RU144974U1 - RAILWAY CONTACT NETWORK RACK - Google Patents

Abstract

1. Стойка опоры контактной сети железных дорог, представляющая собой пространственную ферму и содержащая два расположенных на расстоянии напротив друг друга несущих пояса, расположенных параллельно или наклонно друг к другу и каждый из которых выполнен из гнутого металлического листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего центральную полку и отогнутые от ее краев две параллельные друг другу боковые полки, при этом расположенные напротив друг друга боковые полки двух несущих поясов попарно находятся в одной плоскости и связаны между собой горизонтальными планками или наклонными раскосами, которые приварены или прикреплены к ним болтами, причем несущие пояса выполнены с поперечным сечением, уменьшающимся или постоянным по площади в направлении увеличения высоты, отличающаяся тем, что центральная полка каждого несущего пояса выполнена гнутой в срединной части для формирования центрально расположенной продольно ориентированной части, от которой под тупым углом отогнуты две боковые части, для формирования по высоте центральной полки двух продольно ориентированных ребер жесткости, образованных расположенными под углом друг к другу плоскими частями центральной полки в зонах перегиба, при этом боковые полки отогнуты от боковых частей центральной полки, а вершины ребер жесткости центральных полок несущих поясов направлены в противоположные стороны относительно друг друга.2. Стойка по п. 1, отличающаяся тем, что планки или раскосы выполнены из стальной полосы, стального круглого сечения прута, стального уголка или швеллера.3. Стойка по п. 2, отличающаяся тем, что при креплении к несущим пояс�1. The support pole of the railway contact network, which is a spatial truss and containing two opposite each other load-bearing belts located parallel or oblique to each other and each of which is made of bent metal sheet with the formation of an open cross section having a Central shelf and two side flanges parallel to each other, bent from its edges, while the side flanges of two load-bearing belts opposite each other are in pairs in the same plane and interconnected by horizontal slats or inclined braces that are welded or bolted to them, and the bearing belts are made with a cross section decreasing or constant in area in the direction of increasing height, characterized in that the central shelf of each bearing belt is made bent in the middle part for forming a centrally located longitudinally oriented part, from which two side parts are bent at an obtuse angle, for forming two longitudinally of oriented stiffeners formed angled to each other flat portions of the central shelf in areas of inflection, wherein side flanges are bent from the side portions of the central shelf and the tops of ribs central flange bearing zones directed in opposite directions relative to each druga.2. A rack according to claim 1, characterized in that the planks or braces are made of a steel strip, a steel round section of a rod, a steel corner or channel. 3. Stand according to claim 2, characterized in that when fastened to a supporting belt

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности к опорным конструкциям в виде пространственной фермы для контактной сети железных дорог.The utility model relates to construction, in particular to supporting structures in the form of a spatial truss for a contact network of railways.

При электрификации железных дорог в РФ применяются стальные опоры контактной сети, стойки которых конструктивно выполненные из двух наклонных гнутых швеллеров постоянного по высоте сечения, соединенных между собой через некоторое расстояние плоскими планками («Металлические опоры контактной сети и стойки жестких поперечин». Проект 6226И. Рабочие чертежи, см. статью «Металлические стойки жестких поперечин и опор контактной сети», выложенную на сайте «Электропоставка» компании ООО «Электропоставка», RU, в сети Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: http://elektropostavka.ru/metall-stoyki-opor-kontakt-seti/).When electrifying railways in the Russian Federation, steel supports of the contact network are used, the racks of which are structurally made of two inclined bent channels of constant cross-sectional height, connected to each other by flat bars (“Metal supports of the contact network and struts of hard cross members.” Project 6226I. Workers drawings, see the article "Metal racks of rigid crossbars and supports of the contact network", posted on the website "Electrical Delivery" of the LLC "Electric Delivery", RU, on the Internet in the on-line mode Tupa address: http://elektropostavka.ru/metall-stoyki-opor-kontakt-seti/).

