ТВЕРДОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ПОЛОТНО С НЕПРЕРЫВНЫМ ОСНОВАНИЕМ
SOLID RAILWAY BED WITH CONTINUOUS BED

Настоящее изобретение относится к твердому железнодорожному полотну для рельсового подвижного состава главным образом с непрерывным основанием рельсов на бетонной плите. Рельс своей подошвой опирается на упругую прокладку. Далее твердое железнодорожное полотно содержит боковой направляющий элемент для рельса, причем рельс поддерживается в горизонтальном направлении и направляется с помощью направляющего элемента.
Твердое железнодорожное полотно с непрерывным основанием рельсов известно из описания изобретения к документу WO 03/016629 А1. В соответствии с этим описанием под подошвой рельса предусмотрена упругая подкладка, на которую непрерывно опирается рельс. Крепление рельса производится в данном случае непрерывно с помощью заливки желоба затвердевающей массой. Для ускоренного изготовления такого твердого железнодорожного полотна сбоку возле шейки рельса размещают камни для заполнения камеры, которые фиксируются в соответствующих углублениях желоба. Для временного фиксирования рельса и камней для заполнения камеры в желобе в нужном положении предусмотрено юстировочное устройство. В заключение для закрепления рельса промежуточное пространство между камнями для заполнения камеры и стенками желоба заполняют заливочным раствором.
В документе DE 19519745 С2 также описывается верхнее строение пути без щебня с непрерывным упругим основанием рельсов. Крепление рельсов также производится непрерывно с помощью зажатия рельса направляющей балкой в приемном желобе. Между подошвой рельса и направляющей балкой размещены упругие формованные тела. Швы между направляющими балками и стенками желоба заполняют упругой заливочной массой, так что рельсы также и в горизонтальном направлении имеют непрерывное упругое основание. Рельсы почти полностью залиты.
В основу настоящего изобретения положена задача по созданию твердого железнодорожного полотна, которое обеспечивает высокую степень комфортабельности поездки, обладает более благоприятными характеристиками в отношении износа и экономичностью изготовления.
Поставленная задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.
Твердое железнодорожное полотно для рельсового подвижного состава содержит в основном непрерывное основание рельсов на бетонной плите. Рельс своей подошвой опирается на упругую прокладку. Далее твердое железнодорожное полотно содержит боковой направляющий элемент для рельса, причем рельс с помощью направляющего элемента поддерживается в горизонтальном направлении и направляется. Согласно изобретению рельс в отдельных точках крепления скрепляется с бетонной плитой с помощью крепежных элементов. Между рельсом и бетонной плитой предусмотрена только упругая прокладка. Таким образом, рельс без промежуточного размещения распределяющей нагрузку плиты опирается на бетонную плиту только через упругую прокладку. Крепление рельсов только лишь в отдельных точках крепления позволяет осуществлять более экономичное изготовление и крепление рельса. Производить временное крепление рельса не требуется, так как рельс в горизонтальном положении с помощью направляющих элементов может устанавливаться в нужном положении. За счет обеспечения непрерывного основания рельса, несмотря на крепление в отдельных точках и боковое направление, предотвращается нежелательное опрокидывание под воздействием горизонтально действующих сил. Таким образом, с помощью твердого железнодорожного полотна согласно настоящему изобретению можно объединять преимущества, которые существуют при непрерывном основании рельсов, в частности, в отношении распространения шума и износа с простотой изготовления.
Рельс имеет предпочтительно головку рельса, шейку и подошву рельса. Направляющий элемент поддерживает рельс только на его подошве. Соответствующий направляющий элемент можно расположить простым образом в области скрепления рельса.
Далее достигается преимущество и в том случае, если бетонная плита будет снабжена пазом, в который упирается крепежный элемент в рабочем положении. Таким образом, крепежный элемент может опираться непосредственно на бетонную плиту. При этом отпадает необходимость в использовании промежуточных плит из стали или пластмассы, как это обычно имеет место в соответствии с уровнем техники при креплении в отдельных точках опоры. Таким образом, согласно изобретению упрощается конструкция твердого железнодорожного полотна.
