Способ укладки рельсовой плети бесстыкового пути

 

Использование: при укладке, ремонте и эксплуатации железнодорожного пути. Сущность изобретения: способ укладки рельсовой плети бесстыкового пути заключается в том, что рельсовую плеть и примыкающие к ней уравнительные рельсы укладывают на подрельсовое основание с возможностью удлинения рельсовой плети на расчетную величину, при этом прикрепляют один конец рельсовой плети и примыкающие к нему уравнительные рельсы между собой и к подрельсовому основанию, пригружают вертикальной нагрузкой, обеспечивающей сдвиговую устойчивость рельсовой плети в продольном направлении, рельс, примыкающий к второму концу рельсовой плети, прикрепляют к второму концу плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу упоры для приложения продольной силы, прикладывают к второму концу рельсовой плети и примыкающему уравнительному рельсу продольную силу N_p, необходимую и достаточную для ее расчетного удлинения, а затем жестко соединяют удлинившуюся рельсовую плеть и примыкающий к ней уравнительный рельс друг с другом, снимают продольную силу, прикрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине, прикрепляют к второму концу рельсовой плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу накладки-упоры, монтируемые через болтовые отверстия, перед снятием продольной силы второй конец рельсовой плети пригружают вертикальной нагрузкой Р₂, определяемой по формуле P₂ = k · N_у, где k - коэффициент продольного сдвига подрельсового основания по баласту; N_у - значение продольной силы, обеспечивающей расчетное удлинение рельсовой плети, а после снятия продольной силы производят замену накладок-упоров на типовые накладки и закрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине рельсовой плети, затем производят снятие вертикальных нагрузок, воздействующих на концы рельсовой плети. Указанное обеспечит технический результат, заключающийся в сохранении достигнутого расчетного удлинения рельсовой плети и исключении замены уравнительного рельса, примыкающего к второму концу рельсовой плети. 5 ил.

Изобретение относится к железнодорожному строительству, а именно к способам укладки рельсовых плетей бесстыкового пути, и может быть использовано при укладке, ремонте и эксплуатации железнодорожного пути.

Известен способ ввода рельсовой плети бесстыкового пути в режим постоянной эксплуатации (SU, авторское свидетельство, 1527357, М.Кл⁶. : E 01 B 29/17, 1989), заключающийся в том, что рельсовую плеть и примыкающие к ней уравнительные рельсы укладывают на подрельсовое основание, прикрепляют один конец рельсовой плети и примыкающие к ней уравнительные рельсы к основанию, устанавливают опору (в виде якоря или распорок между шпалами) на примыкающих к другому концу плети уравнительных рельсах и связь (трос) между опорой и силовой парой (гидроцилиндр), создают распорные усилия в силовой паре, в результате чего одновременно прикладывают продольные силы к концу рельсовой плети и к опоре на примыкающих участках до достижения расчетного удлинения рельсовой плети, поддерживают уровень прикладываемых сил до прикрепления рельсовой плети к основанию, после чего производят монтаж соединительного стыка.

Известный способ имеет следующие недостатки: использование в силовой цепочке: силовая пара - рельсовая плеть - трос - якорь (балласт, шпалы, распорки) троса, как элемента, обладающего заведомо более низкой несущей способностью по сравнению с удлиняемым рельсом; его использование, а точнее его относительно низкое предельное состояние в силовой цепочке не позволяет достичь необходимых для практики удлинений рельсовой плети; использование в качестве упора якоря, закрепляемого в балласте и использующего сопротивление шпал и балласта, обладающих относительно низкими сдвиговыми характеристиками, не позволяет прикладывать к рельсовой плети большие силы и, следовательно, реализовать такие ее удлинения, которые необходимы при низких температурах укладки; большая трудоемкость устройства якоря-упора и невозможность механизации этих работ; относительно большие затраты энергоресурсов работы механизмов, обеспечивающих давление в силовой паре, и затраты времени при поддержании уровня прикладываемых к рельсовой плети сил до момента полного прикрепления ее к основанию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ укладки рельсовых плетей бесстыкового пути (RU, заявка 94024235/11, кл. E 01 B 29/17, опубл. 27.04.96), заключающийся в том, что рельсовую плеть и примыкающие к ней с обоих концов уравнительные рельсы, один из которых имеет жестко прикрепленный к нему упор, расположенный вне зоны соединительного стыка, укладывают на подрельсовое основание с возможностью удлинения рельсовой плети в одну сторону на расчетную величину Δl = α·l·(t_p-t_ф), где α - коэффициент линейного расширения рельсовой стали; l - длина рельсовой плети; t_р - расчетная температура закрепления рельсовой плети;
t_ф - фактическая температура закрепления рельсовой плети.