Так, например, известна стойка опоры контактной сети железных дорог, представляющая собой пространственную ферму, содержащую два расположенных на расстоянии напротив друг друга швеллера, выполненных каждый из металлического гнутого листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего центральную полку и отогнутые от нее боковые полки и обращенного открытой частью в сторону открытой части такого же напротив расположенного швеллера, при этом боковые смежно расположенные полки швеллеров связаны между собой горизонтальными планками или наклонными раскосами, которые приварены к боковым полкам швеллеров (RU №83272, E04H 12/10, опубл. 27.05.2009).So, for example, the support pole of the contact network of railways is known, which is a spatial truss containing two channels located at a distance opposite each other, each made of a metal bent sheet with the formation of an open cross section having a central shelf and side shelves bent from it and facing open part in the direction of the open part of the same channel located opposite, while the adjacent adjacent shelves of channels are interconnected by horizontal plates kami or inclined struts, which are welded to the side flanges channel bars (RU №83272, E04H 12/10, publ. 27.05.2009).

Изгибающий момент, воспринимаемый в каждом сечение стойки опоры контактной сети, уменьшается по высоте стойки, в связи с чем существует возможность уменьшения несущей способности стойки по высоте. Именно с этой целью швеллера, образующие несущие пояса, выполнены в рассматриваемой конструкции наклонными. При таком конструктивном исполнение опоры контактной сети уменьшение несущей способности стойки по ее высоте достигается за счет сближения швеллеров между собой, что приводит к уменьшению момента инерции стойки. В такой конструкции стойки экономия стали и снижение веса стойки достигается за счет уменьшения по высоте стойки длины планок, соединяющих несущие пояса из швеллеров постоянного сечения.The bending moment perceived in each cross-section of the rack of the support of the contact network decreases in height of the rack, and therefore there is the possibility of reducing the bearing capacity of the rack in height. For this purpose, the channels forming the bearing belts are made inclined in the structure under consideration. With such a design, the support of the contact network reduces the bearing capacity of the rack along its height due to the rapprochement of the channels with each other, which reduces the moment of inertia of the rack. In this design of the rack, steel saving and reducing the weight of the rack are achieved by reducing the length of the rails connecting the load-bearing belts from channels of constant cross section in height of the rack.

Также известна стойка контактной сети железных дорог, в которой уменьшение несущей способности стойки по высоте обеспечивается изменением сечения образующих ее несущих поясов, выполненных в виде швеллеров переменного сечения (RU №101481, E04H 12/10, опубл. 20.01.2011).Also known is a rail contact network rack, in which a decrease in the rack bearing capacity in height is provided by changing the cross-section of the bearing belts forming it, made in the form of channels of variable cross-section (RU No. 101481, E04H 12/10, published on January 20, 2011).

Указанные выше объекты приняты за прототипы.The above objects are taken as prototypes.

