RU84850U1 - UPPER WAY STRUCTURE - Google Patents

Abstract

1. Верхнее строение пути, содержащее опирающуюся на щебеночный балластный слой рельсошпальную решетку и прирельсовые элементы, отличающееся тем, что в балластном слое вдоль пути размещен подбалластный мат, а по обе стороны шейки рельсов установлены шумопоглощающие экраны. ! 2. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что шумопоглощающие экраны выполнены из резинопробкового материала, содержащего крошку коры пробкового дуба, резиновую крошку и клей, в виде вкладыша, одна из боковых поверхностей которого соответствует форме поверхности шейки рельса. ! 3. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что подбалластный мат выполнен в виде непрерывной дорожки корытообразной формы из резинопробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М. ! 4. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что прирельсовые элементы выполнены в виде нашпальных, подрельсовых и подшпальных прокладок-амортизаторов, при этом нашпальные и подрельсовые прокладки изготовлены из резиновой смеси, содержащей натуральный каучук, белила цинковые, пробковую крошку, углерод технический, серу техническую, ацетонанил Р, сульфенамид Ц, диафен ФП, стеарин, а подшпальные прокладки-амортизаторы - из резинопробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М.1. The upper structure of the track, containing a rail-sleeper resting on a ballast ballast layer and rail elements, characterized in that a ballast mat is placed along the track in the ballast layer, and sound-absorbing screens are installed on both sides of the rail neck. ! 2. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing screens are made of rubber-cork material containing crumb bark of cork oak, rubber crumb and glue, in the form of an insert, one of the side surfaces of which corresponds to the shape of the surface of the rail neck. ! 3. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the ballast mat is made in the form of a continuous trough-shaped track made of rubber-cork material containing polymer, cork oak bark crumb, acetonanil R, diafen FP, kaolin, dye, sulfur, sulfenamide M. ! 4. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the rail elements are made in the form of on-rail, under-rail and under-sleeper gaskets-shock absorbers, while the on-rail and under-rail gaskets are made of a rubber mixture containing natural rubber, white zinc, cork chips, carbon technical, technical sulfur, acetonanil R, sulfenamide C, diafen FP, stearin, and cotting dormitory gaskets made of rubber-cork material containing polymer, crumb bark of cork oak, acetonanil R, diafen FP, kaolin, red Itel, sulfur, sulfenamide M.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройству верхнего строения пути, и может быть использована при строительстве подземных и/или наземных линий рельсового транспорта для обеспечения сокращения вибраций, вызываемых подвижным составом, и шумопоглощения.The utility model relates to railway transport, and in particular to the device of the track’s upper structure, and can be used in the construction of underground and / or land rail transport lines to reduce vibration caused by rolling stock and noise absorption.

В настоящее время в связи с повышением экологических требований к среде проживания и деятельности человека все острее ставится вопрос об изменении транспортных схем с целью удаления трамвайных и железнодорожных путей от лечебных учреждений, библиотек, учебных заведений и зрелищных центров для охраны этих объектов от шумового воздействия. Эти изменения требуют высоких капитальных затрат на переукладку многокилометровых участков трамвайных и железнодорожных путей. Представляется более необходимым разработка и установка на указанных путях устройств, обеспечивающих снижение уровня транспортного шума.At present, due to increasing environmental requirements for the living environment and human activities, the question of changing transport schemes with the aim of removing tram and railway lines from medical institutions, libraries, educational institutions and entertainment centers to protect these objects from noise exposure is becoming increasingly acute. These changes require high capital costs for the re-laying of multi-kilometer sections of tram and railway lines. It seems more necessary to develop and install devices on these paths that reduce transport noise.

