ПОДРЕЛЬСОВАЯ ОПОРА И ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к конструкции рельсового пути, а точнее касается подрельсовой опоры и верхнего строения рельсового пути и найдет применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе, высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.
Известное верхнее строение рельсового пути включает путевой бетонный слой, расположенный на поверхности основания рельсового пути, и подрельсовые опоры, в том числе, железобетонные шпалы, замоноличенные в бетонном слое (см., например, RU, 2353724, опубл. 27.04.2009 по кл. Е01В 1/00). Сцепление между бетонным слоем и подрельсовыми опорами обеспечивается за счет слоя адгезивных связей, расположенного в зоне контакта нижнего и боковых ребер каждой опоры с бетонным слоем. Именно адгезивные связи обеспечивают закрепление и неподвижность подрельсовых опор в бетонном слое.
Известные используемые подрельсовые опоры имеют ровную и плоскую поверхность всех ребер, в связи с чем слой адгезивных связей на каждом ребре подрельсовой опоры имеет прямолинейный характер.
При таком выполнении верхнего строения рельсового пути в процессе его эксплуатации наблюдают разрушение адгезивных связей в зоне контакта бетонного слоя с подрельсовыми опорами, потерю их неподвижности и последующее разрушение бетонного слоя, находящегося в непосредственной близости от нижнего и боковых ребер каждой опоры, за счет ударных воздействий на бетон приобретших подвижных опор.
Известно, что подрельсовые опоры обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей; при подвижности подрельсовых опор ширина рельсовой колеи искажается. Требуемый при этом ремонт рельсового пути связан с остановкой движения по ремонтируемому участку пути, трудозатратами, затратами на материалы и используемое ремонтное оборудование.
В основе заявляемой полезной модели лежит задача создать подрельсовую опору и выполненное на основе такой подрельсовой опоры улучшенное верхнее строение рельсового пути, которое позволит значительно повысить эксплуатационную надежность пути.
Технический эффект, который может быть достигнут при использовании подрельсовой опоры и предлагаемого верхнего строения рельсового пути, заключается в возможности более надежно зафиксировать подрельсовые опоры в бетонном слое, что обеспечит эксплуатационную надежность рельсового пути.
Эта задача решается за счет того, что создана подрельсовая опора, имеющая нижнее, боковые и верхнее ребра, которая согласно заявляемой полезной модели, имеет на поверхности по меньшей мере боковых ребер множество углублений или множество столбиков.
Согласно заявляемой полезной модели, преимущественно каждое углубление на поверхности ребер имеет глубину от 2 до 6 мм, а каждый столбик на поверхности ребер имеет высоту от 2 до 6 мм, при этом углубления или столбики на поверхности ребер расположены равномерно.
Целесообразно, согласно полезной модели, чтобы на 1 кв.см поверхности ребер имелось одно углубление или один столбик.
Эта задача решается также за счет того, что в конструкции верхнего строения рельсового пути, включающего путевой бетонный слой, расположенный на поверхности основания рельсового пути, неподвижно установленные в бетонном слое подрельсовые опоры, каждая из которых имеет на поверхностях нижнего и боковых ребер в зоне контакта с бетоном слой адгезивных связей, образующих сцепление опоры с бетонным слоем, согласно полезной модели, по меньшей мере на боковых ребрах каждой подрельсовой опоры выполнено множество углублений, при этом слой адгезивных связей, образующий сцепление опоры с бетонным слоем, дополнительно содержит участки, сформированные между поверхностью каждого из множества названных углублений и поверхностью каждой из множества ответных выпуклостей, образованных на поверхности контакта бетонного слоя с каждой из опор.
Согласно заявляемой полезной модели, полезно, чтобы каждое углубление на поверхности подрельсовой опоры имело глубину от 2 до 6 мм.
Согласно заявляемой полезной модели, целесообразно, чтобы углубления на поверхности подрельсовой опоры были расположены равномерно.
Согласно заявляемой полезной модели, полезно, чтобы на 1 кв.см поверхности подрельсовой опоры было выполнено одно углубление.
Эта задача также решается за счет того, что в конструкции верхнего строения рельсового пути, включающего путевой бетонный слой, расположенный на поверхности основания рельсового пути, неподвижно установленные в бетонном слое подрельсовые опоры, каждая из которых имеет на поверхностях нижнего и боковых ребер в зоне контакта с бетоном слой адгезивных связей, образующих сцепление опоры с бетонным слоем, согласно полезной модели, по меньшей мере на боковых ребрах каждой подрельсовой опоры выполнено множество столбиков, при этом слой адгезивных связей, образующий сцепление опоры с бетонным слоем, дополнительно содержит участки, сформированные между поверхностью каждого из множества названных столбиков и поверхностью каждого из множества ответных углублений, образованных на поверхности контакта бетонного слоя с каждой из опор.
Согласно заявляемой полезной модели, целесообразно, чтобы каждый столбик на поверхности подрельсовой опоры имел высоту от 2 до 6 мм.
Согласно заявляемой полезной модели, полезно, чтобы столбики на поверхности подрельсовой опоры были расположены равномерно.
Согласно заявляемой полезной модели, полезно, чтобы на 1 кв.см поверхности подрельсовой опоры имелся один столбик.
Другие цели и преимущества заявляемой полезной модели станут ясны из последующего подробного описания подрельсовой опоры и включающего такие опоры верхнего строения рельсового пути с ссылкой на чертеж, где фиг.1 показывает верхнее строение рельсового пути, согласно полезной модели (поперечный разрез).
