Устройство распределения балласта под шпалы

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначена для равномерного распределения балласта под шпалы при текущем содержании пути, в основном для устранения просадок в стыках и может использоваться при ремонтах и строительстве пути. Отклонения рельсовых нитей по уровню от номинальных значений, в частности просадки рельсовой нити появляются из-за неодинакового уплотнения балласта под шпалами из-за потери дренирующих свойств с образованием так называемых «выплесков».
В процессе текущего содержания пути без снятия рельсошпальной решетки устранение отклонений от нормативных значений рельсовой колеи по уровню осуществляется по известной технологии (Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути, утв. Распоряжением ОАО РЖД от 14.11.2016 г. №2288 р.): загрязненный балластный слой в местах просадок, перекосов и иных отклонений рельсовой нити по уровню частично удаляется, под шпалу подсыпается свежий балласт и принудительно подбивается под шпалу. Недостатком этого способа является низкая оперативность проведения работ, требующая предоставления перерывов в движении («окон»); высокая трудоемкость работ, неравномерность распределения балласта под шпалой. Другим известным способом является подсыпка мерных порций балласта под шпалу равномерным слоем, так называемый «суфляж» (Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное издательство. Н.Н. Васильев, О.В. Исаакян; Н.О. Рогинский, Я.Б. Смолянский, В.А. Сокович, Т.С. Хачатуров. 1941). Для реализации этого способа используются специальные устройства, так называемые суфляжные лопаты. Известны конструкции множества суфляжных лопат (см. например (SU) 67414 А1, заявка от 11.07.1945 г. №5068 (339273) или (SU) 124920 заявка 625673 от 20.04.1959). Их недостатком является низкая производительность укладки балласта под шпалу, что снижает оперативность устранения дефектов рельсовой нити по уровню и потребность в специальной квалификации монтеров пути, применяющих суфляжную лопату. Не менее трудоемко применение приспособления для вдувания балласта под приподнятую шпалу (см. например, А.С. 39161, опубликовано 31.10.1934 г.).
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности укладки балласта под шпалу, упрощение конструкции устройства и его равномерное распределение без специальной квалификации монтеров пути и повышение оперативности устранения дефектов рельсовой нити по уровню.
Технический результат достигается тем, что устройство выполнено в виде оболочки, с по меньшей мере одним входным отверстием, через которое принудительно загружается балласт и множеством выходных отверстий, через которые он под внешним давлением выгружается. Оболочка укладывается под шпалу и от давления проходящего по железнодорожному пути подвижного состава выгружается и распределяется в балластном слое железнодорожного пути естественным образом и самоуплотняется. При этом размеры выходных отверстий должны быть не меньше, чем минимальная фракция загружаемого в оболочку балласта. Фракцию считаем по нижней (минимальный) и верхней (максимальный) планке допустимых размеров зерна. На железных дорогах в качестве балласта в основном используется щебень фракции 25-60 мм. В этом случае отверстия в оболочке должны быть больше 25 мм. При этом размеры отверстий следует выполнить разные, от минимальных до максимальных размеров зерна с допуском в сторону увеличения с целью свободного выхода через отверстие зерна балааста. От числа отверстий в оболочке и их размеров зависит скорость и соответственно время выгрузки балласта. То есть возможно регулирование времени выгрузки.
Балласт загружается в оболочку в объеме соответствующему технологическому процессу путевых работ по выравниванию рельсовых нитей, при этом загрузка балласта в оболочку осуществляется не полностью, таким образом, чтобы балласт мог размещаться в оболочке, уложенной на эксплуатируемой балластный слой железнодорожного пути ровным слоем без выпуклостей и бугров. Технология укладки оболочки состоит в подъеме части рельсошпальной решетки в местах выявленных неисправностей по уровню, размещением на подготовленной или, если технологией это не требуется, неподготовленной поверхности балластного слоя железнодорожного пути под поднятой шпалой оболочки наполненной балластом шпалы, после чего подъемные устройства убираются и шпала ложится на оболочку. Прежде чем опустить шпалу на оболочку допускается дозаполнять оболочку балластом равномерно, например потряхиванием оболочки распределяя в ней балласт. Входное отверстие оболочки может содержать штуцер или заглушку, а выпускные отверстия клапаны, настроенные на заданное давление. Объем заполнения оболочки балластом определяется выявленными размерами длинных и коротких неровностей рельсовой колеи по уровню, в том числе величиной просадки в стыках, а время, за которое оболочка под внешним давлением освобождается от балласта количеством и размерами выпускных отверстий в оболочке. Размеры оболочки должны быть больше, чем объем балласта потребного по технологии работ для того, чтобы можно было распределить балласт в оболочке равномерно в горизонтальной плоскости. Оболочка может быть выполнена с разными числом отверстий и разными размерами в сторону увеличения от минимального размера фракции укладываемого балласта, предпочтительно до максимального размера позволяющему зерну максимального размера свободно проходить через отверстие. Для каждого технологического процесса можно подбирать разные оболочки или предусмотреть возможность закрывать часть отверстий в зависимости от требований технологического процесса, например используя клапаны. Оболочка изготавливается из мягкого износостойкого материала переменной геометрической формы, например в виде перфорированного мешка с завязками или в виде сетки, например металлической с разными размерами ячеек. Оболочки в зависимости от технологического процесса и вида выявленных отклонений рельсовой нити по уровню должны быть выполнены разных размеров, для укладывания или под одну рельсовую нить, или одновременно под обе. Целесообразно при выборе размера оболочек ориентироваться на размер шпалы, в частности длина оболочки не больше длины шпалы, а ширина не меньше ширины постели шпалы. Оболочку размером, соответствующим размерам шпалы в загруженном состоянии укладывать вручную трудоемко, поэтому предлагаемые размеры рекомендуемые и допускается оболочку изготавливать любого размера, соответствующего требованиям технологического процесса ремонтных работ. Для повышения эффективности равномерного распределения балласта под шпалой оболочку следует заполнять не в полном объеме, то есть выбирать размеры оболочки больше, чем потребный объем балласта таким образом, чтобы балласт в уложенной на балластный слой оболочки лежал ровным слоем без горба.
В основе применения устройства лежит известное явление возвратно-поступательного движения шпалы под воздействием поездной нагрузки. При обнаружении просадки рельсовой нити или ее отклонения от уровня, вызывающую длинную или короткую неровности измеряют это отклонение с помощью приборов или оценивают визуально, засыпают в оболочку балласт в объеме потребном для устранения выявленной неровности. В зависимости от вида и длины неровности оболочку укладывают под одну или несколько шпал. Шпалу приподнимают домкратами или иным подъемным устройством на высоту, позволяющую уложить оболочку под шпалу причем в целом под шпалу по всей ее длине, или части шпалы, под одну из рельсовых нитей, и шпалу опускают на оболочку. Под воздействием подвижного состава шпала, совершая возвратно поступательные движения, выдавливает балласт из оболочки, который перетекают в пустые, вызывающие дефект пути, зоны между шпалой и уложенным в путь балластом и самопроизвольно уплотняются. Свободные зоны могут создаваться искусственно посредством вырезки загрязненного балласта. Оболочка после ее опорожнения удаляется в процессе плановых ремонтных работ.
Таким образом, устройство простое в изготовлении и эксплуатации, не требует квалификации для выполнения операции по равномерному размещению балласта под шпалой для выравнивания рельсовой нити, повышает производительность путевых работ, оперативность устранения дефектов рельсовой нити по уровню.