RU2324783C2 - Scale for high-speed railway line - Google Patents

Abstract

FIELD: road construction.

SUBSTANCE: invention refers to transport constructions and made for high-speed rail-way line. The scale for the high-speed rail-way line is done as dome in the shape made of malleable casting, reinforced in tension region by deformed reinforcement with plane horizontal ground on its top. The under-rail base is supported to the plane ground and connected with the dome of the cross-sleeper by clinkers with inculcated cores. In the sphere of the cross-sleeper dome symmetrically to the axis of arc rail it is produced the thru holes. The space under the dome of the cross-sleeper is tidily filed up by solid ballast, passing into the ballast of the way mound. At the same the ring elements of the dome walls are provided by rising tide protrusion up and connected between each other by screws with possibility of regulating of the distance between longitudinal axis of arc rails. EFFECT: increased the life time of the cross-sleepers, and the reliability railway lines.

4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к транспортным конструкциям. Предназначено для скоростного рельсового транспорта.The present invention relates to transport structures. Designed for high-speed rail transport.

Известны стальные шпалы, широко применяющиеся в России и Германии сто лет тому назад [1, с.4]. Недостаток этого технического решения - низкая коррозиостойкость шпал, ограничивающая срок их службы до 12...15 лет. Стальные шпалы были полые. Заполнение полостей балластом было осложнено. Известны деревянные шпалы [1, с.5]. Рельсовый путь уложенных на этих шпалах обладает меньшей вертикальной жесткостью, что благоприятного сказывается при его эксплуатации. Однако долговечность деревянных шпал также относительно низка. Такие шпалы также повреждаются в зоне подрельсовых подкладок. В настоящее время широко применяются железобетонные шпалы [1, с.42]. Недостаток этих шпал - высокая жесткость железнодорожного пути, что неблагоприятно сказывается при его эксплуатации [1, с.30, рис. 8, рис.9], [2, с.64]. Под концами деревянных и железобетонных шпал балласт уплотняется, а также выдавливается из-под этих концов [2, с.41, рис.33]. Это приводит к увеличению изгибающего момента в шпале [1, с.28, рис.7] и способствует ее разрушению. Особенно часто такое явление наблюдается под стыками рельсов весной при избыточном увлажнении балласта.Steel sleepers are widely used, widely used in Russia and Germany a hundred years ago [1, p. 4]. The disadvantage of this technical solution is the low corrosion resistance of the sleepers, limiting their service life to 12 ... 15 years. The steel sleepers were hollow. Filling cavities with ballast was complicated. Wooden sleepers are known [1, p.5]. The rail track laid on these sleepers has less vertical stiffness, which is favorable during its operation. However, the durability of wooden sleepers is also relatively low. Such sleepers are also damaged in the area of the rail linings. Currently, reinforced concrete sleepers are widely used [1, p. 42]. The disadvantage of these sleepers is the high rigidity of the railway track, which adversely affects its operation [1, p.30, Fig. 8, Fig. 9], [2, p. 64]. Under the ends of wooden and reinforced concrete sleepers, the ballast is compacted and squeezed out from under these ends [2, p. 41, Fig. 33]. This leads to an increase in the bending moment in the sleeper [1, p. 28, Fig. 7] and contributes to its destruction. Especially often, this phenomenon is observed under the joints of rails in the spring with excessive wetting of the ballast.

На современных рельсовых путях расстояние между продольными осями рельсов регулируют перемещением рельсов поперек шпал, что осложняет конструкцию крепления рельсов и подрельсовых подкладок.On modern rail tracks, the distance between the longitudinal axes of the rails is controlled by moving the rails across the sleepers, which complicates the design of the fastening of the rails and rail linings.

Известны также фундаменты, разработанные Неждановым К.К. и др., пространственным положением которых управляют реактивными силами, возникающими при истечении струй рабочего тела из сопел, взаимодействующих с грунтовым основанием [3]. Достоинство такого способа управления перемещениями шпал - автоматизация процесса рихтовки рельсового пути. Примем это техническое решение за прототип.The foundations developed by K. Nezhdanov are also known. and others, the spatial position of which is controlled by the reactive forces arising from the expiration of the jets of the working fluid from nozzles interacting with the soil base [3]. The advantage of this method of controlling the movement of sleepers is the automation of the process of straightening the rail track. We will take this technical solution for the prototype.