Особо предпочтительным является условие, согласно которому бетонная плита будет снабжена еще одним пазом, в который упирается крепежный элемент в положении монтажа. Крепежный элемент, который выполняется, в частности, в виде натяжного зажима, можно, таким образом, монтировать уже на стадии предварительной подготовки. При этом крепление производится, прежде всего, в положении монтажа, чтобы таким образом обеспечить возможность заведения рельса на строительном участке.
Рельс располагается предпочтительно в желобообразном углублении бетонной плиты. Для этого в бетонной плите можно предусмотреть выступы, которые проходят соответственно между двумя заданными местами разделения плиты, так что достигается, по существу, непрерывное основание рельсов.
В дальнейшем варианте осуществления изобретения предусмотрено, чтобы боковой направляющий элемент поддерживал в горизонтальном направлении в отдельных точках рельс на его подошве. Таким образом, направляющие элементы можно простым образом располагать в области крепления рельса и закреплять рельсовым скреплением.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту осуществления изобретения боковой направляющий элемент поддерживает рельс в горизонтальном направлении, главным образом, непрерывно. Особо предпочтительным при этом является, если длина направляющего элемента будет соответствовать, главным образом, расстоянию заданных мест разделения плиты. В результате этого в горизонтальном направлении можно обеспечить, главным образом, в значительной мере непрерывное основание, которая прерывается только в области заданных мест разделения плиты. Крепление можно производить также простым образом и в области рельсового скрепления. В случае излома рельса, благодаря непрерывной боковой опоре, может удобно осуществляться противодействие смещению рельса.
Далее преимущество достигается и в том случае, если по обе стороны рельса будут расположены соответственно по одному направляющему элементу, причем рельс проходит в вертикальном направлении между двумя направляющими элементами. Во время проезда поезда может происходить перемещение рельса в вертикальном направлении без изменения положения рельсового пути.
Направляющий элемент изготавливают предпочтительно из пластмассы, в частности, из армированной стекловолокном пластмассы. Однако, наряду с этим возможно также изготовление направляющего элемента из бетона. Благодаря жесткости этих материалов, может обеспечиваться надежная горизонтальная опора и направление рельсов.
Далее особо предпочтительным является, если направляющий элемент располагается на боковой стенке желоба желобообразного углубления. Направляющий элемент может надежным образом опираться на боковые стенки желоба и, таким образом, точно направлять рельс.
Согласно одному из примеров осуществления изобретения направляющий элемент с помощью крепежных элементов фиксируется в продольном направлении рельса. В результате этого отпадает необходимость в использовании специальных мер по креплению направляющих элементов, так что монтаж твердого железнодорожного полотна осуществляется особо простым способом. Направляющие элементы имеют предпочтительно углубление в области крепления рельса, в которое заходит с геометрическим замыканием крепежный элемент и, соответственно, натяжной, зажим в продольном направлении.
Согласно еще одному усовершенствованному варианту направляющий элемент залит в бетон плиты. В результате этого направляющий элемент надежным образом закрепляется в твердом железнодорожном полотне, причем в результате этого уже отпадает необходимость в производстве трудоемких монтажных работ. Направляющий элемент может при этом иметь выступы, вырезы или углубления, чтобы таким образом при заливке надежным образом соединяться и, соответственно, сцепляться с бетоном плиты.
В следующем усовершенствованном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что упругая прокладка и/или направляющий элемент соединяется с геометрическим замыканием с бетонной плитой. Таким образом, направляющий элемент или также и упругая прокладка могут снабжаться выступами или вырезами, чтобы таким образом обеспечить геометрическое замыкание. Они могут в свою очередь взаимодействовать с выступами, кромками или вырезами бетонной плиты или с расположенными на ней выступами.
В том случае, если направляющий элемент имеет главным образом U-образную конфигурацию, он может охватывать с геометрическим замыканием выступ бетонной плиты и таким образом фиксироваться.
