CZ319492A3 - Load-bearing structure of a permanent way and a prefabricated platform thereof - Google Patents

Description

Vynález se týká nosné konstrukce železničního svršku s prefabrikovanými elementy ze železobetonu, a její prefabrikované plošiny ze železobetonu.

Dosavadní stav techniky

Známé nosné konstrukce železničního svršku sestávají z předem vyrobených železobetonových pražců položených na štěrkovém základu.

Tento známý běžný systém má velkou pružnost a využívá přirozené přizpůsobivosti štěrku pro neočekávaná namáhání.

Na druhou stranu však tento systém vyžaduje častou údržbu, což má za následek zpomalení eventuálně přerušení železniční dopravy, zejména v případě dopravy smíšeného typu s velkou proměnností zatížení na jednu nápravu a rychlosti.

Navíc mají tyto známé systémy pro použití velké stavební a výrobní tolerance, které však nejsou slučitelné s požadavky týkajícími se vysokých rychlostí vlaků.

Z těchto důvodů byly v posledních letech prováděny v mnoha zemích experimenty s různými typy nosných konstrukcí, například s pražci upevněnými přímo k základu ze železobetonu.

U těchto obměněných systémů došlo skutečně ke snížení požadavků na údržbu, avšak možné poruchy, jako různé zlomy konstrukce a jejích součástí si vyžadují velmi nákladné a choulostivé operace pro opravu zlomeného betonového základu přímo na místě a pro nahrazení znehodnoceného materiálu lože. Možné nahrazení prefabrikovaných součástí je v případě potřeby takové, že vlastně rusí všechny uvedené výhody.

Ve skutečnosti nemohou být v těchto nosných konstrukcích, ve kterých jsou pražce uloženy přímo na betonovém podkladě, využity přirozené vlastnosti, to jest přizpůsobivost štěrku neočekávaným namáháním, a navíc tyto systémy nemají pružnost v použití, která charakterizuje běžné systémy.

Vzhledem k výše uvedeným důvodům pokusy navrhující nové systémy neposkytují přijatelné řešení, přičemž široký rozsah různých přístupů prováděných v celém světě, někdy i ve velkém měřítku, je toho evidentním důkazem.

V této souvislosti je nutno zdůraznit, že krátké trvání a malé měřítko experimentů v této oblasti neposkytuje podstatnou informaci a zpomaluje vývoj nových technologií.

Na druhou stranu však existuje velká potřeba nové nosné konstrukce železničních svršků, která by měla lepší geometrické uspořádání, větší spolehlivost a životnost a navíc by měla být snadno přizpůsobitelná existujícím železnicím, při současném snížení působení na okolní prostředí, zejména z hlediska hluku a vibrací.

Úkolem vynálezu tedy je vytvořit nový typ nosné konstrukce železničního svršku, který by umožnil podstatné snížení stavebních, výrobních a udržovacích tolerancí.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje nosná konstrukce železničního svršku, s prefabrikovanými elementy z železobetonu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z prefabrikovaných plošin, z nichž každá je tvořena železobetonovým blokem opatřeným na horní straně rovnoměrně rozmístěnými rovnoběžnými vybráními upravenými pro uložení každého pražce pro nesení kolejnic vložením materiálu lože. Přitom plošiny jsou instalovány na základu.

Podle výhodného provedení materiál lože, uspořádaný mezi každým pražcem a příslušným vybráním, sestává z první vrstvy z pružného materiálu nanesené na pražec a z druhé vrstvy z materiálu nalitého mezi první vrstvu a dno a stěny uvedeného vybrání.

Uvedená první vrstva je přitom s výhodou tvořena polyurethanovým elastomerovým materiálem a druhá vrstva je tvořena betonovým tekutým materiálem o vysoké mechanické pevnosti.

Mezi plošiny a základ je vložen materiál lože sestávající s výhodou z tekutého betonového materiálu. Přitom jsou plošiny zakotveny do základu.

Prefabrikovaná plošina, vytvořená ze železobetonového bloku, je provedena tak, že ve střední části horní strany bloku je upraven kanálový element, který příčně křižuje uvedená vybrání, blok je opatřen patkovými elementy s nastavitelnou výškou, pro ustavení bloku na základu, spodní strana bloku je opatřena vrstvou pružného materiálu, v bloku jsou provedeny průchozí díry pro přivádění materiálu lože mezi blok a základ, v bloku jsou provedeny drenážní kanály vystupující z uvedeného kanálového elementu v příčném směru a ústící do vnějšího prostředí, přičemž boční stěny a dno uvedených vybrání jsou opatřeny vrstvou elastomerového materiálu.

Nosná konstrukce železničního svršku podle vynálezu má zvýšenou stabilitu kolejnic při dynamickém zatížení, je tedy schopna velmi snižovat vibrace přenášené do železničních vozů a do okolního prostředí.

Oproti známým provedením nosných konstrukcí vyžaduje velmi málo naprogramovaných údržbových operací.