С целью увеличения скоростей движения составов до 500 км/час применены арочные рельсы, разработанные Неждановым К.К. и др. [6]. Для исключения схода состава с рельсов применена наклонная установка колес составов с внешними гребнями [5], [7]. Для автоматизации процесса напряжения рельсовых креплений применены автоматические рельсовые крепления [8]. Подрельсовые подкладки такой же длины, как арочные рельсы, и составляют с ними единое целое.In order to increase the speeds of trains to 500 km / h, arched rails developed by K. Nezhdanov were used. et al. [6]. To exclude the derailment of the rails, an inclined installation of the wheels of the trains with external ridges was used [5], [7]. To automate the process of tensioning rail mounts, automatic rail mounts were used [8]. Rail linings are the same length as arched rails, and form a whole with them.

Техническая задача изобретения - повышение долговечности шпал, повышение надежности и автоматизация процесса рихтовки рельсовых путей.The technical task of the invention is to increase the durability of sleepers, increase reliability and automate the process of straightening rail tracks.

Техническая задача решена тем, что в отличие от аналогов шпала для рельсового пути выполнена в форме купола из ковкого чугуна, армированного в растянутой зоне арматурой периодического профиля с плоской горизонтальной площадкой на вершине его. Подрельсовая подкладка опирается на эту площадку и соединена с куполом шпалы заклепками с внедряемыми сердечниками.The technical problem is solved in that, unlike analogues, the railroad tie is made in the form of a dome made of malleable cast iron, reinforced in the stretched zone by periodic profile reinforcement with a flat horizontal platform on top of it. The under-rail lining rests on this platform and is connected to the sleepers dome with rivets with embedded cores.

Причем в сфере купола шпалы симметрично относительно продольной оси арочного рельса выполнены два сквозных отверстия, а пространство под куполом шпалы плотно засыпается прочным балластом, переходящим в балласт насыпи пути.Moreover, two through holes are made symmetrically with respect to the longitudinal axis of the arch rail in the sphere of the sleeper dome, and the space under the sleeper dome is densely filled with durable ballast, which passes into the ballast of the embankment of the track.

При этом кольцевые элементы стенок купола шпалы снабжены приливами, выступающими вверх, и соединены друг с другом болтами с возможностью регулировки расстояния между продольными осями арочных рельсов.In this case, the annular elements of the walls of the canopy of the sleepers are provided with tides that protrude upward and are connected to each other by bolts with the possibility of adjusting the distance between the longitudinal axes of the arch rails.

На фиг.1 показан фрагмент рельсового пути и несколько шпал, уложенных на прочный балласт железнодорожного пути; на фиг.2 - шпала в плане; на фиг.3 - шпала в разрезе; на фиг.4 - крепление арочного рельса к подрельсовой подкладке посредством упругих рельсовых клемм с автоматическим их напряжением и крепление подрельсовой подкладки к куполу шпалы заклепками с внедряемыми сердечниками.Figure 1 shows a fragment of the rail track and several sleepers laid on a solid ballast of the railway track; figure 2 - sleepers in the plan; figure 3 - sleepers in the context; figure 4 - fastening of the arched rail to the under-rail lining by means of elastic rail terminals with automatic tension thereof and fastening of the under-rail lining to the sleeper dome with rivets with embedded cores.

Шпала 1 для рельсового пути выполнена в форме купола из ковкого чугуна, обладающего высокой коррозиостойкостью. Купол шпалы 1 соединен в единое целое с замкнутым овальным в плане бортовым элементом 2. В бортовой элемент 2 вплавлена замкнутая арматура 3 периодического профиля, работающая на растяжение при изгибе шпалы и упрочняющая ее.The sleepers 1 for the rail track are made in the form of a dome made of malleable cast iron with high corrosion resistance. The dome of the sleepers 1 is connected in a single unit with a closed onboard planar element oval in plan 2. A closed reinforcement 3 of periodic profile is welded into the onboard element 2, which works under tension when the sleepers are bent and strengthen it.