Известна конструкция верхнего строения пути (Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. Под ред. В.Ф.Яковлева. М.: Транспорт, 1990. С 67, рис.4.13), в которой роль шумоизолирующего устройства выполняют две упругие прокладки, помещенные одна - между подошвой рельса и подкладкой, другая - между подкладкой и железобетонной шпалой. Основное их назначение снижение вертикальной жесткости пути. Тем не менее, они частично гасят энергию колебаний, в том числе частот звукового спектра, передаваемых от подошвы рельса на подрельсовое основание, и главное, предотвращают непосредственное ударно-вибрационное взаимодействие рельса, подкладки и шпалы, которое при отсутствии прокладок может стать дополнительным источником шума.The construction of the track’s upper structure is known (Track and track facilities of industrial railways. Edited by V.F. Yakovlev. M .: Transport, 1990. C 67, Fig. 4.13), in which two elastic gaskets placed one - between the sole of the rail and the lining, the other between the lining and the reinforced concrete sleepers. Their main purpose is to reduce the vertical stiffness of the path. However, they partially dampen the vibration energy, including the frequencies of the sound spectrum transmitted from the rail sole to the rail base, and most importantly, prevent direct shock-vibration interaction of the rail, lining and sleepers, which, in the absence of gaskets, can become an additional source of noise.

Недостаток известной конструкции заключается в том, что она лишь частично решает проблему снижения уровня шума, так как звуковые волны беспрепятственно распространяются на всю высоту сечения рельса и передаются в окружающее пространство. В воздушной среде шум проходящего транспорта распространяется на большие расстояния в виде монотонного гула и стука колес на стыках.A disadvantage of the known design is that it only partially solves the problem of reducing noise, since sound waves propagate unhindered across the entire height of the rail section and are transmitted to the surrounding space. In the air, the noise of passing vehicles spreads over long distances in the form of a monotonous hum and a clatter of wheels at the joints.

Известен также совмещенный с проезжей частью рельсовый путь, составными частями которого являются прирельсовые элементы, выполненные в виде упругих прокладок и вкладышей, размещенных по обе стороны шейки рельса и скрепленные при помощи поперечной стяжки, пропущенной через соосные отверстия в упомянутых элементах и шейке рельса (Авторское свидетельство СССР №1633052, МПК Е01В 21/00, E01D 19/12, опубл. 07.03.1991).A rail track combined with the carriageway is also known, the components of which are rail elements made in the form of elastic gaskets and inserts placed on both sides of the rail neck and fastened with a cross tie passed through coaxial holes in the said elements and the rail neck (Copyright certificate USSR No. 1633052, IPC E01B 21/00, E01D 19/12, publ. 03/07/1991).

Известные прирельсовые элементы предусматривают использование сравнительно дорогих упругих элементов, например, резины, а также сложны в изготовлении.Known rail elements provide for the use of relatively expensive elastic elements, for example rubber, and are also difficult to manufacture.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой полезной модели является конструкция верхнего строения пути, содержащая балластный слой, рельсошпальную решетку, опирающуюся на балластный слой и прирельсовые элементы - упругие прокладки, уложенные в основании балластного слоя вдоль пути. Упругие прокладки уложены ступенчато в три слоя, повышая жесткость переходного пути за счет увеличения жесткости основания балластного слоя (Путь и строительство железных дорог (проблемы БАМ). Сб. ВИНИТИ, 1982, N 6, Реф. N 25-26, с.1-5).The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed utility model is the design of the upper track structure containing the ballast layer, rail-sleeper resting on the ballast layer and rail elements - elastic gaskets laid at the base of the ballast layer along the path. The elastic gaskets are stacked stepwise in three layers, increasing the stiffness of the transition path by increasing the stiffness of the base of the ballast layer (Track and construction of railways (problems of BAM). Sat VINITI, 1982, N 6, Ref. N 25-26, p.1- 5).

