ПОЛУШПАЛА ДЛЯ УКЛАДКИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

Полезная модель относится к области строительства рельсовых транспортных путей, в частности, рельсовых путей метрополитена, и может быть использована непосредственно при возведении транспортных путей метрополитена, в том числе, на мостах и путепроводах, как на металлических, так и на железобетонных пролетах. Кроме того, решение может найти свое применение при возведении иных рельсовых путей, в частности, железнодорожных рельсовых транспортных путей.
Из уровня техники известно средство, используемое для прокладки рельсовых транспортных путей - шпала.
Шпалы (нидерл. spalk - подпорка) представляют собой опоры для рельсов, чаще всего, выполненные в виде брусьев или железобетонных изделий. Обычно шпалы укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (в метрополитене и трамвае - балластный слой, бетонное основание, безбалластные пути).
Из уровня техники, в том числе, патентных публикаций, хорошо известны такие технические решения: RU 2504611, Е01В 3/28, 20.01.2014 г., RU 2504610, Е01В 3/00, 20.01.2014 г., RU 2434983, Е01В 3/34, 27.11.2011 г., RU 2433218, Е01В 3/34, 10.11.2011 г. и мн. др.
Указанные решения относятся, преимущественно, к области изготовления железобетонных шпал для возведения железнодорожных путей общего назначения, тогда как заявленное решение может найти свое применение в более широкой области, например, также при прокладке линий метрополитена, трамвайных линий и пр.
Как известно, полушпала - также как и шпала - используется в качестве опорного элемента для рельсов. Чаще всего полушпала («полушпалок») выполнена в форме бруса (деревянного или железобетонного) длиной около 0,5 длины обычной (стандартной) шпалы. Полушпалы используются при возведении рельсовых путей, в том числе железнодорожных. Наибольшее распространение в Российской Федерации и странах СНГ (ранее в СССР) получили полушпалки, используемые при возведении рельсовых путей строительных кранов.
Полушпалок (полушпала) не является аналогом шпалы, поскольку имеет существенные отличие от нее (см. Таблицу №1, ниже).
Так, если сравнивать полушпалы железобетонные со стандартными железобетонными шпалами, то, по понятными причинам, расход материала на изготовление первых, по меньшей мере, в два раза меньше, чем при изготовлении вторых.
При этом важным преимуществом полушпалы, по сравнению со стандартной железобетонной шпалой, также является возможность в упрощенном порядке (с наименьшими временными и трудовыми затратами) производить замену и/или ремонт полушпалы (или проводить иные технологические работы) в случае возникновения такой необходимости.
С учетом того, что эксплуатационные осевые нагрузки на путь метро (а также трамвайный путь) ниже, чем нагрузки на железнодорожный путь общего назначения, перспективы массового использования железобетонных полушпал, или аналогичных им изделий, для возведения линий метро (трамвайных линий), представляются обоснованными.
Вместе с тем из уровня техники известно решение, в котором в качестве опорного элемента рельса железнодорожного пути, в частности пути метрополитена, используется опорный комплекс, содержащий полимерный контейнер (т.н. «колодка»), полимерную прокладку и полушпалу (см. WO 02/02872 А1, МПК Е01В 3/14, опубл. 10.01.2002 г) (ближайший аналог).
Анализ данного решения позволяет придти к заключению, что используемый в нем опорный железобетонный блок (полушпала) не подходит для использования в Российской Федерации и странах СНГ, поскольку в его конструкции не предусмотрена возможность крепления к нему кронштейна контактного рельса, обеспечивающего контакт вагона метро с контактной линией электропитания.
Указанные в прототипе опорные блоки (полушпалы) можно использовать, только если кронштейн контактного рельса крепится к другим, сопутствующим, конструкциям пути рельсового транспорта. А это, по понятным причинам, ведет к дополнительным расходам и трудозатратам при возведении рельсовых путей.
Кроме того, технология изготовления и эксплуатации описанных выше опорных блоков исключает технологическую возможность их использования с рельсовыми скреплениями, наиболее часто используемыми в России, например, при возведении линий метро, что снижает сферу возможного применения таких комплексов в России странах СНГ.
Кроме того, широко распространен технологический процесс изготовления аналогичных прототипу полушпалков, при котором опорные элементы, например шпалы, оснащаются элементами рельсовых скреплений непосредственно на заводе при изготовлении опорных элементов. И уже на данной стадии можно планировать тип (вариант элементов рельсового скрепления), которыми они (блоки) будут оснащены и количество необходимых для возведения рельсовых путей опорных элементов.
Как видно из приведенного перечня недостатков возникает необходимость усовершенствования конструкции известного полушпалка (полушпалы) для рельсового транспортного пути с целью его технической (конструктивной) адаптации к условиям эксплуатации в России и странах СНГ.
Задачей заявленного решения является создание новой конструкции полушпалка (полушпалы) для прокладки рельсовых транспортных путей, позволяющей устранить указанные выше недостатки.