Следует отметить, что выбранное в прототипах сечение в виде швеллера не является оптимальным. В случае необходимости повышения несущей способности стоек, выполненных из двух швеллеров, это возможно осуществить либо увеличением расстояния между швеллерами, либо увеличением размеров самих швеллеров. Увеличение расстояния между швеллерами увеличивает длину соединяющих их раскосов или планок, и снижает механические характеристики стойки в аварийных режимах обрыва контактного провода, когда на стойку воздействуют скручивающие нагрузки. Увеличение размера швеллера при сохранение толщины металла, из которого он изготовлен, может привести к портере местной устойчивости его центральной полки. Наиболее оптимальным сечением является сечение, образованное преобразованием центральной полки швеллера в три полки, одна из которых остается центральной, а две другие отогнуты от нее под тупым углом. При таком исполнение несущих поясов достигаются две цели: во-первых, при том же расстояние между несущими поясами мы получаем сечение с большей несущей способностью за счет того, что отодвигаем сечение дальше от его нейтральной оси и тем самым увеличиваем его момент инерции, а во-вторых дополнительные гибы уменьшают свободную длину отдельных элементов сечения и тем самым повышают его местную устойчивость.It should be noted that the selected cross-section in the form of a channel is not optimal. If it is necessary to increase the bearing capacity of racks made of two channels, this can be done either by increasing the distance between the channels, or by increasing the size of the channels themselves. Increasing the distance between the channels increases the length of the braces or strips connecting them, and reduces the mechanical characteristics of the rack in emergency conditions of breakage of the contact wire when torsion loads act on the rack. An increase in the size of the channel while maintaining the thickness of the metal from which it is made can lead to a porter of local stability of its central shelf. The most optimal section is the section formed by converting the center shelf of the channel into three shelves, one of which remains central, and the other two are bent from it at an obtuse angle. With this design of the bearing belts, two goals are achieved: firstly, with the same distance between the bearing belts, we get a section with a greater bearing capacity due to the fact that we move the section further from its neutral axis and thereby increase its moment of inertia, and second, additional bends reduce the free length of individual elements of the section and thereby increase its local stability.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по оптимизации расхода металлопроката за счет выбора рациональной конфигурации поперечного сечения по высоте стойки с точки зрения снижения ее веса применением в конструкции опоры контактной сети железных дорог несущих поясов переменного сечения с повышенной механической прочностью.This utility model is aimed at solving the technical problem of optimizing the consumption of rolled metal by choosing a rational configuration of the cross section along the height of the rack from the point of view of reducing its weight by using load-bearing belts of variable cross section with increased mechanical strength in the construction of the support of the railway contact network.

Достигаемый при этом технический результат заключается в уменьшении расхода стали при изготовлении опоры контактной сети железных дорог при сохранении несущей способности стойки по высоте, либо достижения при тех же весовых характеристиках стойки ее большей механической прочности.The technical result achieved in this case is to reduce the consumption of steel in the manufacture of the support of the contact network of railways while maintaining the bearing capacity of the rack in height, or to achieve its greater mechanical strength with the same weight characteristics of the rack.

Указанный технический результат достигается тем, что в стойке опоры контактной сети железных дорог, представляющей собой пространственную ферму и содержащей два расположенных на расстоянии напротив друг друга несущих пояса, расположенных параллельно или наклонно друг к другу и каждый из которых выполнен из гнутого металлического листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего центральную полку и отогнутые от ее краев две параллельные друг другу боковые полки, при этом расположенные друг на против друга боковые полки двух несущих поясов попарно находятся в одной плоскости и связаны между собой горизонтальными планками или наклонными раскосами, которые приварены или прикреплены к ним болтами, причем несущие пояса выполнены с поперечным сечением, уменьшающимся или постоянным по площади в направлении увеличения высоты, центральная полка каждого несущего пояса выполнена гнутой в срединной части для формирования центрально расположенной продольно ориентированной части, от которой под тупым углом отогнуты две боковые части, для формирования по высоте центральной полки двух продольно ориентированных ребер жесткости, образованных расположенными под углом друг к другу плоскими частями центральной полки в зонах перегиба, при этом боковые полки отогнуты от боковых частей центральной полки, а вершины ребер жесткости центральных полок несущих поясов направлены в противоположные стороны относительно друг друга.The specified technical result is achieved by the fact that in the rack of the support of the contact network of railways, which is a spatial truss and containing two bearing belts located at a distance opposite each other, located parallel or oblique to each other and each of which is made of a bent metal sheet with the formation of an open cross section having a Central shelf and bent from its edges two parallel to each other side shelves, while located on each other side shelves of two the bearing belts are pairwise in the same plane and are interconnected by horizontal slats or inclined braces that are welded or bolted to them, and the bearing belts are made with a cross section that is decreasing or constant in area in the direction of increasing height, the central shelf of each bearing belt is bent in the middle part for the formation of a centrally located longitudinally oriented part, from which two side parts are bent at an obtuse angle, for the formation of price heights tral flanges of the two longitudinally oriented ribs formed angled to each other flat portions of the central shelf in areas of inflection, wherein side flanges are bent from the side portions of the central shelf and the tops of ribs central flange bearing zones directed in opposite directions relative to each other.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Полезная модель поясняется конкретными примерами, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.The utility model is illustrated by specific examples, which, however, are not the only possible ones, but clearly demonstrate the possibility of achieving the above set of features of the required technical result.

