ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ РЕЛЬС, НАПРАВЛЯЮЩАЯ РЕЛЬСОВАЯ КОЛЕЯ И СПОСОБ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
RAILWAY RAIL, GUIDE TRACK AND METHOD OF APPLICATION THEREOF (VERSIONS)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к верхнему строению пути, и может быть применено при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, а также аттракционов с использованием элементов железной дороги.
Известна рельсовая колея, содержащая две рельсовые нити, каждая из которых включает рельсы, соединенные друг с другом посредством расположенных по обе стороны от рельсов стыковых накладок (заявка на изобретение RU №2008150822 от 22.12.2008). Однако ее недостатком является некоторое снижение ремонтопригодности рельсовой колеи в части замены рельса в случае появления в нем дефекта, угрожающего безопасности движения и требующего замены в кратчайшие сроки. Указанная рельсовая колея является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения. Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности движения и надежности на железной дороге, увеличении сроков эксплуатации железной дороги, подвижного состава, снижении износа рельса и колесной пары, снижении затрат на текущее содержание пути, в том числе при замене рельса в случае появления в нем дефекта, угрожающего безопасности движения и требующего замены в кратчайшие сроки. Технический результат достигается за счет того, что железнодорожный рельс (далее рельс), служащий для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей посредством выполненных с боковых сторон стыковых накладок, с одной боковой стороны соединен неразъемным соединением с стыковыми накладками (далее накладками) или изготовлен с ними как одно целое, а соединения рельса с накладками с другой боковой стороны выполняют разъемными.
На фиг.1 условно показан рельс, который соединен с накладками неразъемным соединением с одной боковой стороны, вид сверху. Рельс 1 с боковой стороны 2 соединен с накладками 3 и 4 неразъемным соединением (сваркой).
В рельсе, соединенном с накладками жестким неразъемным соединением с одной боковой стороны, в процессе его эксплуатации в два раза меньше трущихся между собой деталей (накладка и шейка рельса), что исключает между ними люфт, способствует их сохранности и уменьшает вероятность возникновения люфта в болтовых соединениях в поперечном направлении и на другой боковой стороне рельса, и, в конечном итоге, повышает безопасность движения по железной дороге.
Способ применения рельса для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей посредством крепящихся к нему с боковых сторон накладок заключается в том, что для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей применяют предлагаемый рельс.
На фиг.2 условно показан рельс, который соединен с накладками неразъемным соединением с разных концов и разных боковых сторон, вид верху.
Рельс 5 на боковой стороне 6 соединен с накладкой 7 неразъемным соединением (сваркой), а на боковой стороне 8 неразъемным соединением (сваркой) соединен с накладкой 9.
Технический результат достигается за счет того, что железнодорожный рельс, служащий для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей посредством выполненных с боковых сторон стыковых накладок, с одного конца с одной боковой стороны соединен со стыковой накладкой неразъемным соединением или изготовлен с ней как одно целое, при этом с другого конца с другой боковой стороны также соединен со стыковой накладкой неразъемным соединением или изготовлен с ней как одно целое, а все остальные соединения рельса с накладками с обеих боковых сторон выполнены разъемными.
Способ применения железнодорожного рельса для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей посредством крепящихся к нему с боковых сторон стыковых накладок заключается в том, что для образования составляющих рельсовую колею рельсовых нитей применяют указанный рельс.
Предлагаются варианты направляющей рельсовой колеи, содержащей рельсовые нити с разными железнодорожными рельсами.
На фиг.3 условно показана рельсовая нить, которая содержит рельсы, с одной боковой стороны соединенные с стыковыми накладками неразъемным соединением, вид сверху.
Рельсовая нить содержит рельс 1, с боковой стороны 2 соединенный с накладками 3 и 4 неразъемным соединением (сваркой), и рельс 10, с боковой стороны 11 соединенный неразъемным соединением (сваркой) с накладками 12 и 13.
Технический результат достигается за счет того, что в направляющей рельсовой колее из двух рельсовых нитей, каждая из которых образована состыкованными с зазором рельсами, соединенными друг с другом посредством выполненных с боковых сторон стыковых накладок, рельсовая нить содержит рельсы, каждый из которых с одной боковой стороны соединен с стыковыми накладками неразъемным соединением или изготовлен с ними как одно целое, при этом соединения рельса с накладками с другой боковой стороны выполнены разъемными.
На фиг.4 условно показана рельсовая нить, которая содержит рельсы, с одной боковой стороны соединенные с стыковыми накладками неразъемным соединением, при этом состыкованные с зазором рельсы выполнены по отношению друг к другу под углом 180° (2π радиан), вид сверху.
Рельсовая нить содержит рельс 1, с боковой стороны 2 соединенный с накладками 3 и 4 неразъемным соединением (сваркой), и состыкованный с зазором 14 рельс 10, выполненный по отношению к рельсу 1 под углом 180° и соединенный с боковой стороны 11 неразъемным соединением (сваркой) с накладками 12 и 13. Рельс 15, состыкованный с зазором 16 с рельсом 10, выполнен по отношению к нему под углом 180°.
