Устройство и способ выравнивания рельсовых нитей по уровню распределением балласта под шпалу
Группа изобретений относится к области обслуживания верхнего строения железнодорожного пути, в частности к устройствам распределения балласта под шпалы, а также к способам выравнивания уровня рельсовых плетей распределением балласта под шпалу. Устройство содержит оболочку с множеством отверстий. Оболочку наполняют балластом. Балласт может истекать из оболочки под действием внешнего давления. Размеры отверстий оболочки не меньше минимального размера фракции балласта. Балласт поступает в балластный слой при давлении на оболочку от подвижного состава. Повышается производительность путевых работ. 2 н. и 6 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для равномерного распределения балласта под шпалы при текущем содержании, ремонтах железнодорожного пути и может использоваться при строительстве пути.
Отклонения рельсовых нитей по уровню от номинальных значений появляются из-за неодинакового уплотнения балласта под шпалами и его загрязнения, отчего он теряет дренирующие качества, образуя так называемые выплески, которые вызывают отклонения рельсов по уровню в виде просадок, перекосов, отступлений по уровню, причем по длине неровности могут быть короткие, обычно выправляемые на глаз или длинные с применением оптических приборов.
Таким образом, уровень рельсовой нити определяется состоянием балластного слоя, на который опираются шпалы. Как правило, отклонения рельсовой нити по уровню устраняются вырезкой загрязненного балласта и укладкой свежего с устранением неплотности в отдельных местах между шпалой и балластным слоем, выправкой и подбивкой балласта под шпалы (Каменский В.Б., Горбов Л.Д. Справочник дорожного мастера и бригадира пути // Транспорт. Москва. 1985. С. 487). Подбивка балласта осуществляется с помощью электро-шпалоподбоек, подбивочных машин, ручных подбоек. Недостатком этого способа является то, что балласт распределяется под постелью шпалы неравномерно. При подбивке деревянных шпал средняя их часть подбивается слабее, а при железобетонных шпалах - часто не подбивается совсем. Для устранения этого недостатка известен способ равномерного распределения балласта под шпалой, так называемый суфляж (Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное издательство. Н.Н. Васильев, О.В. Исаакян; Н.О. Рогинский, Я.Б. Смолянский, В.А. Сокович, Т.С. Хачатуров. 1941), заключающийся в подсыпке порций балласта под просевшие шпалы и состоящий из следующих операций: определение видимой и потайной просадки конца каждой шпалы; вывески (подъемки домкратом) каждой шпалы до требуемого положения; открытия торцов шпал; подведение под шпалы специальной лопатой измеренной порции балласта; опускание домкрата рельсовой нити; засыпки торцов шпал балластом. Подсыпка и распределение балласта вдоль постели шпалы осуществляется с помощью специальной (суфляжной) лопаты (см. например 67414А1, заявка от 11.07.1945 г. №5068 (339273) опубликовано 31 декабря 1946 г. ) вручную и происходит равномерно по всей поверхности постели шпалы. Подъемка пути с помощью суфляжной лопаты осуществляется на 5-50 мм. Механический способ суфляжа с применением суфляжной лопаты трудоемкий, низко производительный процесс, требующий умения обращаться с суфляжной лопатой, а при удалении длинных неровностей с помощью суфляжа в не полной мере позволяет устранить неравномерное опирание шпалы на балластный слой. Кроме механического суфляжа существует способ равномерного распределения балласта посредством вдувания балласта под шпалу (39161, опубликовано 31.10.1934 г. по заявке от 27.04.1933 г. №127865). Этот способ имеет существенный недостаток, а именно он применим только для песка и очень мелких фракций щебня. В настоящее время способ вдувания балласта под шпалу под названием пневматический суфляж совершенствуется и активно пропагандируется (В.Н. Каплин, А.А. Абрашитов, Е.Н. Гринь, Технология и определение применимости пневмосуфляжа при текущем содержании пути // Вестник ВНИИЖТ. 2020 Т.79 №2 С. 74-79).
Таким образом, известны два способа суфляжа, механический и пневматический. Оба эти способа трудоемки, малопроизводительны, особенно для выравнивания длинных неровностей, а применяемые для их реализации устройства требуют наличия узкой квалификации по его применению, имеют ограниченно специальное применение, в частности завести под шпалу суфляжную лопату со стороны второго пути невозможно, а устройства пневмосуфляжа ограничивают размер фракций применяемого для реализации этих способов щебня.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и способа распределения балласта под шпалы, повышающую производительность и снижающую зависимость качества распределения от квалификации производителя работ.