На фиг. 1 представлен вид стойки с планками;In FIG. 1 is a view of a rack with trims;

фиг. 2 - представлен вид стойки с раскосами;FIG. 2 - view of the strut with braces;

фиг. 3 - сечение несущего пояса.FIG. 3 - section of the bearing belt.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция стойки опоры контактной сети железных дорог, которая представляет собой пространственную ферму, содержащую два расположенных на расстоянии напротив друг друга несущих пояса 1, расположенных параллельно или наклонно по отношению друг к другу. Каждый несущий пояс выполнен из гнутого металлического листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего одну центральную полку 2 и отогнутые под углом от ее краев две параллельные друг другу боковые полки 3.According to this utility model, a support structure of a support of a contact network of railways is considered, which is a spatial truss containing two load-bearing belts 1 located opposite to each other, located parallel or oblique to each other. Each bearing belt is made of a bent metal sheet with the formation of an open cross section having one central shelf 2 and two side flanges 3 parallel to each other bent at an angle from its edges.

Центральная полка каждого несущего пояса выполнена гнутой в срединной части для формирования центрально расположенной продольно ориентированной части 4, от которой под тупым углом отогнуты две боковые части 5, для формирования по высоте центральной полки двух продольно ориентированных ребер жесткости 6, образованных расположенными под углом друг к другу плоскими частями центральной полки в зонах перегиба. Боковые полки 3 отогнуты от боковых частей 5 центральной полки. А вершины ребер жесткости 6 центральных полок 2 несущих поясов 1 направлены в противоположные стороны относительно друг друга.The central shelf of each bearing belt is made bent in the middle part to form a centrally located longitudinally oriented part 4, from which two side parts 5 are bent at an obtuse angle, to form two longitudinally oriented stiffeners 6, formed at an angle to each other along the height of the central shelf flat parts of the central shelf in the inflection zones. The side flanges 3 are bent from the side parts 5 of the central shelf. And the tops of the ribs 6 of the Central shelves 2 of the bearing belts 1 are directed in opposite directions relative to each other.

