PL191430B1

PL191430B1 - Sleeper for railway tracks

Info

Publication number: PL191430B1
Application number: PL341682A
Authority: PL
Inventors: Olaf Unbehaun
Original assignee: Pfleiderer Infrastrukturt Gmbh; Pfleiderer Infrastrukturtechnik Gmbh & Cokg
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-05-31
Also published as: TR200001504T2; DE29721118U1; DE19881823D2; CZ294197B6; PL341682A1; CZ20001885A3; WO1999028555A3; ATE237033T1; EP1034332A2; DE19881823B4; CA2311905A1; CA2311905C; EP1034332B1; ES2194391T3; AU2408399A; NO20002726D0; NO20002726L; WO1999028555A2

Abstract

The invention relates to a railway sleeper (12) consisting of rails placed on top of a bed of road metal. The underside of said sleeper is provided with a plastic deformable coating (22) increasing the stability of the track layer and reducing damage to the bed of road metal.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest podkład do torów kolejowych z betonu, żelbetu lub ze stali, jaki jest używany w budowie nawierzchni kolejowych w powiązaniu z rusztem torowym leżącym na podłożu z tłucznia.The subject of the invention is a concrete, reinforced concrete or steel track sleeper, which is used in the construction of railway superstructures in conjunction with a track grate lying on a crushed stone bed.

Podkład poprzeczny jako typowy element budowlany stosowany w budowie nawierzchni kolejowych przejmuje siły pochodzące od obciążeń ruchomych na szyny i przekładki z elementami mocującymi w punktach podparcia podpór podkładu i wprowadzone siły są odprowadzane z rozłożeniem obciążenia na leżące pod nim rusztowanie z tłucznia i przekazywane dalej na podtorze lub na podłoże ziemne.The transverse sleeper, as a typical building element used in the construction of railway superstructures, absorbs the forces from the moving loads on the rails and spacers with fastening elements at the support points of the sleeper, and the introduced forces are dissipated with the load distributed to the scaffolding underneath it from the broken stone and passed on to the subgrade or on the ground.

Od początku epoki kolei w minionym stuleciu jako podkłady poprzeczne są używane podkłady drewniane. W czasie industrializacji i jako barometr przemysłu stalowego produkowano i wbudowywano także podkłady stalowe, w nowszych czasach także jako „podkłady typu Y”. Od pięćdziesiątych lat obecnego stulecia używano coraz więcej podkładów z betonu sprężonego, które obecnie zyskały uznanie w stanie techniki.Wooden sleepers have been used as transverse sleepers since the beginning of the railway era in the last century. During industrialization and as a barometer of the steel industry, steel sleepers were also produced and built-in, in more recent times also as "Y-type sleepers". From the 1950s onwards, more and more prestressed concrete sleepers have been used and are now recognized in the state of the art.

Podkłady drewniane, tylko ledwie jeszcze używane między innymi ze względów ekologicznych, miały tę zaletę, że uważano je za „elastyczne. Jednym z powodów tego jest zazębienie stosunkowo miękkiej dolnej strony podkładu drewnianego z tłuczniem skaleniowym.Wooden sleepers, only scarcely used yet for ecological reasons, among other things, had the advantage that they were considered “flexible”. One of the reasons for this is that the relatively soft underside of the wood sleeper engages with the feldspar.

Natomiast podkłady betonowe i porównywalne w tej sytuacji podkłady stalowe mają tę wadę, że w przeciwieństwie do podkładów drewnianych, na powierzchni przylegania podkładu do tłucznia spotykają się dwa nieelastyczne materiały w ten sposób, że nie jest możliwe wyżej wspomniane zazębienie tak, że jest zmniejszone przejmowanie sił wzdłużnych i sił poprzecznych przez podłoże z tłucznia. A ponadto, twarde, nieelastyczne miejsca styku między tłuczniem i podkładem, przy przeciążeniach prowadzą do uszkodzeń względnie do zniszczeń podkładu lub tłucznia.On the other hand, concrete sleepers and steel sleepers, which are comparable in this situation, have the disadvantage that, in contrast to wooden sleepers, two inelastic materials meet on the surface of the breakstone support, in such a way that the above-mentioned interlocking is not possible, so that the absorption of forces is reduced. longitudinal and transverse forces through the gravel bed. Moreover, the hard, inelastic contact points between the crushed stone and the crushed stone, in the event of overloading, lead to damage or destruction of the crushed stone or crushed stone.

