Настил для рельсового пути

Область техники
Полезная модель относится к транспортному строительству, а именно к настилу, который может быть использован для перекрытия железнодорожного пути в месте пешеходного перехода или автомобильного переезда.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие конструкции настилов для рельсового пути железнодорожного перехода.
Известен настил для рельсового пути, используемый в качестве пешеходного перехода, состоящий из внутренних и наружных плит, соединенных между собой металлическими пластинами, и внутренних и наружных лаг каркаса, так же соединенных между собой металлическими пластинами (RU 179284 U1, Е01С 9/04, дата публикации 07.05.2018).
Недостатками такого настила является наличие большого количества составных элементов конструкции и соединений между ними, что обуславливает сложность изготовления конструкции.
Известен настил для рельсового пути, состоящий из внутренних плит, размещенных на траверсах и соединенных между собой резиновым уплотнением, и наружных плит. Наружные плиты зафиксированы зажимными пластинами, одна часть которых соединена с подошвой рельса, а другая часть присоединена к нижней стороне наружной плиты посредством винтового соединения (FR 2871818 A1, Е01С 9/04, дата публикации 23.12.2005).
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции и трудоемкость при ее сборке.
Известен настил для рельсового пути, содержащий внутренние и наружные плиты. На боковых гранях внутренних плит выполнены пазы, в которые установлены металлические профили с отверстиями, в них размещены шпильки, стягивающие между собой плиты. На торцевых гранях наружных плит выполнены пазы, в которые установлены профили с отверстиями, в них размещены стягивающие шпильки. Плиты выполнены из резиновой смеси с волокнистым наполнителем. Данный настил выбран в качестве наиболее близкого аналога к заявленной полезной модели (RU 176621 U1, Е01С 9/04, дата публикации 24.01.2018).
Недостатками такого соединения элементов настила является отсутствие конструктивного единства всех элементов настила, что приводит к смещению плит в процессе эксплуатации настила. Такой настил характеризуется низким сроком службы и низкой устойчивостью к ударным нагрузкам, передаваемым от рельсов при передвижении по ним железнодорожного состава.
Технической проблемой заявленной полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания настила для рельсового пути, обеспечивающего повышение эксплуатационной надежности при сохранении простоты его сборки.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности и долговечности настила.
Технический результат достигается за счет выполнения настила для рельсового пути, содержащего внутренние плиты, установленные внутри рельсовой колеи, наружные плиты, установленные с наружной стороны рельсовой колеи вплотную к рельсу, балку крепления плит, установленную в шпальный ящик, и присоединенную к внутренним и наружным плитам элементами крепления, и отбойник, расположенный в шпальном ящике с примыканием к внешним торцам внутренних плит и соединенный с ними посредством стяжек, причем как внутренние, так и наружные плиты соединены между собой стяжками.
За счет соединения плит друг с другом стяжками обеспечивается прочность, стабильность и долговечность конструкции.
За счет наличия балки для крепления ее одновременно к внутренним и наружным плитам обеспечивается конструктивное единство элементов настила друг с другом, что предотвращает смещение плит при эксплуатации настила и повышает надежность и долговечность настила.
За счет наличия отбойника, присоединенного к внутренним плитам, обеспечивается возможность защиты настила от механических повреждений при воздействии на него свисающих или падающих предметов проходящего железнодорожного состава, что повышает надежность и долговечность настила.
Таким образом, заявленная конструкция настила обеспечивает надежную взаимосвязь и фиксацию всех элементов конструкции настила друг с другом, за счет чего исключается смещение элементов в продольном и поперечном направлениях при воздействии ударных нагрузок в процессе эксплуатации настила, что улучшает эксплуатационные качества, повышает надежность и увеличивает срок службы (долговечность) настила.
В частных случаях реализации заявленной полезной модели настил может быть выполнен следующим образом.
Внутренние и наружные плиты настила предпочтительно могут быть установлены таким образом, что их торцевые стороны расположены соосно продольной оси шпал и боковые стороны с желобом расположены соосно продольной оси рельсов и оси железнодорожного пути.
Внутренние и наружные плиты могут быть выполнены из полимерного материала.