При выполнении центральной полки с выпуклым наружу ребром жесткости обеспечивается придание ей повышенной пространственной жесткости и сопротивления изгибу, в том числе и на кручение. При этом при том же расходе стали (допустим сохраняется толщина металлического листа, подвергаемого гибке) несущая способность серьезно повышается. Это позволяет для получения той же несущей способности либо уменьшить толщину металлического листа, либо уменьшить сечение несущего пояса. Формирование ребер жесткости в конструкциях относится к известным приемам, но для длинномерных и тонколистовых объемных конструкций - это единственный путь достижения высоких показателей пространственной жесткости и сопротивления, которые являются базовыми для формирования способности нести нагрузку. При этом для таких пространственных конструкций типа стоек важным является выбор места расположения такого ребра. Если проанализировать заявленную стоку, то можно увидеть, что ее поперечный контур сформирован четырьмя гранями. При этом две грани образованы смежно расположенными в одной плоскости боковыми полками разных поясок, которые (полки) связаны прочно между собой планками или раскосами. Видно, что данные грани из-за наличия связей (планок или раскосов) имеют высокое сопротивление изгибу в плоскости расположения боковых планок, но недостаточное сопротивление в поперечном направлении. В поперечном направлении механические качества граней прямо зависят от центральных полок, так как последние являются для них опорами. В прототипе эти опоры плоские и, по сути, представляют собой плоскую поверхность, пространственная жесткость которой определена наличием углов (зоны перегиба краев центральных полок для образования боковых полок). Эти зоны перегиба являются так же ребрами жесткости. Но деформация такого ребра сразу приводит к потере несущей способности центральной полки. Для исключения этого явления, которое может произойти не только из-за внешней нагрузки, но и из-за нарушения технологии монтажа стойки, необходимо усилить центральную полку либо увеличением е толщины, либо конструктивным приемом - формированием на ней протянутого по высоте полки ребер жесткости. Самым оптимальным является получение таких ребер перегибом частей центральной полки и образованием углов между ними. Сформировавшиеся при этом вершины этих углов и будут являться ребрами жесткости, которые будут подпирать ребра жесткости, образованные вершинами углов, полученными при отгибе краев центральной полки и получения боковых полок.When performing a central shelf with a stiffening rib convex outward, it is ensured that it has increased spatial stiffness and resistance to bending, including torsion. At the same time, with the same consumption of steel (for example, the thickness of the metal sheet subjected to bending is preserved), the bearing capacity is seriously increased. This allows to obtain the same bearing capacity either to reduce the thickness of the metal sheet, or to reduce the cross-section of the bearing belt. The formation of stiffeners in structures refers to well-known techniques, but for long-length and thin-sheet volumetric structures - this is the only way to achieve high spatial stiffness and resistance, which are basic for the formation of the ability to carry a load. Moreover, for such spatial structures such as racks, it is important to choose the location of such a rib. If we analyze the declared runoff, we can see that its transverse contour is formed by four faces. In this case, two faces are formed by side flanges adjacent to each other in the same plane of different belts, which (shelves) are firmly connected to each other by slats or braces. It can be seen that these faces, due to the presence of ties (slats or braces), have high bending resistance in the plane of the side slats, but insufficient resistance in the transverse direction. In the transverse direction, the mechanical qualities of the faces directly depend on the central shelves, since the latter are supports for them. In the prototype, these supports are flat and, in fact, represent a flat surface, the spatial rigidity of which is determined by the presence of angles (the zone of inflection of the edges of the central shelves for the formation of side shelves). These bend zones are also stiffeners. But the deformation of such an edge immediately leads to the loss of the bearing capacity of the central shelf. To eliminate this phenomenon, which can occur not only due to an external load, but also due to a violation of the rack mounting technology, it is necessary to strengthen the central shelf either by increasing its thickness or by constructive technique - the formation of stiffeners stretched along the height of the shelf on it. The most optimal is to obtain such ribs by bending the parts of the central shelf and the formation of angles between them. The vertices of these angles formed in this case will be stiffeners, which will support the stiffeners formed by the vertices of the angles obtained by bending the edges of the central shelf and receiving the side shelves.

Такой прием повышения пространственной жесткости стойки является технологичным, так как, по сути, является повторением технологии получения боковых полок методом их отгиба. Поэтому затраты на проведение такой операции минимизированы, а выигрыш в экономии стали очевиден. Ко всему прочему достигается эксплуатационная долговечность стойки, если она выполняется из металлического листа той толщины, которая обычно используется в соответствии с требованиями по рабочим чертежам Проекта 6226И «Металлические опоры контактной сети и стойки жестких поперечин».This method of increasing the spatial stiffness of the rack is technological, since, in fact, it is a repetition of the technology for producing side shelves by the method of bending. Therefore, the costs of such an operation are minimized, and the gain in savings has become obvious. In addition, the operational durability of the rack is achieved if it is made of a metal sheet of the thickness that is usually used in accordance with the requirements of the working drawings of Project 6226I “Metal supports of the contact network and struts of rigid cross members”.

Расположенные друг напротив друга боковые полки двух несущих поясов попарно находятся в одной плоскости и связаны между собой горизонтальными планками или наклонными раскосами 7, которые приварены или прикреплены к ним болтами. Планки или раскосы выполнены из стальной полосы, стального круглого сечения прута, стального уголка или швеллера. А при креплении к несущим поясам раскосов или планок, выполненных из швеллера или уголка при помощи сварки, они приварены к несущим поясам полкой или ребрами.The lateral shelves of two bearing belts located opposite each other are pairwise located in the same plane and are interconnected by horizontal bars or inclined braces 7, which are welded or bolted to them. Planks or braces are made of a steel strip, a steel round section of a bar, a steel corner or channel. And when fastened to the bearing belts of braces or strips made of a channel or a corner by welding, they are welded to the bearing belts with a shelf or ribs.

