Способ строительства железнодорожного полотна в условиях вечной мерзлоты
Владельцы патента RU 2785238:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности, к способам строительства железнодорожного полотна в условиях вечной мерзлоты. Способ заключается в укладке шпал непосредственно на сваи. Сваи забивают попарно под каждую шпалу. Путь стабилизируют в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Увеличивается срок службы полотна в условиях вечной мерзлоты. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области строительства железных дорог в районах вечной мерзлоты.
Известны следующие способы прокладки железнодорожного полотна, основанные на методах сохранения и укрепления слоя вечной мерзлоты.
1. Стабилизация грунта с помощью тепловых насосов [1].
2. Использование криогеля [2].
3. Использования термоизоляционной прокладки между слоем вечной мерзлоты и верхним строением пути [3].
Недостатками данных способов является необходимость смены съёмных насадок при изменении режима замораживания грунта, осуществляемому, по меньшей мере, дважды в год – при наступлении тёплого и холодного времени года, что влечет к сокращению срока службы и надежности железнодорожного полотна.
Технический результат настоящего изобретения заключается в увеличении надежности железнодорожного полотна и срока службы в условиях вечной мерзлоты.
Технический результат достигается тем, что шпалы укладываются непосредственно на сваи, причем сваи забиваются попарно под каждую шпалу, при этом стабилизация железнодорожного полотна происходит в двух плоскостях, горизонтальной и вертикальной.
Пример выполнения
На фиг. 1 представлена схема установки свай под железнодорожным полотном. В грунт 1 забивается деревянная свая 2, укладываются шпалы 3, к которым крепятся рельсы 4. И шпалы и сваи изготавливаются из лиственницы.
Длина сваи определяется несущей способностью самой сваи и грунта. Критерием несущей способности сваи называется максимальная величина нагрузки, которую способна выдержать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформации.
Чтобы железнодорожное полотно не сдвигалось в горизонтальной плоскости, его следует стабилизировать с боков пути и вдоль пути, как показано на фиг. 2. Это делается с помощью дополнительных свай 1, в которые упираются шпалы 2 с укрепленными на них рельсами 3.
Теперь необходимо закрепить железнодорожное полотно в вертикальной плоскости. Для этого мы предлагаем использовать анкерное крепление, которое широко используется для крепления горных выработок. В этом случае потолок выработки с помощью анкеров крепится к нетронутому массиву породы. Бурение шпуров под анкеры производится снизу вверх, то есть кровля выработки подшивается к массиву. Нами предлагается наоборот: подшивать верхнее строение железнодорожного полотна к зоне вечной мерзлоты. То есть бурение шпуров осуществляется сверху вниз, и таким образом верхнее строение пути в вертикальной плоскости подшивается к мерзлому грунту, как показано на фиг. 3. К шпалам 1 с укрепленными на них рельсами 2 крепится накладка 3 с помощью анкера 4.
В горном деле анкеры устанавливают по одиночке, то есть каждый анкер поддерживает свой участок одной подкладкой. Мы предлагаем использовать анкеры попарно.
Как показано на фиг. 3, накладки укладываются между двумя шпалами и притягиваются к мерзлому грунту.
Таким образом, железнодорожное полотно стабилизируется в двух плоскостях, горизонтальной и вертикальной, в горизонтальной плоскости железнодорожное полотно стабилизируется с боков пути и вдоль пути, в вертикальной плоскости железнодорожное полотно крепится с помощью анкеров попарно, что способствует увеличению надежности и срока службы железнодорожного полотна.
Список использованных источников
1. Патент RU № 2761790 Способ комбинированной круглогодичной температурной стабилизации грунта / А.Ю. Лаврик, Г.В. Буслаев, М.В. Двойников, Ю.Л. Жуковский; Патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет». - №2021109950; заявл. 12.04.2021; опубл. 13.12.2021.
2. Патент RU № 2754141 Способ защиты грунта от эрозии / А.В. Дарымов, А.В. Величкин, Д.Н. Одинцов, Д.А. Кашурин, А.Б. Осокин, Э.В. Николайчук, Д.И. Михальченко; патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Надым". - №2020140353; заявл. 07.12.2020; опубл. 30.08.2021.
3. Патент RU № 2687723 Способ устройства основания для верхнего строения пути на вечномерзлых грунтах / О.Л. Скутина, Л.В. Федянина, А.И. Скурихин; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС). - № 2018125409; заявл. 10.07.2018; опубл. 15.05.2019.
1. Способ строительства железнодорожного полотна в условиях вечной мерзлоты, включающий укладку шпал непосредственно на сваи, отличающийся тем, что сваи забиваются попарно под каждую шпалу, при этом стабилизация железнодорожного полотна происходит в двух плоскостях, горизонтальной и вертикальной.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что железнодорожное полотно в горизонтальной плоскости стабилизируется с боков пути и вдоль пути.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что железнодорожное полотно в вертикальной плоскости крепится с помощью анкеров попарно.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что и сваи, и шпалы изготавливаются из лиственницы.