Прикрепляют один конец рельсовой плети и примыкающие к нему уравнительные рельсы между собой и к подрельсовому основанию пригружают вертикальной нагрузкой, обеспечивающей сдвиговую устойчивость в продольном направлении, рельс, примыкающий к второму концу рельсовой плети и жестко соединенный с упором, расположенным вне зоны соединительного стыка:
прикладывают при помощи силовой пары к второму концу рельсовой плети и упору смежного с ней уравнительного рельса продольные силы, направленные навстречу друг другу и достаточные для необходимого удлинения Δl ;
соединяют второй конец рельсовой плети, удлинившийся под действием приложенных сил, с примыкающим рельсом, удерживая при этом продольную силу до полного их соединения;
затем снимают продольные силы;
прикрепляют по всей длине рельсовую плеть к подрельсовому основанию;
заменяют примыкающий к второму концу рельсовой плети рельс с упором, жестко прикрепленным к нему упором, на типовой.

Недостатками известного способа являются следующие. Во время замены рельса с жестко прикрепленным к нему упором и монтажными отверстиями на типовой неизбежно их разъединение, т.е. снятие стыковых накладок, после чего рельсовая плеть с растягивающими напряжениями в ней, хотя и прикреплена к основанию, сокращает свою длину, преодолевая сопротивление подрельсового основания по балласту под действием упругих сил, и на место бывшего рельса с упором приходится укладывать удлиненный рельс нестандартной длины.

Кроме того, упругое сокращение длины плети изменяет достигнутое приложением сил расчетное удлинение Δl и достигнутый удлинением плети ее расчетный температурный режим.

Замена примыкающего к рельсовой плети уравнительного рельса, содержащего упор и монтажные отверстия для крепления, требует дополнительных трудовых затрат, что снижает эффективность известного способа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа путем сохранения достигнутого расчетного удлинения и снижения трудозатрат путем исключения необходимости замены уравнительного рельса, примыкающего к второму концу рельсовой плети.

Технический результат достигается тем, что в способе укладки рельсовой плети бесстыкового пути, заключающемся в том, что рельсовую плеть и примыкающие к ней уравнительные рельсы укладывают на подрельсовое основание с возможностью удлинения рельсовой плети на расчетную величину:
прикрепляют один конец рельсовой плети и примыкающие к нему уравнительные рельсы между собой к подрельсовому основанию;
пригружают вертикальной нагрузкой, обеспечивающей сдвиговую устойчивость рельсовой плети в продольном направлении рельс, примыкающей к второму концу рельсовой плети;
прикрепляют к второму концу плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу упоры для приложения продольной силы;
прикладывают к второму концу рельсовой плети и примыкающему уравнительному рельсу продольную силу N_p, необходимую и достаточную для ее расчетного удлинения;
жестко соединяют удлинившуюся рельсовую плеть и примыкающий к ней уравнительный рельс друг с другом;
снимают продольную силу, прикрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине, отличающийся тем, что
прикрепляют к второму концу рельсовой плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу накладки-упоры, монтируемые через болтовые отверстия, перед снятием продольной силы другой конец рельсовой плети пригружают вертикальной нагрузкой P₂, определенной по формуле
P₂ = K · N_y,
где
K - коэффициент продольного сдвига подрельсового основания по балласту;
N_y - значение продольной силы, обеспечивающей расчетное удлинение рельсовой плети,
а после снятия продольной силы производят замену накладок-упоров на типовые накладки и закрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине рельсовой плети, далее производят снятие вертикальных нагрузок, воздействующих на концы рельсовой плети.