Toto hledisko je důležité jak pro železniční tratě v prostředí znečištěném prachem, kouřem a hlukem, stejně jako v tunelech, a pro železniční tratě s dopravou používající vysokých rychlostí a se sníženou možností alternativních tratí, vzhledem ke geomorfologickým vlastnostem prostředí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na neomezujícím příkladu provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr.l znázorňuje půdorys prefabrikované plošiny pro nosnou konstrukci železničního svršku podle vynálezu, obr.2 příčný řez v podstatě podél čáry II-II z obr.l, obr.3 další příčný řez v podstatě podél čáry III-III z obr. 1, obr.4 příčný řez železobetonovou plošinou nosné konstrukce železničního svršku, obr.5 další příčný řez železobetonovou plošinou nosné konstrukce železničního svršku v místě pražce, obr.6 až 9 schematicky pohledy na několik možností umístění pražce uvnitř příslušného vybrání vytvořeného v prefabrikované plošině ze železobetonu.

Příklady provedení vvnálezu

Jak vyplývá z obrázků, sestává nosná konstrukce železničního svršku podle vynálezu z prefabrikovaných plošin 1 ze železobetonu, tvořených blokem v podstatě tvaru rovnoběžnostěnu, na jehož horní straně jsou upravena rovnoměrně rozmístěná, rovnoběžná vybrání 2.

Tato vybrání 2 jsou upravena pro uložení pražců 2 s předem nastavenou příčnou a podélnou vůlí, přičemž pražce 2 jsou prefabrikovány ze železobetonového materiálu.

Ve střední podélné ose plošiny 1 je uspořádán kanálový element 4, který příčně křižuje uvedená vybrání 2 a rozkládá se po celé délce plošiny 1.

Na horní straně bloku plošiny 1 jsou dále upraveny drenážní kanály 5, vystupující ze zmíněného kanálového elementu 4 v příčném směru a ústící v bočních stěnách plošiny 1.

Plošina 1 je s výhodou opatřena výškově nastavitelnými patkovými elementy, jakéhokoliv známého typu, uloženými ve vhodných děrách 6 a procházejícími plošinou 1 z její horní do její spodní strany.

Plošina 1 je rovněž opatřena více děrami ]_, které jsou průchozí od její horní k její spodní části, pro umožnění dopravování materiálu lože mezi plošinu 1 a základ 9_, na kterém je plošina 1 uspořádána.

Stěny a dno uvedených vybrání 2 jsou opatřeny vrstvou elastomerového materiálu.

Na spodní straně plošiny 1 je dále upravena vrstva pružného materiálu, například z pružných rohožových elementů, které mají s výhodou tlouštku 10 až 25 mm, v závislosti na požadavcích, a které jsou v ustavené poloze přilepeny.

U podélných koncových částí kanálového elementu 4. jsou vytvořeny průchozí díry 8, které se použijí pro připevnění plošiny 1 k základu 9. ze železobetonu a k připojení několika plošin 1 k sobě pomocí prefabrikovaných spojovacích elementů

10.

Pražce 3. jsou uloženy v příslušných vybráních 2 za současného vložení materiálu lože, který sestává z pružného dotýká pražce 3. a je nesen materiálem 22, o vysoké tíže nebo čerpacím účinkem, krycího materiálu 21, který se vstříknutým tekutým betonovým pevnosti, který vyplní, účinkem zbývající prostor mezi pražcem 3. a příslušným vybráním 2, jehož stěny jsou, jak již bylo uvedeno, opatřeny vrstvou elastomerového materiálu (viz obr.8 a 9).

Vložený materiál je tedy upraven ze dvou následujících stupňů: z prvního, sestávajícího z polyurethanového elastomerového krycího materiálu 21,, který má požadovanou trvanlivost a spolehlivost, a z druhého, sestávajícího z tekutého betonového materiálu 22, například z betonového materiálu na trhu známého pod značkou RECOMAT, o vysoké pevnosti, a upraveného pro rychlé naplnění dutin ve vybráních 2, a rovněž upraveného pro odolávání jakýmkoliv vnějším namáháním.

Pražec 3, provedený z prefabrikovaného železobetonu, který má hmotu o mnoho menší než je hmota plošiny 1, může absorbovat bez jakéhokoliv poškození dynamická napětí, pulsy a nárazy způsobenými komponentami železničních vozů spojenými s odpruženými a neodpruženými částmi železničních vozů a umocněnými možnými povrchovými nerovnostmi kol a kolejnic, geometrickými nerovnostmi kolejnic i nárazy způsobenými pohyby vozidel kolem jejich svislé osy, způsobenými reakčními silami přenášenými kolejnicemi.

Na pražcích 3 jsou položeny kolejnice 11, které jsou připevněny pomocí pružných upínacích prostředků 12. jakéhokoliv známého typu, například typu prodávaného pod označením PANDROL, přičemž pod kolejnici 11 je vložena pružná podložka 13.

Pokládání a jemné ustavování pro potřebnou geometrii kolejnic 11 do nosné konstrukce železničního svršku podle vynálezu se provádí následovně:

Pokládání nosné konstrukce železničního svršku podle vynálezu zahrnuje vytvoření železobetonového základu, který se přímo odlévá například pomocí přesného vibračního stroje.

