставляются к месту укладки пути и устанавливаются на подготовленное бетонное основание 1, где их точное положение по высоте и в плане может быть отрегулировано с помощью оптических приборов (теодолита и нивелира). Предлагаемая конструкция на всех этапах подготовки подрельсового основания позволяет использовать современную точную измерительную технику, что является важной предпосылкой к повышению надежности пути. На подушки 8 и 9 укладываются упругие прокладки 13, на них рельсы 2 и 3, снабженные вкладышами 14 из технической резины, что соответствует современным требованиям шумоизоляции трамвайных путей. Далее устраивается монолитное бетонное покрытие 4. А для того, чтобы в процессе износа рельсов 2 и 3 их можно было менять, не разрушая бетона, над ними вместо бетона укладывается мастика 15.
Устройство работает следующим образом. В процессе эксплуатации рельсы трамвайного пути на совмещенном земляном полотне находятся под действием циклических нагрузок от колес, проходящих по ним поездов и автомобилей. В предлагаемой конструкции, заменив связи, фиксирующие ширину колеи пути с путевых тяг на арматурные стрежни 12, мы избавились от необходимости устройства в шейках рельсов 2 и 3 отверстий, каждое из которых является местом концентрации напряжений и источником развития трещин.
О повышении надежности конструкции можно судить по сокращению числа таких источников концентрации напряжений, которые со временем могут стать причиной отказов в работе пути наиболее часто приходится сверлить отверстия под тяги в шейках рельсов на кривых радиусов менее 75 м, где расстояние между тягами должно составлять 1,3 м. На рельсовом звене длиной 12,5 число отверстий в конструкции прототипа достигает девяти, а с учетом отверстий под стыковые болты (по 2 с каждого конца), общее количество отверстий на каждом звене 13. В прилагаемой конструкции их общее количество сведено к четырем. Не трудно убедиться в том, что, отказавшись от путевых тяг, мы уменьшили число отверстий, т.е. число мест возникновения отказов в работе конструкции более чем в 3 раза. Это достаточно высокий показатель повышения надежности конструкции пути.