Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте
Владельцы патента RU 2585121:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Изобретение относится к верхнему строению пути, а именно к средствам укрепления рельсошпальной решетки в балласте. Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте содержит балластную призму и удерживающую конструкцию в виде анкера. Удерживающая конструкция содержит геосетку, состоящую из вертикальной и горизонтальной плоскостей, соединенных между собой под углом 90 градусов. Вертикальная плоскость расположена параллельно оси железнодорожного пути с его внешней стороны. Горизонтальная плоскость расположена на основной площадке земляного полотна. На вертикальной поверхности геосетки равномерно по длине размещены стержни из стеклопластика, закрепленные на ней посредством петель, выполненных способом ультразвуковой точечной сварки. Достигается упрощение удерживающей конструкции и исключение коррозирующих элементов. 5 ил.
Изобретение относится к верхнему строению пути, а именно к средствам укрепления рельсошпальной решетки в балласте.
Известно устройство для усиления конструкции железобетонных шпал, повышающее сопротивление поперечному сдвигу их в балласте (Альбрехт В.Г., Виноградов Н.П., Зверев Н.Б. и др. Бесстыковой путь. / Под ред. Альбрехта В.Г., Когана А.Я. - М.: Транспорт, 2000. - С. 289-295), включающее анкер, фартук, клин (деревянную втулку с шурупом). Недостатком данной конструкции является нарушение целостности железобетонных шпал, что снижает срок их службы, невозможность подбивки железнодорожного пути высокопроизводительными машинами непрерывного действия.
Известен способ укрепления балластной призмы железнодорожного пути (2469145, МПК Е01В 1/00, Е01В 27/02, О.А. Мичурин, А.В. Федоров, А.В. Хрулев, Я.И. Шаула. Способ укрепления балластной призмы железнодорожного пути. - Опубл. 10.12.2012), включающий использование жидкого полимерного связующего для обработки щебеночного слоя на глубину 7-14 см, который выдерживают без влаги и механического воздействия и используют щебень из плотных пород.
Недостатком данного способа является то, что полученная каркасная структура имеет толщину 7-14 см, что равно стандартному заглублению шпал в балласте, и не обеспечивает повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте (RU 2339756, МПК Е01В 1/00, Е01В 3/00, Е01В 3/08. Ю.М. Кравченко, Г.Л. Аккерман, С.А Павлов, С.А. Рублев. Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте (варианты). - Опубл. 27.11.2008), включающее балластную призму и анкеры для рельсошпальной решетки с деревянными и железобетонными шпалами.
Недостатком указанного устройства является сложность конструкции анкеров, высокая стоимость металлических элементов и их подверженность коррозии.
Целью изобретения является упрощение удерживающей конструкции, исключение корродирующих элементов, снижение эксплуатационных расходов.
Указанная цель достигается тем, что используют геосетку со стеклопластиковыми стержнями, размещенную по всей высоте тела балластной призмы, параллельно оси железнодорожного пути.
Сущность изобретения заключается в том, что удерживающая конструкция включает геосетку с размером ячеек от 40×40 до 70×70 мм, состоящую из вертикальной и горизонтальной плоскостей, соединенных между собой под углом 90 градусов, причем вертикальная плоскость высотой 0,4-0,65 м расположена параллельно оси железнодорожного пути с его внешней стороны, верхний ее край совпадает с поверхностью балластной призмы, а горизонтальная плоскость шириной 0,1-0,2 м расположена на основной площадке земляного полотна, причем на вертикальной поверхности геосетки равномерно по длине размещены стержни из стеклопластика диаметром 10-20 мм и высотой 0,4-0,65 м, которые закреплены на ней посредством петель, выполненных способом ультразвуковой точечной сварки.
На фиг. 1 представлена схема верхнего строения железнодорожного пути, включающая балластную призму 1 с откосом 3, плечом 2, с размещенной в ней рельсошпальной решеткой 4 и удерживающей конструкцией 5.