На вершине купола шпалы имеется площадка 4 ограниченная с боков гребнями 5, фиксирующими стальную подрельсовую подкладку 6 как в продольном, так и в поперечном направлении.At the top of the sleeper dome there is a platform 4 bounded on the sides by ridges 5, which fix the steel under-rail lining 6 in both longitudinal and transverse directions.

По бокам арочного рельса в куполе шпалы 1 имеются два сквозных отверстия 7 диаметром 200...220 мм, окантованные кольцевым приливом 8. В приливе 8 также вплавлена стальная кольцевая арматура 9 периодического профиля и повышающая прочность прилива 8.On the sides of the arch rail in the dome of the sleepers 1 there are two through holes 7 with a diameter of 200 ... 220 mm, edged with an annular tide 8. At tide 8, steel ring reinforcement 9 of a periodic profile and increasing the strength of the tide 8 are also fused.

В плоской площадке 4, на вершине купола шпалы 1, имеются сквозные отверстия, предназначенные для крепления подрельсовой подкладки к куполу шпалы заклепками 10 с внедряемым сердечником 11 в каждую [4]. Подрельсовая подкладка устанавливается на шпалу 1 автоматизировано в заводских условиях.In a flat area 4, at the top of the canopy 1, there are through holes for fastening the rail liner to the canopy of the sleepers with rivets 10 with an embedded core 11 in each [4]. The under-rail lining is installed on the sleepers 1 automatically in the factory.

В направлении поперек рельсового пути шпалы соединяют друг с другом регулировочными шпильками 12 с четырьмя регулировочными гайками 13 на каждой шпильке. Завинчиванием или отвинчиванием этих гаек регулируют расстояние между осями арочных рельсов 14.In the direction across the rail track, the sleepers are connected to each other by adjusting pins 12 with four adjusting nuts 13 on each stud. Screwing or unscrewing these nuts adjust the distance between the axes of the arch rails 14.

Арочный рельс 14 изолируется от подрельсовой подкладки 6 шпалы диэлектрической прокладкой 15, охватывающей арочный рельс 14 с боков и снизу. Дополнительные диэлектрические втулки 16 ставят на регулировочные шпильки 12.The arch rail 14 is isolated from the rail track lining 6 of the sleepers by a dielectric gasket 15, covering the arch rail 14 from the sides and from the bottom. Additional dielectric bushings 16 are placed on the adjusting studs 12.

Арочные рельсы 14 оснащают шпалами 1 в заводских условиях. Регулировка расстояния между арочными рельсами 14 также осуществляется в заводских условиях.Arched rails 14 are equipped with sleepers 1 in the factory. The adjustment of the distance between the arched rails 14 is also carried out in the factory.

На фиг.4 показано крепление арочного рельса 14 к подрельсовой подкладке 6 посредством упругих рельсовых клемм 17 с автоматическим их напряжением. Подрельсовая подкладка 6 закреплена к куполу шпалы 1 заклепками 10 с внедряемыми сердечниками 11.Figure 4 shows the fastening of the arched rail 14 to the under-rail lining 6 by means of elastic rail terminals 17 with automatic voltage. The under-rail lining 6 is fixed to the dome of the sleepers 1 with rivets 10 with implantable cores 11.

Арочные рельсы 14 соединены с подрельсовую подкладками 6 упругими рельсовыми клеммами 17, с автоматическим напряжением их устройством, которое подвешивают к дрезине [9].Arched rails 14 are connected to the rail rails 6 by elastic rail terminals 17, with automatic voltage by their device, which is suspended from the railcar [9].

Арочные рельсы 14, соединенные со шпалами 1, укладываются на балласт обычным образом [1, с.282...285, обложка книги] путеукладочными кранами. Заполнение полостей под куполами шпал 1 производят из бункеров (не показано), установленных на платформе после совмещения направляющих воронок (не показано), бункеров с отверстиями в шпалах.Arched rails 14 connected to the sleepers 1 are stacked on the ballast in the usual manner [1, p. 282 ... 285, book cover] with overhead cranes. The filling of the cavities under the domes of sleepers 1 is made from bunkers (not shown) installed on the platform after combining guide funnels (not shown), bins with holes in the sleepers.