Заявляемая конструкция верхнего строения рельсового пути включает путевой бетонный слой 1, расположенный на поверхности основания 2 рельсового пути, и неподвижно установленные в бетонном слое 1 подрельсовые опоры 3, имеющие верхнее, нижнее и боковые ребра.
В качестве подрельсовых опор могут быть железобетонные, полимербетонные или композитные подрельсовые основания, такие как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни.
Каждая из опор 3 имеет на поверхностях нижнего и боковых ребер в зоне контакта с бетоном 1 слой 4 адгезивных связей, образующих сцепление опоры 3 с бетонным слоем 1.
Адгезивные связи обеспечивают сохранность долговечного и прочного сцепления в зоне контакта нижнего и боковых ребер каждой из опор 3 с бетонным слоем 1, то есть обеспечивают неподвижность опор 3 в слое 1.
Как известно, адгезия - это связанное состояние разнородных тел, при котором они удерживаются в межфазном контакте или это межфазная граница контактирующих несовместимых фаз.
Возникновение адгезионных связей между соединяемыми поверхностями происходит во времени и определяется, в том числе, механическим зацеплением. В соответствии с заявляемой полезной моделью, предложено увеличить площадь зацепления подрельсовых опор 3 и контактирующего с ними бетонного слоя 1, то есть увеличить протяженность слоя 4 адгезивных связей, обеспечивающих сцепление подрельсовых опор 3 с бетонным слоем 1. Для этого созданы подрельсовые опоры 3, на боковых и, возможно, на нижних ребрах каждой из которых выполнено множество углублений 5 и/или множество выпуклостей, которые мы называем столбиками (на фиг. не показано), и согласно заявляемой полезной модели, предложено использовать в верхнем строении рельсового пути такие подрельсовые опоры 3.
Благодаря такому конструктивному решению слой 4 адгезивных связей, находящийся на плоских поверхностях нижнего и боковых ребер каждой их множества подрельсовых опор 3 в зоне их контакта с бетоном, дополнительно содержит участки, сформированные между поверхностью каждого из множества названных углублений 5 или поверхностью каждого из множества столбиков на поверхности подрельсовых опор 3 и поверхностью каждой из множества ответных выпуклостей (типа столбиков) 6 или, соответственно, ответных углублений, образованных на поверхности контакта бетонного слоя 1 с каждой из опор 3.
Многократное увеличение протяженности слоя адгезивных связей обеспечивает более прочное, более устойчивое к воздействию механических вибрационных нагрузок соединение подрельсовых опор 3 с бетонным слоем 1, то есть улучшенное верхнее строение рельсового пути, при котором избегают появление разного рода трещин и разрушений бетонного слоя в зоне контакта с опорами 3.
Таким образом, согласно заявляемой полезной модели, по меньшей мере на боковых ребрах каждой подрельсовой опоры 3 выполнено множество углублений 5, преимущественно каждое углубление 5 на поверхности подрельсовой опоры 3 имеет глубину от 2 до 6 мм, при этом целесообразно, чтобы углубления 5 на поверхности подрельсовой опоры 3 были расположены равномерно.
На 1 кв. см поверхности подрельсовой опоры 3 может быть выполнено любое разумное количество углублений различной формы, однако лабораторные испытания показали, что целесообразно одно углубление 5 на 1 кв. см поверхности подрельсовой опоры 3.
В соответствии с другим вариантом выполнения заявляемой полезной модели, по меньшей мере на боковых ребрах каждой подрельсовой опоры 3 выполнено множество столбиков, преимущественно каждый из которых имеет высоту от 2 до 6 мм, при этом целесообразно, чтобы столбики на поверхности подрельсовой опоры 3 были расположены равномерно.
На 1 кв. см поверхности подрельсовой опоры 3 может быть выполнено любое разумное количество столбиков, однако лабораторные испытания показали, что целесообразно один столбик на 1 кв. см поверхности подрельсовой опоры 3.
Мы допускаем, что на названных поверхностях подрельсовой опоры 3 выполнены и столбики и углубления 5.
В соответствии со сказанным, слой 4 адгезивных связей имеет прямолинейные участки, расположенные на ровных участках поверхности ребер опор 3, и криволинейные участки, сформированные и расположенные между поверхностью каждого из множества углублений 5 или каждого из множества столбиков и, соответственно, поверхностью каждой из множества ответных столбиков 6 или каждого из множества ответных углублений, образованных на поверхности контакта бетонного слоя 1 с каждой из опор 3.
Таким образом сцепление опор 3 с бетонным слоем 1 обеспечивается значительно увеличенным по протяженности слоем 4 адгезивных связей и, соответственно, увеличенным числом адгезивных связей, что несомненно способствует повышению прочности сцепления и более надежной фиксации опоры в бетонном слое.
Кроме того, прочности сцепления и более надежной фиксации опор 3 в бетонном слое 1 способствует достигнутое увеличение сопротивляемости поперечному сдвигу зоны контакта бетонного слоя 1 и каждой подрельсовой опоры 3. Поперечный сдвиг в зоне контакта бетонного слоя 1 и подрельсовых опор 3 имеет место при воздействии, в том числе, при механических вибрационных нагрузках на рельсовый путь от подвижного состава. Согласно заявляемой полезной модели, образованные столбики бетона или столбики из материала подрельсовой опоры, работающие при таких воздействиях на срез, дополнительно обеспечивают сопротивляемость поперечному сдвигу зоны контакта бетонного слоя 1 и каждой подрельсовой опоры 3.
Более надежная фиксация подрельсовых опор 3 в бетонном слое 1 обеспечивает повышенную надежность работы верхнего строения рельсового пути и гарантирует сопоставимые сроки службы всего железнодорожного полотна со сроком удержания скреплением проектных параметров без необходимости в его текущем содержании.