На фиг. 2 изображена схема удерживающей конструкции 5 (фиг. 1), включающей геосетку 6 с размером ячеек от 40×40 до 70×70 мм, состоящую из вертикальной плоскости 7 и расположенной под углом 90 градусов к ней горизонтальной плоскости 8, с закрепленными на вертикальной плоскости 7 равномерно по ее длине стеклопластиковыми стержнями 9 диаметром 10-20 мм, высотой 0,4-0,65 м, равной высоте геосетки 6 и толщине балластной призмы 1, причем на вертикальной плоскости 7 по ее высоте расположены петли 10, выполненные способом ультразвуковой точечной сварки.
На фиг. 3 представлена схема размещения удерживающей конструкции 5 в балластной призме 1, состоящая из геосетки 6, с закрепленными на ней стеклопластиковыми стержнями 9.
На фиг. 4 изображена схема расположения удерживающей конструкции 5 в балластной призме 1 в рабочем положении, то есть параллельно оси железнодорожного пути.
На фиг. 5 представлена схема расположения геосетки 6 со стеклопластиковыми стержнями 9 в балластной призме 1, закрепленными в петлях 10, перпендикулярно относительно торцов шпал 11 рельсошпальной решетки 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При движении подвижного состава на рельсошпальную решетку железнодорожного пути воздействуют горизонтальные боковые силы динамического характера, которые стремятся изменить геометрию планового положения рельсошпальной решетки, сдвигая балласт в торце шпал 11.
Удерживающая конструкция 5 предлагаемого устройства препятствует сдвигу балласта в зоне плеча 2 балластной призмы 1, за счет перераспределения горизонтальных боковых сил, воздействующих на рельсошпальную решетку 4. Возникающие горизонтальные боковые силы вначале действуют на рельсы, затем нагрузка передается на шпалы 11, заглубленные в балласт на 14-15 см, а от шпал 11 - на материал балласта. Так как частицы балласта удерживаются только за счет первичного уплотнения и сил трения между ними, то они могут смещаться в сторону откоса 3 балластной призмы 1.
Геосетка 6 расположена параллельно оси железнодорожного пути с внешней стороны, вплотную примыкая к торцу шпал 11, перпендикулярно направлению действия горизонтальных боковых сил. Чтобы обеспечить жесткость и устойчивость геосетки 6 при монтаже в балластной призме 1, она снабжена помещенными в петли 10 стержнями 9 диаметром 10-20 мм из стеклопластика, установленными равномерно по ее длине. Геосетка 6 опирается на свою горизонтальную плоскость 8, которая жестко соединена с вертикальной плоскостью 7. Высота геосетки 6 зависит от толщины балластной призмы 1 и составляет 0,4-0,65 м, чтобы предотвращать смещение балластного материала в сторону откоса 3 балластной призмы 1.
Размер ячейки от 40×40 до 70×70 мм геосетки 6 выбирается с учетом наибольшей фракции балластного материала для создания эффекта заклинивания его в ячейках геосетки 6, что способствует увеличению площади восприятия нагрузки от действия горизонтальных боковых сил и, следовательно, приводит к уменьшению давления горизонтальных боковых сил на плечо 2 балластной призмы 1.
Таким образом, использование в удерживающей конструкции в качестве основных элементов промышленно производимых материалов - геосетки и стержней из стеклопластика - не требует специального сложного и дорогостоящего оборудования при ее изготовлении, а отсутствие металлических элементов исключает возможность корродирования. Кроме того, удерживающая конструкция полностью размещена в теле балластной призмы, что не препятствует использованию высокопроизводительных машин непрерывного действия для подбивки железнодорожного пути и исключению ручного труда.
Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте, включающее балластную призму и удерживающую конструкцию в виде анкера, отличающееся тем, что удерживающая конструкция включает геосетку с размером ячеек от 40×40 до 70×70 мм, состоящую из вертикальной и горизонтальной плоскостей, соединенных между собой под углом 90 градусов, причем вертикальная плоскость высотой 0,4-0,65 м расположена параллельно оси железнодорожного пути с его внешней стороны, верхний ее край совпадает с поверхностью балластной призмы, а горизонтальная плоскость шириной 0,1-0,2 м расположена на основной площадке земляного полотна, причем на вертикальной поверхности геосетки равномерно по длине размещены стержни из стеклопластика диаметром 10-20 мм и высотой 0,4-0,65 м, которые закреплены на ней посредством петель, выполненных способом ультразвуковой точечной сварки.