Края боковых сторон внутренних плит (т.е. края, прилегающие к рельсу), предпочтительно могут быть выполнены с желобом для прохождения гребня колеса железнодорожного состава.
Балка может быть выполнена в виде металлического швеллера. Балка крепления плит может быть присоединена, например, к одной внутренней и двум наружным плитам одновременно с использованием электроизолирующей прокладки. При этом каждая плита может быть выполнена с вертикальным отверстием, а балка может содержать отверстие, в котором размещена направляющая втулка с резьбовым глухим отверстием, например, с трапецеидальной резьбой, для расположения в вертикальном отверстии плиты и присоединения к плите посредством элемента крепления, например, болта с трапецеидальной резьбой с шайбой. Втулка при этом приварена к балке.
Отбойник может быть выполнен из полимерного материала. Отбойник может быть выполнен в виде криволинейного бруса ступенчатой формы, нижняя часть которого является более широкой, чем верхняя, что улучшает его аэродинамические свойства и повышает надежность и долговечность конструкции настила.
Краткое описание чертежей
Частный случай выполнения заявленной полезной модели поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - конструкция настила вид сверху,
Фиг. 2 - конструкция настила вид сбоку,
Фиг. 3 - продольный разрез А-А конструкции,
Фиг. 4 - поперечный разрез В-В конструкции,
Фиг. 5 - схема соединения внутренних плит друг с другом,
Фиг. 6 - схема крепления балки к наружной или внутренней плите,
Фиг. 7 - схема соединения отбойника с внутренней плитой.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1 - внутренняя плита,
2 - наружная плита,
3 - балка крепления плит,
4 - отбойник,
5 - длинная стяжка,
6 - короткая стяжка,
7 - втулка стяжки,
8 - упор стяжек плит,
9 - желоб на краях внутренних плит,
10 - направляющая втулка балки крепления плит,
11 - прокладка изолирующая,
12 - болт крепления плит,
13 - шайба,
14 - пробка,
15 - стяжка отбойника,
16 - фланец стяжки отбойника,
17 - ступенька фланца стяжки отбойника,
18 - упор отбойника,
19 - заглушка отбойника,
20 - фиксатор.
Настил для рельсового пути содержит внутренние плиты 1, установленные выше головок рельсов, наружные плиты 2, установленные на одном уровне с верхом головок рельсов, а также балку 3 крепления плит, установленную в шпальном ящике под внутренними 1 и наружными 2 плитами и присоединенную к внутренним и наружным плитам элементами крепления, и отбойник 4, присоединенный к внешним свободным торцевым сторонам внутренних плит настила 1. Торцевые стороны внутренних 1 и наружных 2 плит расположены соосно продольной оси шпал, боковые стороны внутренних 1 и наружных 2 плит расположены соосно продольной оси рельсов (фиг. 1, 2).
Внутренние плиты 1 стянуты между собой длинными и короткими стяжками 5 и 6, втулками 7 с фланцами.
Стяжки соединены между собой посредством ввинчивания резьбового конца одной стяжки в резьбовое отверстие другой стяжки или втулки 7 и расположены в отверстиях упоров 8, выполненных в виде трубы квадратного сечения (фиг. 3, 5). Упор 8 в месте соединения стяжек содержит дополнительное отверстие, а фланец стяжки или втулки 7 дополнительно содержит ступеньку для фиксации положения стяжки в отверстии упора 8 (фиг. 3, 5, 7).
Соединение фланца стяжки или втулки с упором 8 дополнительно может содержать фиксатор 20 для предотвращения раскручивания стяжек (фиг. 5, 7).
Край внутренних плит 1, прилегающий к рельсам, выполнен с желобом 9 для прохождения гребня колеса железнодорожного состава (фиг. 4).
Наружные плиты так же соединены дуг с другом длинными и короткими стяжками.
Все стяжки размещены в отверстиях, ориентированных вдоль рельсов. Длинная стяжка 5 проходит через продольные отверстия в двух плитах, а короткая 6 - через продольное отверстие в одной плите. Выбор вида и количества стяжек для наружных и внутренних плит зависит от необходимой ширины перекрытия пути.