Согласно другому варианту осуществления изобретения преимущество достигается в том случае, если упругая прокладка и/или направляющий элемент входит в зацепление с заданными местами разделения плиты. Также и в этом случае можно обеспечить соединение с геометрическим замыканием направляющего элемента с бетонной плитой.
Наряду с этим достигается преимущество и в том случае, если упругая прокладка и/или направляющий элемент представляют собою формованную деталь. Она может представлять собою литую деталь или армированную стекловолокном пластмассовую деталь, изготовленную в форме. В таком случае можно выгодным образом изготавливать направляющий элемент в большем количестве экземпляров.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения упругая прокладка содержит установочную плиту для регулирования по высоте рельса. Благодаря этому можно простым образом производить регулирование по высоте рельса на месте.
Плиту изготавливают предпочтительно из бетонных монтажных блоков или монолитных бетонных шпал.
Другие преимущества изобретения описываются далее со ссылками на показанные примеры осуществления, на которых:
Фигура 1 - схематическое изображение твердого железнодорожного полотна согласно изобретению с бетонной плитой и главным образом с непрерывным основанием рельсов на бетонной плите.
Фигура 2 - вид в перспективе твердого железнодорожного полотна согласно изобретению.
Фигура 3 - вид в перспективе альтернативного исполнения твердого железнодорожного полотна согласно изобретению.
Фигура 4 - схематическое изображение твердого железнодорожного полотна, а также направляющего элемента, который соединен с геометрическим замыканием с бетонной плитой.
Фигура 5 - схематическое изображение твердого железнодорожного полотна, а также упругой прокладки для твердого железнодорожного полотна, причем упругая прокладка соединена с геометрическим замыканием с бетонной плитой.
Фигура 6 - еще один вариант исполнения упругой прокладки,и, соответственно, направляющего элемента, который соединяется,; с геометрическим замыканием с бетонной плитой и
Фигура 7 - принципиальное изображение направляющего элемента согласно изобретению, который входит в зацепление с заданным местом разделения плиты.
На фигуре 1 показано твердое железнодорожное полотно 1 для рельсового подвижного состава, на котором рельсы 2 уложены, главным образом, непрерывно на бетонной плите 3. Для опоры, а также для крепления рельсов 2 бетонная плита 3 снабжена выступами 4 или подобными возвышениями, на которых расположен рельс 2. В бетонной плите 3 и, соответственно, в выступах 4 для этой цели выполнено желобообразное углубление 5. Выступы 4 и, соответственно желобообразные углубления 5 проходят преимущественно по всей длине бетонной плиты 3, так что образуется по существу непрерывное основание рельсов 2, которое, однако, прерывается в области заданных мест 6 разделения плиты 3.
В данном случае изображен только лишь фрагмент бетонной плиты 3. Для изготовления такого твердого железнодорожного полотна на месте бетонные плиты 3 изготавливают предварительно, укладывают на строительной площадке на земляное полотно и крепко соединяют друг с другом. При этом бетонные плиты 3 с рельсами 2 можно предварительно подготовить с высокой степенью точности, так что на месте уже отпадает необходимость в производстве регулировочных работ на рельсовом пути. Рельсы 2 укладывают при этом в желобообразные углубления 5 с установленными в них упругими прокладками 7 (смотрите фигуру 2), для обеспечения необходимой упругости. При этом для выравнивания в боковом направлении и для направления рельсов 2 предусмотрены направляющие элементы 8, которые поддерживают рельсы 2 в горизонтальном направлении.
Далее согласно изобретению предусмотрено крепление рельса 2 на бетонной плите 3 в отдельных точках 9 крепления с помощью крепежного элемента 12, предпочтительно, натяжного зажима. В результате этого исключается необходимость в осуществлении трудоемкой заливки желобообразного углубления 5 для непрерывного крепления рельсов 2. Тем не менее, в результате обеспечения непрерывного основания рельсов 2 можно исключать недопустимые отклонения головки рельса. Использовать плиту для распределения нагрузки, как это известно, в соответствии с уровнем техники при раздельном креплении, уже не требуется, так что монтаж рельса упрощается.