Dla zapobiegania przeciążeniom tłucznia, zwłaszcza na szlakach torowych do szybkiej jazdy, wcelu osiągnięcia usprężynowania i dzięki temu uzyskania zmniejszenia nacisków na tłuczeń, zostało już zaproponowane powlekanie dolnej strony podkładów elastycznym materiałem polimerowym. Dzięki zastosowaniu takiej elastycznej warstwy pośredniej między tłuczniem i podkładem betonowym, można mianowicie ochraniać podłoże z tłucznia, z drugiej strony jednakże znacznie są zmniejszone siły oporu przesunięcia w kierunku wzdłużnym i siły oporu przesunięcia w kierunku poprzecznym w ten sposób, że stateczność położenia takiego toru kolejowego jest jeszcze mniejsza niż tych torów, w których podkłady betonowe leżą bezpośrednio na podłożu z tłucznia.In order to prevent overloading of gravel, especially on high-speed track tracks, in order to achieve springback and thus reduce the pressure on the gravel, it has already been proposed to coat the underside of the sleepers with a flexible polymeric material. Due to the use of such a flexible intermediate layer between the crushed stone and the concrete sleeper, the crushed stone substrate can be protected, on the other hand, however, the longitudinal displacement resistance forces and the transverse displacement resistance forces are significantly reduced, so that the stability of the position of such a railway track is even smaller than those of tracks where the concrete sleepers lie directly on the gravel bed.

Opis patentowy nr EP 0465390 B1 przedstawia podkład do torów kolejowych posiadający warstwę na spodniej stronie z warstwami, które są wykonane z lepkosprężystego materiału. Rozwiązanie sprowadza się do podkładu wyposażonego w sprężystą warstwę usytuowaną na spodniej stronie.EP 0465390 B1 describes a railroad sleeper having a layer on its underside with layers that are made of a viscoelastic material. The solution comes down to the underlay provided with an elastic layer located on the underside.

Również opis patentowy nr EP 733 738 B1 w opisie stanu techniki przedstawia podkład do torów kolejowych posiadający warstwę na stronie spodniej wykonaną z lepkosprężystego materiału, na przykład kolumna 2 wiersz 25, kolumna 3 wiersz 3, kolumna 4 wiersz 44 i kolumna 6 wiersz 46 oraz zastrz. 1. W tym dokumencie rozwiązanie również sprowadza się do podkładu wyposażonego w lepkosprężystą warstwę usytuowaną na spodniej stronie.Also, the patent specification No. EP 733 738 B1 in the description of the prior art describes a railway sleeper having a layer on its underside made of viscoelastic material, for example column 2 row 25, column 3 row 3, column 4 row 44 and column 6 row 46, and . 1. In this document, the solution also comes down to an underlay provided with a viscoelastic layer on the underside.

Przedmiotem wynalazku jest podkład do torów kolejowych z betonu, żelbetu lub ze stali, charakteryzujący tym, że ma plastycznie odkształcalną warstwę na jego dolnej stronie.The subject of the invention is a sleeper for railway tracks made of concrete, reinforced concrete or steel, characterized in that it has a plastically deformable layer on its lower side.

Korzystnie plastycznie odkształcalna warstwa jest umieszczona wyłącznie w obszarze podpory podkładu poprzecznego.Preferably, the plastically deformable layer is only located in the support area of the transverse sleeper.

Korzystnie warstwa zasadniczo jest wykonana z mieszankismołowo-asfaltowej.Preferably, the layer is essentially made of pitch-asphalt.

Korzystnie warstwa zasadniczo jest wykonana z tworzywa sztucznego.Preferably, the layer is substantially made of plastic.

Korzystnie warstwa zasadniczo jest wykonana z drewna lub betonu strużkowego lub z wiórów drewnianych.Preferably, the layer is essentially made of wood or wood-concrete or wood shavings.

Korzystnie dolna strona warstwy jest profilowana.Preferably, the bottom side of the layer is profiled.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku można zwiększyć stateczność położenia toru kolejowego i jednocześnie można uniknąć uszkodzenia podłoża z tłucznia.Thanks to the solution according to the invention, it is possible to increase the stability of the railway track position and, at the same time, to avoid damage to the ground from crushed stone.

Podkład na swojej dolnej stronie, zwłaszcza w obszarze jego podpór jest zaopatrzony w nałożoną, plastycznie odkształcalną warstwę, czyli posiadającą właściwość odkształcenia plastycznego, to znaczy trwałego w przeciwieństwie do materiału lepkosprężystego nie podlegającego jakimkolwiek plastycznym deformacjom lub materiałom sprężystym, które z chwilą ustania nacisku powracają do swojego pierwotnego kształtu, bez żadnych zmian w kształcie wynikających z deformacji.The underlay on its lower side, especially in the area of its supports, is provided with an superimposed, plastically deformable layer, i.e. having the property of plastic deformation, i.e. permanent deformation, in contrast to the viscoelastic material not subject to any plastic deformation or elastic materials, which when the pressure ceases, returns to its original shape, without any change in shape due to deformation.

PL 191 430 B1PL 191 430 B1

Podstawową cechą niniejszego wynalazku jest spodnia warstwa wykonana z materiału plastycznego czyli kiedy materiał zostanie zdeformowany, nie wróci już do swojego pierwotnego kształtu.The main feature of the present invention is the bottom layer made of a plastic material, i.e. when the material is deformed, it will not return to its original shape.