На платформах также установлены гидроцилиндры (не показано), внедряющие балласт через воронки в полость каждой шпалы. Гидроцилиндры (не показано), возвратно-поступательного импульсного действия соединены маслопроводами с насосной станцией (не показано), действующей в статическом или импульсном режиме и с пультом управления. Насосная станция и пульт управления смонтированы также на платформе. Предусмотрен также переносной дистанционный пульт управления, связанный с основным стационарным пультом.Hydraulic cylinders (not shown) are also installed on the platforms, introducing ballast through funnels into the cavity of each sleepers. Hydraulic cylinders (not shown) of a reciprocating pulse action are connected by oil pipelines to a pumping station (not shown) operating in a static or pulse mode and with a control panel. The pump station and the control panel are also mounted on the platform. A portable remote control is also provided, connected to the main stationary remote.

На экран оператора поступают данные о величине необходимого поддомкрачивания каждой из шпал, и оператор управляет поддомкрачиванием в автоматическом режиме.The operator’s screen receives data on the amount of jacking required for each of the sleepers, and the operator controls the jacking in automatic mode.

Сопоставление новой шпалы со старой шпалой показывает следующие ее существенные отличия:A comparison of the new sleepers with the old sleepers shows the following significant differences:

- работоспособность ее увеличена в 4...5 раз;- its performance increased by 4 ... 5 times;

- перемещениями шпалы управляют с пульта посредством гидроцилиндров возвратно-поступательного импульсного действия;- the movements of the sleepers are controlled from the console by means of reciprocating pulsed hydraulic cylinders;

- форма шпалы в виде купола обеспечивает ее высокую прочность;- the shape of the sleepers in the form of a dome ensures its high strength;

- полость под куполом шпалы и отверстия в куполе, позволяют восстанавливать проектное положение шпалы, автоматизировано;- the cavity under the dome of the sleepers and the holes in the dome, allow you to restore the design position of the sleepers, automated;

- купол шпалы предохраняет балласт от засорения;- the sleepers dome protects the ballast from clogging;

- выдавливание балласта из-под шпалы исключено;- extrusion of ballast from under the tie is excluded;

- угон шпал также исключен ввиду значительного трения балласта по балласту.- theft of sleepers is also excluded due to significant ballast friction on the ballast.

Экономический эффект возник из-за автоматизации процесса установки проектных отметок рельсовых путей и увеличения срока службы шпалы в 4...5 раз по сравнению с аналогом, также повышена долговечность рельсовых путей. Исключен сход составов с арочных рельсов.The economic effect arose due to the automation of the installation of design marks of rail tracks and the increase in the service life of the sleepers by 4 ... 5 times compared with the analogue, the durability of the rail tracks was also increased. Excluded the descent from arched rails.

Названия элементов: шпала 1, бортовой элемент 2, арматура 3 периодического профиля, горизонтальная площадка 4, фиксирующие гребни 5, подрельсовая подкладка 6, сквозные отверстия 7, кольцевые приливы 8, кольцевая арматура 9, заклепка 10, внедряемый сердечник 11, регулировочные шпильки 12, регулировочные гайки 13, арочный рельс 14, диэлектрическая прокладка 15, диэлектрическая втулка 16, упругая рельсовая клемма 17.Names of elements: sleeper 1, side element 2, reinforcement 3 of a periodic profile, horizontal platform 4, fixing ridges 5, rail lining 6, through holes 7, ring tides 8, ring reinforcement 9, rivet 10, insertable core 11, adjusting studs 12, adjusting nuts 13, arched rail 14, dielectric gasket 15, dielectric sleeve 16, elastic rail terminal 17.

ЛитератураLiterature

1. Золотарский А.Ф., Балашов А.А. и др. Железнодорожный путь на железобетонных шпалах. - М.: Транспорт, 1967, 441 с.1. Zolotarsky A.F., Balashov A.A. and others. Railway track on reinforced concrete sleepers. - M.: Transport, 1967, 441 p.

2. Фришман М.А. Как работает путь под поездами. - М.: Транспорт 1983, 168 с.2. Frishman M.A. How the track works under trains. - M.: Transport 1983, 168 p.