Недостаток известной конструкции - сохранение мелких уступов жесткости, наличие которых приводит к скачкообразным изменениям жесткости пути. При движении поездов уступы жесткости являются источниками ударов, передающихся от колес поездов на рельсошпальную решетку и балластный слой. Балластный слой расползается, накапливая остаточные деформации. Между подошвами шпал и балластом возникают зазоры, усиливая ударное воздействие поездов на путь. Это приводит к увеличению интенсивности расползания балластного слоя и, как следствие - к нарушению устойчивости балластного слоя, искривлению рельсошпальной решеткиA disadvantage of the known design is the preservation of small stiffness ledges, the presence of which leads to spasmodic changes in the stiffness of the path. When trains move, stiffness ledges are sources of shock transmitted from the train wheels to the sleeper and ballast layer. The ballast layer spreads, accumulating residual deformations. Gaps arise between the soles of the sleepers and the ballast, increasing the impact of trains on the track. This leads to an increase in the intensity of creep of the ballast layer and, as a result, to a violation of the stability of the ballast layer, curvature of the rail-sleeper

В работе над полезной моделью решалась задача повышения эффективности работы конструкции верхнего строения пути по снижению уровня шума за счет погашения ударно-звуковых колебаний.In the work on the utility model, the problem of increasing the efficiency of the construction of the upper track structure to reduce the noise level due to the suppression of shock-sound vibrations was solved.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении ударно-звуковых колебаний.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to reduce shock-sound vibrations.

Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что в верхнем строении пути, содержащем опирающуюся на щебеночный балластный слой рельсошпальную решетку и прирельсовые элементы, в балластном слое вдоль пути размещен подбалластный мат, а по обе стороны шейки рельсов установлены шумопоглощающие экраны.The task underlying the present utility model, with the achievement of the claimed technical result, is solved by the fact that in the upper structure of the track containing the rail-sleeper grid and rail elements resting on the ballast layer, a ballast mat is placed along the track in the ballast layer, and on both sides of the neck rails mounted sound-absorbing screens.

Кроме того, шумопоглощающие экраны выполнены из резино-пробкового материала, содержащего крошку коры пробкового дуба, резиновую крошку и клей, в виде вкладыша, одна из боковых поверхностей которого соответствует форме поверхности шейки рельса.In addition, sound-absorbing screens are made of rubber-cork material containing crumb bark of cork oak, rubber crumb and glue, in the form of an insert, one of the side surfaces of which corresponds to the shape of the surface of the rail neck.

Кроме того, подбалластный мат выполнен в виде непрерывной дорожки корытообразной формы из резино-пробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М.In addition, the ballast mat is made in the form of a continuous trough-shaped track made of rubber-cork material containing polymer, cork oak bark crumb, acetonanil R, diafen FP, kaolin, dye, sulfur, sulfenamide M.

Кроме того, прирельсовые элементы, выполнены в виде нашпальных, подрельсовых и подшпальных прокладок-амортизаторов, при этом нашпальные и подрельсовые прокладки изготовлены из резиновой смеси, содержащей натуральный каучук, белила цинковые, пробковую крошку, углерод технический, серу техническую, ацетонанил Р, сульфенамид Ц, диафен ФП, стеарин, а подшпальные прокладки-амортизаторы - из резино-пробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М.In addition, rail elements are made in the form of head-mounted, rail-mounted and under-sleeper gaskets-shock absorbers, while head-mounted and rail-mounted gaskets are made of rubber mixture containing natural rubber, zinc white, cork crumbs, industrial carbon, industrial sulfur, acetonanil P, sulfonamide C , diafen FP, stearin, and cotter pads-shock absorbers made of rubber-cork material containing polymer, cork oak bark crumb, acetonanil R, diafen FP, kaolin, dye, sulfur, sulfenamide M.

Конструктивное выполнение шумопоглощающих экранов и введение пробковой крошки в эластомерные материалы, из которых выполнены шумопоглощающие экраны и подшпальные прокладки-амортизаторы снижают шум и вибрацию по всей высоте сечения рельса.Constructive implementation of sound-absorbing screens and the introduction of cork chips into elastomeric materials, from which sound-absorbing screens and under-sleeper pads-dampers are made reduce noise and vibration along the entire height of the rail section.