Основной технический результат полезной модели заключается в возможности самостоятельного несения полушпалой кронштейна контактного рельса (без крепления кронштейна к сопутствующим конструкциям пути рельсового транспорта). Дополнительный технический результат состоит в том, что в случае замены полушпалы с кронштейном не требуется вмешательство во вторую (противоположную) рельсовую нить.
Еще один дополнительный технический результат состоит в том, что использование полушпал позволяет свободное перемонитрование их на другую сторону пути, или размещение кронштейнонесущих полушпал с обеих сторон пути.
Для решения поставленной задачи предлагается полушпала для укладки рельсового пути в виде опорного железобетонного блока, выполненного в едином корпусе, переменного по длине сечения, состоящего из горизонтальной и наклонной частей, при этом в горизонтальной части размещены элементы фиксирования кронштейна контактного рельса к опорному блоку.
Элементы фиксирования кронштейна контактного рельса представляют собой замоноличенные в полушпалу пустотообразователи.
Элементы фиксирования кронштейна контактного рельса представляют собой замоноличенные в полушпалу дюбеля.
Элементы фиксирования кронштейна контактного рельса представляют собой замоноличенные в полушпалу шпильки.
В наклонной части блока размещены элементы рельсовых скреплений.
Кроме того, длина полушпалы может составлять от 785 мм до 786 мм, ширина имеет переменное значение и может составлять от 190 мм - у основания наклонной части до 220 мм - горизонтальной. Высота шпалы имеет переменное значение и составляет от 150 мм - у основания наклонной части до 174 мм - горизонтальной.
Переменность по длине поперечного сечения и выполнение опорного блока в едином корпусе, по меньшей мере, с двумя частями: наклонной и горизонтальной, объясняется необходимостью подготовки площадок блока для: размещения элементов крепления кронштейна к блоку (горизонтальный участок) и размещения элементов крепления (рельсовых скреплений) на блоке (наклонный участок).
Кроме того выполнение блока переменным по длине сечением способствует наиболее оптимальному (рациональному) распределению рабочих нагрузок на полушпалу в процессе его эксплуатации, а также наиболее оптимальными параметрами затрат на изготовление и транспортировку одного опорного блока (полушпалы).
Оснащение полушпалы элементами фиксирования кронштейна контактного рельса позволяет использовать блок при возведении транспортных рельсовых линий в России и странах СНГ с уже существующей системой подвода электропитания к подвижному составу.
В наклонной части блока могут быть размещены элементы рельсовых скреплений, обеспечивающих скрепление рельса и полушпалы (опорного блока). Выполнение рельсовых скреплений на наклонной части опорного блока обеспечивает возможность укладки более устойчивого рельсового пути.
Предполагается развитие технологии фиксирования кронштейна в направлении обеспечения регулировки положения кронштейна для его «подгонки» под электропроводящую цепь (электропроводящие элементы, в т.ч. контактный рельс), поскольку в процессе эксплуатации контактные поверхности рельса изнашиваются и в электропроводящей цепи образуются разрывы.
Размещение в горизонтальной части полушпалы элементов фиксирования кронштейна контактного рельса обеспечивает фиксирование контактного рельса и, при необходимости, его точную настройку под конкретные условия эксплуатации (проектное, рабочее положение).
В результате проведенных экспериментов, подтверждаемых соответствующими заключениями наилучшая степень соответствия решения достигаемому техническому результату (результатам) реализуется при следующих конкретных геометрических параметрах полушпалы: длина от 785 мм до 786 мм, ширина имеет переменное значение: от 190 мм - у основания наклонной части до 220 мм - горизонтальной, высота - переменное значение от 150 мм - у основания наклонной части до 174 мм - горизонтальной.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами, никоим образом не ограничивающими все возможные варианты ее осуществления.
Фиг. 1 - общий вид опорного комплекса в сборе,
Фиг. 2 - общий вид опорного комплекса в разобранном на элементы состоянии,
Фиг. 3 - общий вид полушпалы опорного комплекса с контактным рельсом (вариант 1),
Фиг. 4 - общий вид полушпалы опорного комплекса с контактным рельсом (вариант 2),
Фиг. 5 - схематичный вид (разрез) полушпалы с замоноличенными в его горизонтальную часть элементами фиксирования кронштейна пустотообразователями,
Фиг. 6 - схематичный вид (разрез) полушпалы (опорного блока) с замоноличенными в его горизонтальную часть элементами фиксирования кронштейна- дюбеля,
Фиг. 7 - схематичный вид (разрез) полушпалы (опорного блока) с замоноличенными в его горизонтальную часть элементами фиксирования кронштейна- шпильки.
Фиг. 8 - Фиг 11 - изображение установленного в путь опорного комплекса, содержащего полушпалу (опорный блок).