Приложение вертикальной нагрузки к второму концу рельсовой плети обеспечивает продольную устойчивость удлинившейся рельсовой плети без прикрепления ее к основанию по всей длине.

Одновременно примыкающий к второму концу рельсовой плети уравнительный рельс также пригружен вертикальной нагрузкой, обеспечивающей продольную устойчивость примыкающего к второму концу плети уравнительного рельса.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Выбранный прототип позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений для выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками прототипа.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый способ укладки рельсовой плети бесстыкового пути эффективно и со снижением трудовых затрат может быть использован при укладке, ремонте и эксплуатации бесстыкового железнодорожного пути.

На фиг. 1 изображена схема исходного положения рельсовой плети до силовых воздействий на нее; на фиг. 2 изображена схема рельсовой плети после выполнения операций по прикреплению одного конца рельсовой плети и примыкающего к нему уравнительного рельса между собой и к подрельсовому основанию, постановки накладок-упоров через болтовые стыковые отверстия для приложения продольных сил и пригруза вертикальной нагрузкой P₁ уравнительного рельса, примыкающего к второму концу рельсовой плети; на фиг. 3 - то же, после выполнения операций по приложению продольных сил к накладкам-упорам удлинения рельсовой плети на расчетную величину; на фиг. 4 - то же, после пригруза второго конца рельсовой плети вертикальной нагрузкой P₂ и монтажа соединительного стыка с типовыми накладками после снятия накладок-упоров; на фиг. 5 - то же, после выполнения операций по прикреплению к подрельсовому основанию остальной части рельсовой плети и снятия силовых воздействий на нее.

Способ укладки рельсовой плети бесстыкового пути осуществляют следующим образом.

Рельсовую плеть 1 и примыкающие к ней уравнительные рельсы 2 укладывают (фиг. 1) на подрельсовое основание 3 с возможностью расчетного удлинения Δl рельсовой плети:
Δl = α·l(t_p-t_ф),
где
α - коэффициент линейного расширения рельсовой стали;
l - длина рельсовой плети;
t_р - расчетная температура закрепления рельсовой плети;
t_ф - фактическая температура закрепления рельсовой плети.

Затем прикрепляют один конец рельсовой плети 1 и примыкающие к этому концу уравнительные рельсы 2 между собой стыковыми накладками 4 и к подрельсовому основанию 3 (на фиг. 1 - 5 прикрепление к подрельсовому основанию заштриховано). Далее устанавливают на другом конце рельсовой плети 1 и примыкающем к ней конце уравнительного рельса 2 накладки-упоры 5 (каждая из которых выполнена в виде половины типовой накладки), монтируемые через болтовые отверстия 6 (фиг. 2).

Пригружают вертикальной нагрузкой P₁, обеспечивающей продольную сдвиговую устойчивость, уравнительный рельс 2, примыкающий к второму концу плети 1; прикладывают к второму концу рельсовой плети 1 продольную силу N_y, необходимую и достаточную для ее удлинения на расчетную величину Δl (фиг. 3).

Удлинившуюся рельсовую плеть 1 жестко соединяют с примыкающим уравнительным рельсом 2 накладками 4, предварительно демонтировав накладки-упоры 5.

Продольная сила N_y рассчитывается по формуле
N_y>N_сдв+N_удл>q·l·k+Δl·E·F/l,
где
N_сдв - значение продольной силы, необходимое и достаточное для сдвига рельсовой плети длиной l по основанию без изменения ее длины;
N_удл - значение продольной силы, необходимое и достаточное для изменения длины рельсовой плети длиной l на расчетную величину Δl ;
K - коэффициент трения по подошве рельса;
F - площадь поперечного сечения рельса;
E - модуль упругости рельсовой стали;
q - вес погонного метра рельса.

Затем погружают второй конец рельсовой плети 1 (фиг. 4) вертикальной нагрузкой P₂, определяемой по формуле
P₂ = K · N_y,
где
K - коэффициент продольного сдвига подрельсового основания по балласту;
N_y - значение продольной силы, обеспечивающей расчетное удлинение рельсовой плети.