Балка 3 крепления плит представляет собой швеллер с длиной, равной длине шпалы. К балке 3 приварены направляющие втулки 10 с глухими резьбовыми отверстиями. На балке 3 дополнительно установлена резиновая электроизолирующая прокладка 11 с отверстием, через которое проходит направляющая втулка 10. Втулка направляющая 10 входит снизу в отверстие плиты, через которое плита и балка 3 соединены болтом 12 с шайбой 13, вставленным в поперечное отверстие плиты. С верхней стороны плиты отверстие под болты закрыто пробкой 14. При этом на нижней поверхности плиты выполнен ответный паз для прилегания плиты к балке 3 с изолирующей прокладкой 11 (фиг. 1, 4, 6).
Отбойник 4 выполнен в виде криволинейного бруса ступенчатой формы, нижняя часть которого повторяет контур шпального ящика, а верхняя часть с одной стороны повторяет торцевую поверхность внутренних плит, к которым она присоединена, а с другой стороны повторяет контуры шпалы, рядом с которой она расположена. Нижняя часть отбойника является более широкой, чем верхняя для улучшения аэродинамических свойств и, таким образом, торцевая сторона отбойника 4, примыкающая к внешней торцевой стороне внутренней плиты 1 настила, присоединена к ней при помощи стяжек отбойника 15, ввинчиваемых в резьбовые отверстия стяжек 5 внутренних плит. Каждая стяжка 15 отбойника выполнена с фланцем 16, содержащим ступеньку 17. На торцевой стороне внутренней плиты 1, которая прилегает к отбойнику 4, выполнено прямоугольное отверстие, в котором расположен упор 8 стяжки. Упор 8 стяжки содержит отверстие, через которое пропущена стяжка 5, причем ступенька фланца стяжки 5 размешена в отверстии упора 8. Упор 8 содержит отверстие, в котором установлен фиксатор 20, предотвращающий раскручивание стяжек 15 и 5. Противоположный конец фиксатора 20 расположен в пазу на фланце стяжки 5.
Таким же образом ступенька 17 фланца 16 стяжки 15 размешена в отверстии упора 18, а упор 18 содержит отверстие, в котором установлен фиксатор 20, предотвращающий раскручивание стяжек 15 и 5. Противоположный конец фиксатора 20 расположен в пазу на фланце 16 стяжки 15. Отбойник 4 содержит ниши, через которые установлены стяжки 15. Ниши закрыты заглушками 19. Отбойник 4 содержит ниши, через которые установлены стяжки 15. Ниши закрыты заглушками 19 (фиг. 1, 2, 3, 5, 7).
Осуществление полезной модели
Конструкция настила может содержать несколько внутренних плит, расположенных по длине или по ширине междурельсового пространства, и несколько наружных плит, в зависимости от его требуемого конечного размера. Ниже рассмотрим частный случай изготовления и сборки настила, состоящего из трех внутренних плит и шести наружных плит (по три плиты с каждой стороны рельсового пути).
С торцевой стороны каждой внутренней 1 и наружной 2 плиты выполняют сквозное продольное отверстие для размещения в нем стяжки и выполняют пазы формовым способом для размещения в них упоров 8. В каждой плите выполняют сквозные вертикальное отверстие для соединения с балкой 3. С нижней стороны каждой плиты выполняют пазы для установки изолирующей прокладки 11 балки 3 крепления плит.
В качестве упора 8 стяжек используют стальную трубу квадратного сечения.
К металлическому швеллеру, используемому в качестве балки крепления плит 3, приваривают втулки направляющие 10 с резьбовыми глухими отверстиями.
В отбойнике 4 выполняют продольное сквозное отверстие для стяжки 15, паз для упора 18 и нишу для заглушки 19.
В качестве упора 18 отбойника 4 используют стальной швеллер.
В упоре 8 и упоре 18 выполняют отверстие для стяжки 15, отверстие для ступеньки 17 фланца 16 стяжки 15 и отверстие для установки фиксатора 20, предотвращающего раскручивание стяжек.
Стержень каждой стяжки 5, 6, 15 и фланец со ступенькой, предназначенной для размещения ее в отверстии упора, изготавливают отдельно, затем фланец устанавливают на стержень каждой стяжки 5, 6, 15 и приваривают к нему. На фланце каждой стяжки фрезерованием выполняют паз для размещения в нем фиксатора.