Как далее очевидно на фигуре 2, рельс 2 опирается через направляющий элемент 8 только лишь своей подошвой 10, так что крепление 9 рельса осуществляется с помощью крепежного элемента 12. В данном примере направляющий элемент 8 в области точки 9 крепления имеет углубление 11, так что крепление рельса может производиться известным образом с помощью натяжных зажимов. Однако опорная поверхность 13 направляющего элемента 8 выполнена по всей длине направляющего элемента 8, так как опора происходит только в области подошвы 10 рельса.
Боковой направляющий элемент 8, как это показано на фигуре 2, выполнен таким образом, что он в горизонтальном направлении непрерывно поддерживает рельс 2. Направляющий элемент 8 при этом имеет по существу такую длину, что она соответствует расстоянию двух заданных мест 6 разделения плиты 3 и, соответственно, примерно ширине выступов 4. В результате такого исполнения направляющего элемента 8 можно, несмотря на расстояние между отдельными точками 9 крепления, обеспечить, по существу, непрерывное боковое направление рельсов 2. При этом по обе стороны рельса 2 расположено соответственно по одному направляющему элементу 8, так что рельс 2 в вертикальном направлении проходит между обоими направляющими элементами 8. Таким образом, при переезде рельсов 2 может обеспечиваться вертикальное перемещение рельса 2, и при этом не происходит изменение положения рельса 2.
Желобообразное углубление 5 в показанном примере выполнено, по существу, в форме прямоугольного паза, причем направляющий элемент 8 расположен на боковой стенке 14 желоба желобообразного углубления; 5. Направляющий элемент 8 может при этом опираться на боковую стенку 14 желоба. Рельс 2 в показанном примере расположен на упругой прокладке 7 между двумя направляющими элементами 8 в желобообразном углублении 5. В результате этого рельс 2 можно точно позиционировать в желобообразном углублении 5 и направлять во время эксплуатации.
Для обеспечения как можно более точного изготовления бетонной плиты 3 с обеспечением прохождения рельса, желобообразное углубление 5 можно подвергать шлифованию, так что его можно изготавливать с очень малыми допусками. При этом паз и, соответственно, желобообразное углубление 5 можно с учетом прохождения трассы подвергать обработке точно по размеру на заводе по изготовлению готовых сборных конструкций. Наряду с этим после монтажа плиты 3 на месте можно также отшлифовать точно по размеру и паз. Исполнение направляющего элемента 8 согласно изобретению позволяет также производить подгонку положения рельса 2 с помощью направляющего элемента 8. Для этого направляющие элементы 8 можно изготавливать, например, разной толщины, чтобы таким образом регулировать положение рельса 2. В результате этого можно производить боковую корректировку рельса 2 с точностью до 8 мм.
Направляющие элементы 8 можно изготавливать в виде формованных деталей, так как в этом случае можно будет осуществлять экономически выгодное серийное изготовление направляющих элементов 8. В особо предпочтительном варианте осуществления направляющих элементов 8 предусматривается изготовление направляющих элементов 8 из армированной стекловолокнами пластмассы. В результате этого направляющие элементы 8 можно изготавливать с достаточной степенью жесткости, чтобы поддерживать надежным образом рельс в горизонтальном направлении. Однако наряду с этим боковые направляющие элементы 8 можно изготавливать также из специального бетона. Также с их помощью можно обеспечить крепкую опору рельса 2 в горизонтальном направлении. Однако допускается также возможность изготовление направляющего элемента 8 из графитного материала.