Конструктивное выполнение подбалластного мата и материал, из которого он изготовлен, гарантируют высокие эксплуатационные характеристики упругости подрессорной массы системы, результатом чего является низкая резонансная частота и высокий уровень шумопоглощения.The constructive implementation of the ballast mat and the material from which it is made guarantee high performance characteristics of the elasticity of the spring mass of the system, which results in a low resonant frequency and a high level of noise absorption.

Указанные преимущества увеличивают срок службы рельсов, шпал, колесных пар, а также зданий и сооружений, которые находятся рядом с железнодорожными путями.These advantages increase the service life of rails, sleepers, wheelsets, as well as buildings and structures that are located near railway lines.

Предпочтительные варианты исполнения полезной модели описываются далее на основе представленных чертежей, где:Preferred embodiments of the utility model are described below based on the presented drawings, where:

на фиг.1 показана конструкция верхнего строения пути, поперечный разрез;figure 1 shows the design of the upper structure of the path, a cross section;

на фиг.2 - фрагмент рельсовой нитки, поперечный разрез.figure 2 is a fragment of a rail thread, a cross section.

Верхнее строение пути содержит укладываемый на защитный слой земляного полотна 1 балластный слой 2, опирающуюся на щебеночный балластный слой 2 рельсошпальную решетку 3, включающую шпалы 4 и рельсы 5 с прирельсовыми элементами, выполненными в виде прокладок-амортизаторов: нашпальных 6, подрельсовых 7 и подшпальных 8. По обе стороны шейки рельсов 5 размещены шумопоглощающие экраны 9, закрепленные упругими элементами 10 или болтовыми соединениями: стяжка, гайки (на чертежах не показаны). В толще балластного слоя 2 вдоль пути уложен подбалластный мат 11.The upper structure of the track contains laid on the protective layer of the subgrade 1 ballast layer 2, resting on the ballast ballast layer 2 rail-sleeper 3, including sleepers 4 and rails 5 with rail elements made in the form of shock absorbers: cushion 6, rail 7 and base 8 On both sides of the neck of the rails 5 there are noise-absorbing screens 9 fixed by elastic elements 10 or bolted joints: coupler, nuts (not shown in the drawings). In the thickness of the ballast layer 2, a sub ballast mat 11 is laid along the path.

Подрельсовые 7, подшпальные 8 и нашпальные 6 прокладки-амортизаторы, шумопоглощающие экраны 9 и подбалластный мат 11 изготавливают на любом известном оборудовании с использованием известных технологий производства деталей из резиновой смеси путем вулканизации в пресс-формах (см. например, Салтыков А.В., Бузун З.Е., Милюкова Н.А. Общая технология резины. М.: Химия, 1982. С.147-150) без создания дополнительных специальных средств и устройств.Under-rail 7, under-sleeper 8 and over-the-head 6 shock-absorber gaskets, sound-absorbing screens 9 and ballast mat 11 are made on any known equipment using well-known technologies for manufacturing parts from rubber compounds by vulcanization in molds (see, for example, A.V.Saltykov, Buzun Z.E., Milyukova N.A. General technology of rubber.M .: Chemistry, 1982. P.147-150) without creating additional special tools and devices.

Подбалластный мат 11 и подшпальные прокладки-амортизаторы 8 изготавливают из резино-пробковых блоков в следующей последовательности: изготовление резино-пробковых блоков, состоящих из полимера, крошки коры пробкового дуба, ацетонанила Р, диафена ФП, каолина, красителя, серы, сульфенамида М, резка на листы определенной толщины и вырубка изделия из листа. Подбалластный мат 11 может быть изготовлен в виде непрерывной дорожки корытообразной формы.The ballast mat 11 and the under-sleeper shock absorbers 8 are made of rubber-cork blocks in the following sequence: production of rubber-cork blocks, consisting of polymer, crushed cork oak bark, acetonanil R, diafen FP, kaolin, dye, sulfur, sulfenamide M, cutting on sheets of a certain thickness and cutting products from a sheet. The ballast mat 11 can be made in the form of a continuous trough-shaped track.