На графических материалах имеют место следующие позиции:
1 - полушпала (опорный железобетонный блок) опорного комплекса,
1
1 - горизонтальная часть полушпалы (опорного железобетонного блока),
2
1- наклонная часть полушпалы (опорного железобетонного блока),
2 - прокладка опорного комплекса,
3 - контейнер опорного комплекса,
1
4- элемент фиксирования кронштейна контактного рельса - замоноличенные в полушпалу (опорный блок) пустотообразователи,
2
4 - элемент фиксирования кронштейна контактного рельса - замоноличенные в полушпалу (опорный блок) дюбеля,
3
4 - элемент фиксирования кронштейна контактного рельса - замоноличенные в полушпалу (опорный блок) шпильки,
5 - элементы рельсового скрепления для крепления рельса к полушпале (опорному блоку), например, анкерные элементы рельсового скрепления с вертикально ориентированными элементами,
6 - контактный рельс,
7 - кронштейн контактного рельса.
Как видно, при использовании описанного опорного комплекса возникают следующие преимущества.
A) возможность использования полушпалы (опорного блока) (1) опорного комплекса при возведении и эксплуатации рельсовых транспортных линий, соответствующих условиям их эксплуатации и предполагающих их последующее использование с кронштейном контактного рельса,
Б) снижение затрат на изготовление полушпалы (опорного блока) (1) опорного комплекса,
B) возможность эксплуатации полушпалы (опорного блока) (1) опорного комплекса (установка, удаление, замена и пр.) на закрытых участках метрополитена - станциях и туннелях, а также открытых участках, в частности, метромостах, за счет того, что опорный блок выполняется меньших габаритов (ширина, высота, глубина), чем стандартная шпала метро,
1
3
Г) повышение точности ситуационной настройки контактного рельса за счет оснащения полушпалы (опорного блока) (1) элементами фиксирования (4-4) кронштейна (7) контактного рельса (6) для исключения разрывов в электроцепи и обеспечения подвижного состава электроэнергией,
Д) Армирующий пакет полушпалы (опорного блока) (1) изолирован один от другого, так как это два разных геометрических тела расположенных на значительном расстоянии.
Ниже приводится один из возможных примеров осуществления полезной модели, никоим образом не ограничивающий все возможные варианты ее использования.
Предварительно изготавливаются элементы опорного комплекса: контейнер (3) и прокладка (2), например, из полимерных материалов различной жесткости (контейнер жестче, прокладка - мягче).
На заводе в полушпалу (опорные блоки) (1) замоноличиваются рельсовые скрепления (5) - например, анкерные, которые адаптированы под использование и/или установку рельс различных типоразмеров, в частности Р 43, Р 50, Р 65.
Это обеспечивается варьированием (при изготовлении самой полушпалы -опорного блока (1) расстояния между вертикально ориентированными элементами рельсового скрепления, поскольку используемое в данной полезной модели рельсовое скрепление позволяет это сделать. Но, следует отметить, что такая регулировка (варьирование) осуществляются только на стадии изготовления полушпалы - на заводе.
1
3
Также на заводе в опорные блоки (1) замоноличиваются элементы фиксировании и регулировки (4-4) кронштейна (7) контактного рельса (6) к полушпале (опорному блоку) (1).
С использованием известных методов и средств полушпала (опорный блок) (1), например, для метрополитена, выполняется в форме армированного бруса (позиция 1, см. фиг. 2).
2
1
Полушпала (опорный блок) (1) выполнена переменного по длине поперечного сечения и состоит из выполненных в едином корпусе, по меньшей мере, двух частей: наклонной (1) и горизонтальной (1).
2
В наклонной части (1) размещены элементы рельсового скрепления (5) для крепления рельса (6) к полушпале (опорному блоку) (1).
Элементы рельсового скрепления (5) могут представлять собой анкерные вертикально ориентированные элементы (позиция 5 на фиг. 5 - фиг. 7).
Элементы анкерного рельсового скрепления (5), согласно данному примеру, выполнены с возможностью изменения расстояния между вертикально ориентированными элементами, что осуществляется еще в процессе изготовления полушпалы (опорного блока) (1), т.е. на заводе.
1
3
Элементы фиксирования (4-4) положения кронштейна (7) по данному примеру, например, замоноличенные пустотообразователи (5, см. фиг. 5), но они могут представлять собой замоноличенные в полушпалу (опорный блок) (1) дюбеля (см. фиг. 6) или шпильки (см. фиг. 7).
Наилучшая степень соответствия решения достигаемому техническому результату реализуется при следующих конкретных геометрических параметрах полушпалы: длина от 785 мм до 786 мм, ширина имеет переменное значение: от 190 мм - у основания наклонной части до 220 мм - горизонтальной, высота - переменное значение от 150 мм - у основания наклонной части до 174 мм - горизонтальной.
За счет усовершенствования конструкции полушпалы (опорного блока) (1) достигается возможность ее применения для строительства рельсовых транспортных линий, в том числе, метрополитена, на территории РФ и стран СНГ с учетом особенностей размещения и использования контактного рельса (6), возможности регулировки его положения, а также соблюдения нормативных требований по безопасности (см фиг. 8-фиг. 11).