Перед укладкой настила на железнодорожный путь в пределах пешеходного перехода предварительно освобождают шпальные ящики от балласта на глубину, необходимую для укладки в них балок крепления плит 3 и отбойников 4.
Монтаж настила включает в себя следующие действия:
1. Укладка балок 3 крепления плит;
2. Монтаж внутренних плит 1 настила,
3. Монтаж наружных плит 2 настила,
4. Монтаж отбойников 4.
1. Укладку трех балок 3 крепления плит 1 и 2 осуществляют в следующей последовательности.
Устанавливают на каждую балку 3 прокладку изолирующую 11 отверстиями на направляющие втулки 10. Затем укладывают каждую балку 3 в отдельный шпальный ящик, расположив балки 3 перпендикулярно продольной оси рельсового пути, параллельно продольной оси шпал и заподлицо с торцами шпал.
2. Монтаж внутренних плит 1 осуществляют следующим образом. Монтаж начинают с первой внутренней плиты 1.
Располагают торцевые стороны первой внутренней плиты 1 настила соосно продольной оси шпал и боковые стороны соосно продольной оси рельсов. Заводят край боковой стороны внутренней плиты 1 под головку одного рельса, после чего край противоположной боковой стороны опускают на противоположный рельс и заправляют под головку другого рельса, установив внутреннюю плиту 1 враспор между рельсами. Сверху в вертикальные отверстия внутренней плиты 1 устанавливают болты 12 с шайбами 13 для соединения плиты 1 с балкой 3. Приподнимают балку 3, вставляют направляющие втулки 10 балки 3 снизу в отверстия во внутренней плите 1, таким образом, чтобы прокладка изолирующая 11 балки 3 вошла в паз, расположенный на нижней поверхности внутренней плиты 1. Ввинчивают болты 12 в резьбовые отверстия втулок 10 до момента прилегания балки 3 к плите 1 без полной затяжки. Затем устанавливают в паз первой плиты 1, расположенный на торцевой стороне, обращенной внутрь настила, внутренний упор 8 до совпадения отверстий в упоре 8 и в торцевой стороне плиты 1.
Устанавливают вторую внутреннюю плиту аналогично первой плите. Придвигают вторую плиту вплотную к торцевой стороне первой плиты таким образом, чтобы упор внутренний 8, установленный в первой плите, вошел в паз на торцевой стороне второй плиты. Прикрепляют вторую плиту ко второй балке 3 крепления плит аналогично.
После установки двух смежных внутренних плит производят установку стяжки длинной 5, для чего сначала устанавливают упоры внутренние 8 в паз в свободном торце первой уложенной внутренней плиты и в паз в свободном торце второй установленной внутренней плиты.
Протягивают длинную стяжку 5 через отверстия во внутренних упорах 8 и двух внутренних плитах таким образом, чтобы фланец стяжки 5 располагался со стороны внешнего свободного торца первой установленной внутренней плиты 1. Ступенька фланца должна входить в отверстие в упоре 8. Совмещают паз фланца стяжки 5 с отверстием в упоре и устанавливают фиксатор 20 в отверстие упора 8, уложив его внутрь паза фланца стяжки 5. С другой стороны на резьбовой конец стяжки 5 навинчивают втулку 7 стяжки таким образом, чтобы ступенька фланца втулки 7 аналогично вошла в отверстие упора внутреннего 8. Затягивают втулку 7 до упора с усилием. Совмещают с натягом отверстие в упоре 8 и с пазом фланца втулки 7, устанавливают фиксатор 20 и помещают его внутрь паза фланца втулки 7. Устанавливают аналогично вторую стяжку длинную внутренних плит.
Третью внутреннюю плиту устанавливают аналогично второй внутренней плите, но используя короткую стяжку 6. Устанавливают короткую стяжку 6 через отверстия в упоре внутреннем 8 и продольное отверстие в третьей плите. Ввинчивают стяжку короткую 6 во втулку 7 стяжки длинной 5 и затягивают до упора с усилием. С натягом совмещают отверстие в упоре 8 и паз фланца стяжки, и устанавливают фиксатор.
Фиксаторы 20 устанавливают на всех фланцах для предотвращения раскручивания стяжек.