Шумопоглощающие экраны 9 изготавливают в виде вкладышей, одна из боковых поверхностей которых соответствует форме поверхности шейки рельса, из резино-пробкового материала, содержащего крошку коры пробкового дуба, резиновую крошку и клей.Sound-absorbing screens 9 are made in the form of inserts, one of the side surfaces of which corresponds to the shape of the rail neck surface, from rubber-cork material containing crumb of cork oak bark, rubber crumb and glue.

Нашпальные 6 и подрельсовые 7 прокладки-амортизаторы изготавливают из резиновой смеси, состоящей из натурального каучука, белил цинковых, пробковой крошки, углерода технического, серы технической, ацетонанила Р, сульфенамида Ц, диафена ФП, стеарина.Nashpalnye 6 and rail-mounted 7 gaskets-shock absorbers are made of a rubber mixture consisting of natural rubber, zinc oxide, cork chips, industrial carbon, industrial sulfur, acetonanil R, sulfenamide C, diafen FP, stearin.

Устройство верхнего строения пути, представляющего собой комплексную конструкцию, начинается с последовательной отсыпки на земляное полотно 1 песчаной подушки (на чертежах не показана), предохраняющей щебень от загрязнения грунтом, и щебеночного балластного слоя 2, в котором вдоль рельсового пути размещают подбалластный мат 11. На подготовленный балластный слой верхнего строения пути укладывают с заглублением шпалы 4 с подшпальными прокладками-амортизаторами 8. На шпалы 4 укладывают железнодорожные рельсы 5 с шумопоглощающими экранами 9 и нашпальными 6, подрельсовыми 7 и подшпальными 8 прокладками-амортизаторами с образованием рельсошпальной решетки 3, закрепляют последнюю с помощью известных узлов крепления (не показаны) и засыпают межшпальное пространство материалом балластного слоя 2. Толщину балластного слоя, а также расстояние между шпалами устанавливают таким образом, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки. Выполненное таким образом верхнее основание пути подготавливают известными методами к эксплуатации путем уплотнения балласта, выправки и отделки пути.The device of the upper structure of the track, which is a complex structure, begins with a sequential filling of a sand cushion (not shown in the drawings) on the subgrade 1, which protects the crushed stone from soil contamination, and crushed stone ballast layer 2, in which a ballast mat 11 is placed along the track the prepared ballast layer of the upper track structure is laid with deepening the sleepers 4 with under-sleeper gaskets-dampers 8. Railway rails 5 with sound-absorbing screens 9 are laid on the sleepers 4 cushioned 6, rail 7 and cushioned 8 gaskets-shock absorbers with the formation of rail-sleeper grid 3, fix the latter using known fasteners (not shown) and fill up the inter-sleepers with ballast layer material 2. The thickness of the ballast layer, as well as the distance between the sleepers, are set in so that the pressure on the subgrade does not exceed the value that ensures its elastic settlement, which disappears after unloading. The upper base of the track made in this way is prepared by known methods for operation by compaction of the ballast, straightening and finishing of the track.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При движении подвижного состава на рельсошпальную решетку действуют знакопеременные и высокочастотные нагрузки, которые воспринимаются упругой, эластичной частью шпал с подшпальными прокладками-амортизаторами, нашпальными и подрельсовыми прокладками-амортизаторами полностью гасятся, что обеспечивает плавный ход подвижного состава. При этом нагрузки, воспринимаемые рельсошпальной решеткой, передаются на балластный слой, содержащий подбалластный мат, конструктивное выполнение которого и материал, из которого он изготовлен, сокращают вибрации, вызываемые подвижным составом, и обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики упругости подрессорной массы системы, результатом чего является низкая резонансная частота и высокий уровень шумопоглощения.When the rolling stock moves, the alternating and high-frequency loads act on the rail-sleeper grid, which are perceived by the elastic, elastic part of the sleepers with under-sleeper shock absorbers, on-rail and under-rail shock absorbers, which are completely extinguished, which ensures a smooth running of the rolling stock. At the same time, the loads perceived by the rail-sleeper grid are transferred to the ballast layer containing the sub ballast mat, the structural design of which and the material from which it is made, reduce the vibrations caused by the rolling stock and provide high operational characteristics of the elasticity of the sprung mass of the system, which results in low resonance frequency and high level of noise absorption.