Следующий вариант исполнения твердого железнодорожного полотна 1 с направляющим элементом 8 изображен в перспективе на фигуре 3. Выступы 4 бетонной плиты 3 в данном случае выполнены несколько более узкими по сравнению с исполнением на фигуре 1, что позволяет осуществлять лучшее дренирование рельса 2 через заданные места 6 разделения. Рельс 2 так же, как и на фигуре 2, опирается в значительной мере непрерывно на подошву, так что и в данном случае отпадает необходимость в использовании плиты для распределения нагрузок. Подошва рельса расположена непосредственно на упругой прокладке 7. В показанном здесь примере упругая прокладка еще дополнительно включает установочную плиту 17, которая позволяет производить выравнивание по высоте рельсов 2. Напротив, в горизонтальном направлении рельс 2 поддерживается в отдельных точках с помощью направляющего элемента 8. Направляющий элемент 8 снабжен для этой цели опорной поверхностью 13 в области крепления 9 рельса. Таким же образом, как и в примере фигуры 2, здесь предусмотрены две опорные поверхности 13 и, соответственно, два направляющие элементы 8, которые поддерживают рельс 2 в горизонтальном направлении и позволяют осуществлять перемещение в вертикальном направлении рельса 2.
Как очевидно далее на фигуре 2, бетонная плита 3 и, соответственно, выступы 4 снабжены пазом 15, в который упирается крепежный элемент 12 в рабочем положении. Конструкция твердого железнодорожного полотна упрощается еще в больше мере за счет непосредственной опоры крепежного элемента на бетонную плиту, так как в данном случае отпадает необходимость в использовании дополнительных стальных или пластмассовых плит. В показанном изображении бетонная плита 3 снабжена еще одним пазом, в который упирается крепежный элемент 12 в положении монтажа. Таким образом, твердое железнодорожное полотно может предварительно монтироваться с помощью крепежных элементов 12 на заводе по производству готовых конструкций. Тем не менее, монтаж рельсов 2 на месте может производиться беспрепятственно. В заключение натяжные зажимы для крепления рельсов 2 необходимо только лишь задвинуть и закрепить в положении эксплуатации. Показанные натяжные зажимы снабжены для этой цели продольным отверстием.
Для обеспечения надежного крепления направляющего элемента 8 на бетонной плите 3 будет целесообразно, если направляющий элемент 8 будет скрепляться с бетонной плитой 3 с геометрическим замыканием. Направляющий элемент 8 может для этой цели, как это показано на фигуре 4, быть выполненным по существу U-образным, так что он будет охватывать выступы 4 плиты 3 и в результате этого закрепляться в продольном направлении рельсов 2.
Однако направляющий элемент 8 может быть выполнен и таким образом, что он будет заходить в зацепление с заданными местами 6 разделения плиты 3 и в результате этого соединяться с ней с геометрическим замыканием (фигура 7).
Целесообразным будет также и вариант осуществления, согласно, которому упругая прокладка 7 будет соединена с бетонной плитой 3 с геометрическим замыканием. Она таким же образом, как и показанный на фигуре 7 направляющий элемент 8, может быть выполнена U-образной и заходить плечами "U" в заданные места 6 разделения плиты.
Благоприятное соединение направляющего элемента 8 и/или упругой прокладки 7 с плитой 3 обеспечивается также в том случае, если их заливают в бетон плиты 3. Таким образом, направляющий элемент 8 и упругая прокладка 7 также могут надежным образом соединяться с плитой 3. Такие исполнения направляющего элемента 8 и, соответственно, упругой прокладки 7 схематически показаны на фигурах 5 и 6. Таким образом, указанные части могут содержать, например, выступы 16, с помощью которых они могут соединяться с геометрическим замыканием с бетонной плитой 3. В таком случае выступы 16 могут заливаться в бетон плиты 3. Выступы 16 могут при этом располагаться соответственно на концах направляющего элемента 8 или прокладки 7 в области заданных мест 6 разделения или также по центру, как это показано на фигуре 6. Само собой разумеется, что, как направляющий элемент 8, так и прокладка 7, могут снабжаться несколькими углублениями и/или выступами 16, которые могут заливаться в бетон плиты 3. Однако вместо заливки можно также предусмотреть, чтобы бетонная плита 3 и, соответственно, выступы 4 также снабжались соответствующими углублениями или выступами, которые будут взаимодействовать с углублениями или выступами 16 упомянутых частей.
Изобретение не ограничивается только показанными примерами исполнения, модификации, и комбинации изобретения в рамках формулы изобретения также подпадают под изобретение.