Když elementy, například epoxidovou je beton ztvrdlý, je možno položit ucpávací které se připevní k podložnému základu 9, připevňovacími svorníky, které se zalijí maltou.

V průběhu této operace není zapotřebí provádět jemné ustavení plošin 1, protože finální ustavení se bude provádět při nastavování rozteče kolejnic 11 a pražců 3;je však nutno respektovat pokládací tolerance.

Protože není zapotřebí žádné jemné ustavení vůči plošinám 1, mohou být plošiny 1 pokládány rychle bez potřeby častého nastavování patních elementů, protože tolerance základu 9, který je proveden s velkou přesností, mají řádově stejnou velikost jako tolerance potřebné pro pokládání plošin 1.

V případě potřeby je možno provést polohování plošin 1 jakýmkoliv způsobem, ovládáním stavitelných patních elementů, přičemž potom se provede přečerpávání betonového materiálu 23 lože mezi plošiny 1 a základ 9_.

Tento betonový materiál 23 lože není ovlivňován okolní vlhkostí a není proto zapotřebí pára ani jiné prostředky pro jeho rychlé tvrdnutí. Nedochází u něj rovněž k podstatnému smrštění nebo ke vzniku trhlin, má optimální odolnost vůči tlaku a ohybu pro zabránění puknutí pocházejících z dešťové vody, která se v něm udrží.

Po provedení instalace plošin i mohou být vloženy do vybrání 2 pražce 2 ^a provede se nastavení rozteče kolejnic

11.

Dále se provede seřízení a vyrovnání příslušným přemístěním pražců 3. v jejich vybráních 2, načež se vlije do vybrání 2 betonový materiál 22 lože.

Možnost provádění jemného ukládání pražců 2 ^ve vybráních 2 provedených v plošině 1 umožňuje dodržet tolerance ustavení dokonce i tehdy, když jsou velmi malé.

Příští den po provedení lití nebo přečerpávání betonového materiálu 22 do vybrání 2 pro pražce 3 je možno trať v případě potřeby již normálně používat.

Z výše uvedeného popisu a obrázku je zřejmé, že nosná konstrukce železničního svršku podle vynálezu má velmi přesnou geometrickou konfiguraci, má velkou spolehlivost a životnost a velmi malý dopad na životní prostředí oproti doposud používaným nosným konstrukcím.

Ačkoli byl vynález popsán podle výhodného provedení, je zřejmé, že je možno provádět mnoho přípustných modifikací a variací, aniž by se vybočilo z jeho rozsahu daného patentovými nároky.

Claims (14)

1. Ί Mněná Vr>ne+*vnV/-O 7Q1 o?n i řn ibn cvrčku c í se t í m, že sestává z prefabrikovaných plošin, z nichž každá je tvořena železobetonovým blokem opatřeným na horní straně rovnoměrně rozmístěnými rovnoběžnými vybráními upravenými pro uložení každého pražce pro nesení kolejnic vložením materiálu lože.
2. 2. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve střední části horní strany bloku je upraven kanálový element, který příčně křižuje uvedená vybrání.
3. 3. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že blok je opatřen patkovými elementy s nastavitelnou výškou, pro ustavení bloku na základu.
4. 4. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní strana bloku je opatřena vrstvou pružného materiálu.
5. 5. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že v bloku jsou provedeny průchozí díry pro přivádění materiálu lože mezi blok a základ.
6. 6. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že v bloku jsou provedeny drenážní kanály vystupující z uvedeného kanálového elementu v příčném směru a ústící do vnějšího prostředí.
7. 7. Prefabrikovaná plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že boční stěny a dno uvedených i

   ) í

   I > O

   X χ

   vybrání jsou opatřeny vrstvou elastomerového materiálu.
8. 8. Nosná konstrukce železničního svršku, s prefabrikovanými elementy z železobetonu, vyznačující se plošin podle základu a z t i m, že sestává z jedné nebo několika nároku 1, instalovaných na železobetonovém pražců pro nesení kolejnic, uložených v plošinách v jejich vybráních s vložením materiálu lože,
9. 9. Nosná konstrukce podle nároku 8, vyznačuj ίο í se tím, že materiál lože, uspořádaný mezi každým pražcem a příslušným vybráním, sestává z první vrstvy z pružného materiálu nanesené na pražec a z druhé vrstvy z materiálu nalitého mezi první vrstvu a dno a stěny uvedeného vybrání.
10. 10. Nosná konstrukce podle nároku 9, vyznačuj ící se tím, že první vrstva je tvořena polyurethanovým elastomerovým materiálem.
11. 11. Nosná konstrukce podle nároku 9, vyznačuj ící se tím, že druhá vrstva je tvořena betonovým tekutým materiálem o vysoké mechanické pevnosti.
12. 12. Nosná konstrukce podle nároku 8, vyznačuj íc í se tím, že mezi plošinami a základem je vložen materiál lože.
13. 13. Nosná konstrukce podle nároku 12, vyznačující se tím, že materiál lože je tvořen vrstvou betonového tekutého materiálu.
14. 14. Nosná konstrukce podle nároku 8, vyznačuj íc i se tím, že plošiny jsou zakotveny do základu.