Возможность осуществления предлагаемого верхнего строения пути не вызывает сомнения и подтверждается разработанным стандартом организации (ТУ) СТO2539-001-21109221-2008 «Прокладки-амортизаторы резино-пробковые для рельсовых скреплений железнодорожного пути».The possibility of implementing the proposed upper track structure is not in doubt and is confirmed by the developed organization standard (TU) STO2539-001-21109221-2008 “Rubber-cork shock absorbing pads for rail fastenings of a railway track”.

Экспертные оценки по результатам испытаний опытных образцов во ВНИИЖТ и в испытательном центре «ЯРЭЛАСТЕСТ» подтвердили верность выбранных решений, которые обеспечивают работоспособность прокладок на воздухе в интервале температур от -60 до +100°С, при сохранении хорошей эластичности изделий, и снижение шума и вибрации от 10 до 15 дБ по сравнению с серийными материалами.Expert evaluations based on the test results of prototypes at VNIIZHT and in the YARELASTEST test center confirmed the correctness of the selected solutions that ensure the performance of gaskets in air in the temperature range from -60 to + 100 ° C, while maintaining good elasticity of the products, and reducing noise and vibration from 10 to 15 dB in comparison with serial materials.

Claims (4)

1. Верхнее строение пути, содержащее опирающуюся на щебеночный балластный слой рельсошпальную решетку и прирельсовые элементы, отличающееся тем, что в балластном слое вдоль пути размещен подбалластный мат, а по обе стороны шейки рельсов установлены шумопоглощающие экраны.1. The upper structure of the track, containing a rail-sleeper resting on a ballast ballast layer and rail elements, characterized in that a ballast mat is placed along the track in the ballast layer, and sound-absorbing screens are installed on both sides of the rail neck. 2. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что шумопоглощающие экраны выполнены из резинопробкового материала, содержащего крошку коры пробкового дуба, резиновую крошку и клей, в виде вкладыша, одна из боковых поверхностей которого соответствует форме поверхности шейки рельса.2. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing screens are made of rubber-cork material containing crumb bark of cork oak, rubber crumb and glue, in the form of an insert, one of the side surfaces of which corresponds to the shape of the surface of the rail neck. 3. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что подбалластный мат выполнен в виде непрерывной дорожки корытообразной формы из резинопробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М.3. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the ballast mat is made in the form of a continuous trough-shaped track made of rubber-cork material containing polymer, cork oak bark crumb, acetonanil R, diafen FP, kaolin, dye, sulfur, sulfenamide M. 4. Верхнее строение пути по п.1, отличающееся тем, что прирельсовые элементы выполнены в виде нашпальных, подрельсовых и подшпальных прокладок-амортизаторов, при этом нашпальные и подрельсовые прокладки изготовлены из резиновой смеси, содержащей натуральный каучук, белила цинковые, пробковую крошку, углерод технический, серу техническую, ацетонанил Р, сульфенамид Ц, диафен ФП, стеарин, а подшпальные прокладки-амортизаторы - из резинопробкового материала, содержащего полимер, крошку коры пробкового дуба, ацетонанил Р, диафен ФП, каолин, краситель, серу, сульфенамид М.

4. The upper track structure according to claim 1, characterized in that the rail elements are made in the form of on-rail, under-rail and under-sleeper gaskets-shock absorbers, while the on-rail and under-rail gaskets are made of a rubber mixture containing natural rubber, white zinc, cork chips, carbon technical, technical sulfur, acetonanil R, sulfenamide C, diaphen FP, stearin, and cotting dampers from rubber-cork material containing polymer, crumb bark of cork oak, acetonanil P, diaphen FP, kaolin, red Itel, sulfur, sulfenamide M.