Пригруз второго конца рельсовой плети 1 обеспечивает его продольную сдвигоустойчивость при снятии продольных сил N.

Производят снятие продольной силы N_y, заменяют накладки-упоры 5 на типовые накладки и закрепляют рельсовую плеть 1 к подрельсовому основанию 3 на оставшейся длине плети.

Далее производят снятие вертикальных нагрузок P₁ и P₂, воздействующих на концы рельсовой плети 1.

Использование в предлагаемом способе укладки рельсовой плети бесстыкового пути отличительного признака, заключающегося в том, что перед снятием продольной силы другой конец рельсовой плети пригружают силой P₂, позволяет обеспечить продольную неподвижность второго конца рельсовой плети от упругих сил, стремящихся вернуть ее начальную (до удлинения) длину. Одновременно с неподвижностью второго конца рельсовой плети неподвижность от продольного сдвига примыкающего уравнительного рельса обеспечивается действием пригруза P₁.

Таким образом, использованием вышеуказанного отличительного признака создается возможность окончательного монтажа (без последующего демонтажа) соединительного стыка типовыми накладками при достигнутом расчетном удлинении рельсовой плети.

Использование в предлагаемом способе укладки рельсовой плети отличительного признака, заключающегося в том, что прикрепляют к второму концу рельсовой плети к примыкающему к этому концу уравнительному рельсу накладки-упоры, монтируемые через существующие болтовые отверстия, позволяет использовать в качестве примыкающего к второму концу плети уравнительного рельса обычный рельс без дополнительных монтажных отверстий (кроме обычных болтовых отверстий) вне зоны соединительного стыка, что, в свою очередь, позволяет исключить необходимость последующей замены уравнительного рельса с монтажными отверстиями для размещения упора вне зоны соединительного стыка, так как в качестве упоров для приложения продольных сил использовались накладки-упоры, прикрепляемые через существующие болтовые отверстия.

Иначе говоря, вместо замены примыкающего уравнительного рельса с дополнительными монтажными отверстиями (признак прототипа) в предложенном способе необходима только замена накладок-упоров на типовые накладки. Введение новых отличительных признаков в способ укладки позволяет повысить эффективность способа путем сохранения достигнутого расчетного удлинения рельсовой плети, а также сокращение трудовых затрат, так как исключается необходимость замены уравнительного рельса, примыкающего к рельсовой плети.

Формула изобретения

Способ укладки рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что рельсовую плеть и примыкающие к ней уравнительные рельсы укладывают на подрельсовое основание с возможностью удлинения рельсовой плети на расчетную величину: прикрепляют один конец рельсовой плети и примыкающие к нему уравнительные рельсы между собой к подрельсовому основанию; пригружают вертикальной нагрузкой, обеспечивающей сдвиговую устойчивость рельсовой плети в продольном направлении, рельс, примыкающий к второму концу рельсовой плети; прикрепляют к второму концу плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу упоры для приложения продольной силы; прикладывают к второму концу рельсовой плети и примыкающему уравнительному рельсу продольную силу N_р, необходимую и достаточную для ее расчетного удлинения; жестко соединяют удлинившуюся рельсовую плеть и примыкающий к ней уравнительный рельс друг с другом; снимают продольную силу, прикрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине, отличающийся тем, что прикрепляют к второму концу рельсовой плети и примыкающему к нему уравнительному рельсу накладки-упоры, монтируемые через болтовые отверстия, перед снятием продольной силы второй конец рельсовой плети пригружают вертикальной нагрузкой P₂, определяемой по формуле
P₂ = k · N_у,
где k - коэффициент продольного сдвига подрельсового основания по балласту;
N_у - значение продольной силы, обеспечивающей расчетное удлинение рельсовой плети,
а после снятия продольной силы производят замену накладок-упоров на типовые накладки и закрепляют рельсовую плеть к подрельсовому основанию на оставшейся длине рельсовой плети, далее производят снятие вертикальных нагрузок, воздействующих на концы рельсовой плети.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5