Предложенный вариант по сравнению с предыдущим вариантом (фиг.3) является более эффективным в части достижения технического результата, так как содержит в два раза больше неразъемных соединений накладки с рельсом и позволяет производить по направляющей рельсовой колее движение транспортных средств с одинаковым эффектом в разных направлениях, так как рельсы, изготовленные с разным направлением проката, при переходе через тепловой зазор будут чередоваться.
Заявленный технический результат будет наибольшим при использовании в направляющей рельсовой колее двух рельсовых нитей, содержащих состыкованные с зазором рельсы, каждый из которых с одного конца с одной боковой стороны скреплен со стыковой накладкой неразъемным соединением или изготовлен с ней как одно целое, при этом с другого конца с другой боковой стороны он соединен с стыковой накладкой также неразъемным соединением или изготовлен с ней как одно целое, а все остальные его соединения с накладками с обеих боковых сторон выполнены разъемными.
На фиг.5 условно показана рельсовая нить, содержащая рельсы, каждый из которых на разных концах и с разных боковых сторон имеет по одной накладке, скрепленной с рельсом неразъемным соединением.
Рельсовая нить содержит рельс 5, соединенный с боковой стороны 6 со стороны зазора 17 неразъемным соединением (сваркой) с накладкой 7, а с боковой стороны 8 скрепленный со стороны зазора 18 неразъемным соединением с накладкой 9, и состыкованный через зазор 18 с рельсом 19, который с боковой стороны 20 соединен неразъемным соединением (сваркой) с накладкой 21, а с боковой стороны 22 скреплен неразъемным соединением (сваркой) с накладкой 23. Через зазор 24 рельс 19 состыкован с рельсом 25. Работает рельсовая нить следующим образом.
При сезонных и суточных увеличениях температуры накладка 7, скрепленная сварным соединением с рельсом 5, перемещается вместе с ним в сторону зазора 17. Аналогичным образом накладка 9, скрепленная сварным соединением с тем же рельсом 5, перемещается вместе с ним в сторону зазора 18, а накладка 21, скрепленная сварным соединением с рельсом 19, перемещается вместе с рельсом 19 в сторону зазора 18. При этом рельс 19, скрепленный сварным соединением с накладкой 23, вместе с ней перемещается в сторону зазора 24 навстречу рельсу 25. При сезонных и суточных уменьшениях температуры длина рельсов уменьшается, и они перемещаются вместе с жестко скрепленными с ними неподвижными (неразъемными) соединениями накладками в противоположную (от зазора) сторону. Перемещение рельсов как в ту, так и в другую сторону при изменении температуры окружающего воздуха происходит за счет их подвижных (разъемных) соединений с накладками.
Приведенным выше исполнениям рельсовой нити, предусматривающим неразъемное соединение рельсов с накладками, присуще более жесткое крепление рельсового стыка, которое является более прочным и надежным, исключает разбалтывание болтовых соединений в процессе движения транспортных средств по железной дороге. В вариантах рельсовой нити, показанных на фиг.3, фиг.4 и фиг.5, в месте рельсового стыка в несколько раз меньше подвижных соединений, что способствует более длительному сроку службы верхнего строения пути, увеличивает безопасность движения по железной дороге. При этом усиливается сопротивление рельсов крутящим моментам, во время движения транспортных средств действующим в поперечном направлении, особенно на криволинейных участках пути.
При прохождении по рельсовой колее транспортных средств ударные нагрузки при переходе через зазор приходятся на принимающие рельсы, которые скреплены с накладками неразъемными соединениями. При этом в указанных неразъемных соединениях отсутствуют как вертикальные, так и горизонтальные составляющие люфтов, свойственные болтовым соединениям, в результате чего уменьшается износ накладок и рельсов, влияющих на величину зазора, повышается безопасность движения, надежность железной дороги.
Для повышения прочностных характеристик, надежности неразъемное (сварное) соединение выполняют совместно с болтовым соединением.
Способ эксплуатации рельсовой колеи, включающий движение по ней транспортных средств, заключается в том, что движение транспортных средств осуществляют по любой из предложенных выше рельсовых колей.
Предложенные технические решения рельсовых нитей с неразъемными соединениями рельсов с накладками повышают прочность и устойчивость пути - основу надежности и безопасности на железной дороге, могут найти применение при укладке бесстыкового пути.
Решается задача по снижению износа рельса и колесной пары ударами стыков, так как рельсовый стык содержит в сочленении два неподвижных элемента, что повышает жесткость рельсовой нити в вертикальной и горизонтальной плоскостях, снижает амплитуду колебаний рельсов в стыке при накатывании колеса.
При этом снижается неровность рельсовой нити в плане (как рихтовочной, так и перешивочной), что уменьшает вероятность вкатывания гребня колеса на рельс и угол удара колеса о головку рельса, повышает устойчивость подвижного состава против схода.
Предложенные технические решения из уровня техники неизвестны, промышленно применимы, для среднего специалиста явными не являются.