Несущие пояса выполнены с поперечным сечением, уменьшающимся или постоянным по площади в направлении увеличения высоты за счет уменьшения или сохранения постоянным сечения всех граней, или любой комбинации уменьшения сечения каких-то определенных граней, и сохранением постоянного сечения других граней.Bearing belts are made with a cross section that is decreasing or constant in area in the direction of increasing height by reducing or keeping the cross section of all faces constant, or any combination of reducing the cross section of any particular faces, and maintaining a constant cross section of other faces.

Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием известных технологий создания стоек.This utility model is industrially applicable, as it can be manufactured using well-known technologies for creating racks.

Claims (4)

1. Стойка опоры контактной сети железных дорог, представляющая собой пространственную ферму и содержащая два расположенных на расстоянии напротив друг друга несущих пояса, расположенных параллельно или наклонно друг к другу и каждый из которых выполнен из гнутого металлического листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего центральную полку и отогнутые от ее краев две параллельные друг другу боковые полки, при этом расположенные напротив друг друга боковые полки двух несущих поясов попарно находятся в одной плоскости и связаны между собой горизонтальными планками или наклонными раскосами, которые приварены или прикреплены к ним болтами, причем несущие пояса выполнены с поперечным сечением, уменьшающимся или постоянным по площади в направлении увеличения высоты, отличающаяся тем, что центральная полка каждого несущего пояса выполнена гнутой в срединной части для формирования центрально расположенной продольно ориентированной части, от которой под тупым углом отогнуты две боковые части, для формирования по высоте центральной полки двух продольно ориентированных ребер жесткости, образованных расположенными под углом друг к другу плоскими частями центральной полки в зонах перегиба, при этом боковые полки отогнуты от боковых частей центральной полки, а вершины ребер жесткости центральных полок несущих поясов направлены в противоположные стороны относительно друг друга.1. The support pole of the railway contact network, which is a spatial truss and containing two opposite each other load-bearing belts located parallel or oblique to each other and each of which is made of bent metal sheet with the formation of an open cross section having a Central shelf and two side flanges parallel to each other, bent from its edges, while the side flanges of two load-bearing belts opposite each other are in pairs in the same plane and interconnected by horizontal slats or inclined braces that are welded or bolted to them, and the bearing belts are made with a cross section decreasing or constant in area in the direction of increasing height, characterized in that the central shelf of each bearing belt is made bent in the middle part for forming a centrally located longitudinally oriented part, from which two side parts are bent at an obtuse angle, for forming two longitudinally of oriented stiffeners formed angled to each other flat portions of the central shelf in areas of inflection, wherein side flanges are bent from the side portions of the central shelf and the tops of ribs central flange bearing zones directed in opposite directions relative to each other. 2. Стойка по п. 1, отличающаяся тем, что планки или раскосы выполнены из стальной полосы, стального круглого сечения прута, стального уголка или швеллера.2. A rack according to claim 1, characterized in that the planks or braces are made of a steel strip, a steel round section of a rod, a steel corner or channel. 3. Стойка по п. 2, отличающаяся тем, что при креплении к несущим поясам раскосов или планок, выполненных из швеллера или уголка при помощи сварки, они приварены к несущим поясам полкой или ребрами.3. The stand according to claim 2, characterized in that when fastened to the bearing belts of braces or strips made of a channel or a corner by welding, they are welded to the bearing belts with a shelf or ribs. 4. Стойка по п. 1, отличающаяся тем, что уменьшение сечения или сохранение постоянным по площади сечения в направлении увеличения высоты несущего пояса выполнено за счет уменьшения или сохранения постоянным сечения всех граней или любой комбинации уменьшения сечения каких-то определенных граней и сохранением постоянного сечения других граней.

4. The rack according to claim 1, characterized in that the reduction of the cross section or keeping constant over the cross-sectional area in the direction of increasing the height of the bearing belt is accomplished by reducing or keeping the cross-section of all faces constant or any combination of reducing the cross-section of any particular faces and maintaining a constant cross section other faces.