Технический результат достигается тем, что под шпалу укладывают оболочку, с отверстиями размером не меньше, чем минимальный размер фракции подсыпаемого балласта, которую наполняют балластом в объеме необходимом для выравнивания уровня рельсовой нити и удаления длинных и коротких неровностей по уровню. Оболочка может быть выполнена в виде мешка, баллона или по форме мата. Допускается укладывать одну оболочку под несколько шпал. Однако вес наполненной таким образом оболочки будет большим и вручную ее будет трудно укладывать. Поэтому предпочтительней укладывать оболочку под одну шпалу под размер шпалы или множество оболочек разных размеров. Оболочка после наполнения балластом, если отверстие для заполнения не имеет штуцера, заглушки, зашивается. Объем балласта потребного для выравнивания рельсовой нити оценивается по результатам измерений отклонений рельсовой нити, причем для коротких неровностей допускается определять отклонения визуально, «на глаз». От шпалы отрывают балласт и приподнимают домкратами или иным подъемным устройством на высоту, позволяющую уложить одну или множество последовательно укладываемых оболочек, и затем шпалу опускают на оболочку. Под действием поездной нагрузки шпала совершает возвратно поступательные движения, выдавливая часть балласта из оболочки, который заполняет свободные места под шпалой; частички балласта перетекают в свободную зону и уплотняются. Числом и размерами отверстий в оболочке можно устанавливать скорость истечения балласта из оболочки. При этом оболочка может быть выполнена из материала, предварительно перфорированного по специально разработанному алгоритму, рассчитывающему скорости истечения балласта как функцию количества и размера отверстий. Отверстия могут быть выполнены с клапанами, открывающимися под заданным давлением на оболочку. Для многоразового использования оболочки входные отверстия для заполнения оболочки балластом могут быть выполнены со штуцерами или с заглушкой. Допускается укладывать под шпалу пустую или неполностью заполненную оболочку и дополнять ее после укладки. При этом оболочку наполняют до ее касания нижней постели шпалы, вывешенной на домкрате на заданную высоту. Таким образом балласт под шпалу укладывают упакованным в оболочку, в которой имеются отверстия, позволяющие выходить порциям балласта при давлении на оболочку шпалой под воздействием проходящего подвижного состава. Материал для изготовления оболочки должен быть износостойким. Оболочка может быть выполнена из тканного или резинокордового или иного материала, в том числе, например, из металлической сетки. После укладки заполненной оболочки домкраты или иные подъемные устройства убираются, и шпала опирается на оболочку. Подготовительные работы допускается проводить по технологии, принятой нормативными документами (например, Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути, утв. Распоряжением ОАО РЖД от 14.11.2016 г. №2288р.), а именно: определение величин коротких и длинных неровностей визуально или с помощью рекомендуемых приборов и способов измерения, оценка объема работ и балласта для устранения неровности, отрывание балласта в шпальных ящиках и обычно по торцам шпалы, подъем и вывешивание шпалы на домкратах на требуемую высоту. Устройство и способ работают следующим образом. Оболочка с отверстиями для истечения балласта, размеры которых не меньше, чем минимальный размер фракции балласта, заполняемого в оболочку, и по меньшей мере одним отверстием для наполнения балласта, который после наполнения может зашиваться, если не оборудован специальной заглушкой или штуцером наполняется балластом в объеме, рассчитанном по результатам определения отклонений рельсовых нитей от требуемых нормативными документами значений по уровню длинных и коротких неровностей на участке проведения ремонтных работ. Балласт, лежащий в шпальных ящиках и обычно по торцам шпал, отрывается, и шпала с помощью домкрата или иного подъемного механизма вывешивается на установленную, потребную для устранения неровности, высоту и под ней размещается оболочка. Оболочка может быть наполнена балластом предварительно, например, в заводских условиях и укладываться под шпалу уже наполненной балластом, а может быть пустой или частично наполненной и наполняться, будучи уже уложенной под шпалу. Если иное не оговорено технологическим процессом, наполненная оболочка должна касаться нижней постели шпалы, после чего домкрат убирается, шпала «садится» на оболочку. Под проходящим подвижным составом шпала совершает возвратно-поступательные движения, балласт порционно выдавливается и размещается в свободных зонах и уплотняется. Обязательных требований по срокам удаления оболочки после ее полного или частичного опорожнения нет, она может быть удалена в процессе плановых ремонтных работ.
Таким образом, устройство и способ выравнивания рельсовых нитей по уровню просты в изготовлении и использовании, не требуют специальных приспособлений и квалификации работников и имеют высокую производительность, и позволяют равномерно распределить балласт под шпалой.
1. Устройство распределения балласта под шпалы, содержащее по меньшей мере одну оболочку с множеством отверстий, принудительно наполняемую балластом, преимущественно щебнем, с возможностью его истечения через отверстия под внешним давлением на оболочку, отличающееся тем, что размеры отверстий не меньше, чем минимальный размер фракции балласта.
2. Способ выравнивания рельсовых нитей по уровню распределением балласта под шпалу, заключающийся в том, что под шпалу укладывают балласт, размещаемый в оболочке со множеством отверстий, из которых он поступает в балластный слой при давлении на оболочку шпалы, совершающей возвратно-поступательные движения под воздействием подвижного состава.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия содержат клапаны, настраиваемые на задаваемое давление.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие для принудительного наполнения оболочки содержит штуцер или заглушку.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оболочка выполнена под размер шпалы.
6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что предварительно проводят измерительные операции по определению уровня рельсовых нитей и оценке объема балласта, необходимого для устранения выявленных длинных и коротких неровностей по уровню.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перед укладкой оболочки шпалу поднимают на домкратах, выравнивая рельсовую нить до заданного уровня.
8. Способ по любому из пп. 2, 6, 7, отличающийся тем, что незаполненную или частично заполненную оболочку укладывают под шпалу и дополняют балластом до ее касания нижней поверхности шпалы.