3. Нежданов К.К., Туманов В.А., Нежданов А.К., Лаштанкин А.С. Фундамент для внецентренно нагруженной колонны. Патент RU №2225480, Е02D 27/00, 27/50 Бюл. №25, 10.09.2004.3. Nezhdanov K.K., Tumanov V.A., Nezhdanov A.K., Lashtankin A.S. Foundation for an eccentrically loaded column. Patent RU No. 2225480, Е02D 27/00, 27/50 Bull. No. 25, 09/10/2004.

4. Нежданов К.К., Васильев А.В. и др. Способ и устройство для неподвижного соединения металлических элементов. Патент RU №2114328 С1, кл. F16В 5/04, Бюл. №18, 27.06.1998.4. Nezhdanov K.K., Vasiliev A.V. et al. Method and device for fixed connection of metal elements. Patent RU No. 2114328 C1, cl. F16B 5/04, Bull. No. 18, 06/27/1998.

5. Нежданов К.К. и др. Арочный рельс. Патент RU №2208570, В66С 6/00, 7/08, Бюл. №20, 20.07.2003.5. Nezhdanov K.K. and others. Arched rail. Patent RU No. 2208570, B66C 6/00, 7/08, Bull. No. 20, 07.20.2003.

6. Нежданов К.К. и др. Рельсовая конструкция для рельсового пути. Патент RU №2190719, Е01В 5/00, В66С 5/00, Бюл. №28, 10.10.2002.6. Nezhdanov K.K. and others. Rail construction for rail track. Patent RU No. 2190719, ЕВВ 5/00, В66С 5/00, Bull. No. 28, 10/10/2002.

7. Нежданов К.К. и др. Рельсоколесный механизм. Патент RU №2194639, В 61 В 3/02, А63G 25/00, В66С 7/00,. Бюл. №35, 20.12.2002.7. Nezhdanov K.K. and others. Rail-wheel mechanism. Patent RU No. 2194639, B 61 V 3/02, A63G 25/00, B66C 7/00 ,. Bull. No. 35, December 20, 2002.

8. Нежданов К.К. и др. Рельсовый путь. Патент RU №2227188, Е01В 23/10,, Бюл. №11, 20.04.2004.8. Nezhdanov K.K. and others. Rail track. Patent RU No. 2227188, ЕВВ 23/10 ,, Bull. No. 11, April 20, 2004.

9. Нежданов К.К. Устройство для регулирования напряжений рельсовых креплений. Патент RU №922220, Е01В 29/24, Бюл. №15, 1982.9. Nezhdanov K.K. Device for regulating stresses of rail mounts. Patent RU No. 922220, ЕВВ 29/24, Bull. No. 15, 1982.

Claims (1)

Шпала для скоростного рельсового пути, отличающаяся тем, что выполнена в форме купола из ковкого чугуна, армированного в растянутой зоне арматурой периодического профиля с плоской горизонтальной площадкой на его вершине, причем подрельсовую подкладку опирают на эту площадку и соединяют с куполом шпалы заклепками с внедряемыми сердечниками, причем в сфере купола шпалы симметрично относительно продольной оси арочного рельса выполняют сквозные отверстия, пространство под куполом шпалы плотно засыпают прочным балластом, переходящим в балласт насыпи пути, при этом кольцевые элементы стенок купола шпалы снабжены приливами, выступающими вверх, и соединяются друг с другом болтами с возможностью регулировки расстояния между продольными осями арочных рельсов.Sleepers for high-speed rail, characterized in that it is made in the form of a ductile ductile iron dome reinforced in the stretched zone with periodic profile reinforcement with a flat horizontal platform at its apex, and the rail liner is supported on this platform and connected to the sleepers dome with rivets with embedded cores, moreover, through holes are made symmetrically with respect to the longitudinal axis of the arch rail in the sphere of the canopy top, the space under the canopy is tightly covered with durable ballast, which passes into the lapper is the embankment of the track, while the annular elements of the walls of the sleeper dome are provided with tides protruding upwards and are connected to each other by bolts with the possibility of adjusting the distance between the longitudinal axes of the arch rails.

Images