3. Монтаж наружных плит 2 настила осуществляют следующим образом.
Монтаж начинают с крайних плит. Торцы наружной плиты 2 позиционируют посередине шпалы вдоль ее продольной оси и устанавливают плиту вплотную к рельсу. Заводят фасонную сторону наружной плиты 2 под головку рельса. Устанавливают наружную плиту 2 с размещением в ее вертикальном отверстии направляющей втулки балки 3 и опускают на шпалу, таким образом, чтобы прокладка изолирующая 11 балки 3 вошла в паз, расположенный на нижней поверхности наружной плиты 2. Сверху в вертикальные отверстия плиты 2 вставляют болты крепления плит 12 с шайбами 13. Ввинчивают болты 12 в резьбовые отверстия втулок 7. Завинчивают болты 12 до момента прилегания балки 3 к плите 2 без полной затяжки.
Перед установкой второй наружной плиты устанавливают в паз первой плиты, расположенный на внутреннем торце, упор наружный. Устанавливают вторую наружную плиту аналогично установке первой плиты. После установки двух смежных наружных плит производят установку стяжки.
Устанавливают упоры наружные в паз первой уложенной плиты, расположенный на внешнем торце, и в паз второй установленной плиты, расположенный на внутреннем торце.
Протягивают стяжку длинную через отверстия в упорах и плитах, таким образом, чтобы фланец стяжки располагался со стороны внешнего свободного торца первой установленной плиты наружной. Ступенька фланца стяжки должна входить в отверстие в упоре. Совмещают паз фланца стяжки с отверстием в упоре и устанавливают фиксатор, уложив его внутрь паза фланца стяжки. На резьбовой конец стяжки навинчивают втулку стяжки таким образом, чтобы ступенька фланца втулки вошла в отверстие упора внутреннего. Завинчивают втулку до упора с усилием. При помощи ключа с натягом совмещают паз фланца втулки с отверстием в упоре, и устанавливают фиксатор, поместив его внутрь паза фланца втулки.
Устанавливают аналогично третью плиту наружную. Упор наружный второй плиты должен войти в паз третьей плиты. Перед установкой стяжки короткой, устанавливают в паз внешней торцевой стороны третьей плиты упор наружный. Устанавливают стяжку короткую через отверстия в упоре наружном и плите. Ввинчивают стяжку короткую во втулку стяжки и затягивают до упора с усилием. С помощью ключа с натягом совмещают отверстие в упоре и паз фланца стяжки, и устанавливают фиксатор, поместив его внутрь паза фланца стяжки.
Устанавливают аналогично плиты наружные с другой стороны пути.
4. Монтаж отбойников.
Отбойник 4 укладывают в шпальный ящик между рельсами с примыканием одного торца к торцу крайней внутренней плиты 1, и расположением другого торца рядом со шпалой. Стяжки 15 отбойника вворачивают в резьбовые отверстия стяжек внутренних плит 5. Устанавливают упор 18 в паз отбойника 4. При этом ступенька 17 фланца 16 стяжки 15 входит в отверстие в упоре 18. Совмещают паз фланца 16 стяжки 15 с отверстием в упоре 18 и устанавливают фиксатор 20, уложив его внутрь паза фланца 16 стяжки 15. Ниши отбойника 4, через которые устанавливали стяжки, закрывают заглушками отбойника 19.
Пример 1
В состав конструкции настила входило 3 балки для крепления плит, 3 внутренних плиты, 6 наружных плит, 2 отбойника. Длина балки составляла 2700 мм.
Плиты изготавливали из резины со следующими габаритами:
- внутренние плиты - 1582×545×250,
- наружные плиты - 541×545×238.
Отбойник изготавливали из резины с габаритами 1352×428×395.
Укладывали настил в однопутные прямые и кривые с радиусом R≥1200 на участки пути с рельсами типа Р65. При расстоянии между осями шпал 545 мм ширина настила в основной зоне пешеходного перехода составляла 1635 мм, длина - 2700 мм.
Таким образом, заявленный настил представляет собой модульную конструкцию, позволяющую производить надежное и долговечное перекрытие пути в месте пешеходного перехода или автомобильного переезда требуемой ширины, что достигается при помощи присоединения к настилу необходимого количества элементов конструкции.