W wyniku powleczenia dolnej strony podkładu plastycznie odkształcalną warstwę, ze względu na plastyczne odkształcenie nałożonej warstwy osiąga się „zazębienie” podkładu z tłuczniem, dzięki czemu zwiększa się znacznie opór przesunięcia w kierunku poprzecznym i tym samym opór przesunięcia w kierunku wzdłużnym rusztu torowego i tym samym jest znacznie ulepszona stateczność położenia toru. Ponadto osiąga się dzięki temu, że z jednej strony są ograniczone szczytowe naciski i są zmniejszone naciski na skraju powierzchni nośnej i z drugiej strony, że powierzchnie styku między tłuczniem i podkładem są zwiększone tak, że naciski powierzchniowe w porównaniu do stanu techniki są mniejsze i zniszczenia materiału są redukowane względnie wykluczone. Wreszcie uzyskana za pomocą nałożonej warstwy „miękkość” obszaru styku między tłuczniem i podkładem jest także materiałooszczędna.As a result of the coating of the underside of the sleeper, the plastically deformable layer, due to the plastic deformation of the applied layer, results in the "mesh" of the sleeper with the crushed stone, which significantly increases the resistance to shift in the transverse direction and thus the resistance to shift in the longitudinal direction of the track grate, and thus is significantly improved track stability. Moreover, it is achieved by the fact that, on the one hand, the peak pressures are limited and the pressures at the edge of the bearing surface are reduced, and, on the other hand, that the contact surfaces between the crushed stone and the sleeper are increased, so that the surface pressures are smaller compared to the prior art and the material damage is reduced. are reduced or excluded. Finally, the "softness" of the contact area between the crushed stone and the backing by the applied layer is also material-saving.

Chociaż warstwa według wynalazku nakładana na podkładach poprzecznych w danym przypadku może być umieszczona na podkładach także uzupełniająco, korzystne jest zintegrowanie wytwarzanie warstwy podczas procesu produkcji podkładów betonowych, aby zapewnić jej możliwie najlepszą przyczepność. Ponadto warstwę można wytwarzać na odpowiednim obszarze dolnej strony podkładu, zwłaszcza w operacji technologicznej zamykającej odlewanie podkładu. W alternatywny sposób warstwa mogłaby być także później przyklejona na dolnej stronie podkładu.Although the layer according to the invention applied to the transverse sleepers can in this case also be applied to the sleepers additionally, it is advantageous to integrate the production of the layer during the production process of the concrete sleepers in order to ensure its best possible adhesion. In addition, the layer can be produced on a suitable area of the underside of the sleeper, in particular in the processing operation closing the casting of the sleeper. In an alternative way, the layer could also be glued later on to the underside of the backing.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój toru w płaszczyźnie równoległej do szyn, fig. 2 - widok toru kolejowego odpowiadający fig. 1, fig. 3 - poziomy przekrój toru kolejowego odpowiadający fig. 1 prostopadły do kierunku wzdłużnego szyn i fig. 4 -w powiększeniu widok z boku w obszarze podkładu.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which fig. 1 shows a vertical section of the track in a plane parallel to the rails, fig. 2 - a view of a railway track corresponding to fig. 1, fig. 3 - horizontal section of a railway track corresponding to fig. 1 orthogonal to the longitudinal direction of the rails and Fig. 4 - an enlarged side view in the area of the sleeper.

Na figurach oznaczono za pomocą oznaczenia odsyłającego 10 podłoże z tłucznia, za pomocą oznaczenia odsyłającego 12 podkłady poprzeczne umieszczone w podłożu z tłucznia, za pomocą oznaczenia odsyłającego 14 szyny umieszczone na podkładach 12 poprzecznych i za pomocą oznaczenia odsyłającego 16 koło prowadzone po szynach 14. Między szyną 14 i podkładami 12 poprzecznymi są umieszczone zwykłe przekładki 18. Podłoże z tłucznia 10 leży na torowisku 20. Ta struktura toru kolejowego tak dalece odpowiada układowi powszechnie przyjętemu, że nie wymaga bliższego objaśnienia.In the figures, the crushed stone substrate is indicated by reference number 10, cross sleepers placed in the crushed stone substrate by reference number 12, rails placed on the crushed stone substrate by reference number 12 and by reference number 16 - a wheel guided on rails 14. Between the rail 14 and transverse sleepers 12 are provided with the usual spacers 18. The crushed stone substrate 10 lies on the track 20. This structure of the railway track corresponds so far with the generally accepted system that it does not require further explanation.

Na dolnych stronach podkładów 12 poprzecznych są wykonane plastycznie odkształcalne warstwy 22, a mianowicie, jak daje się dostrzec na fig. 2 i fig. 3 w ten sposób, że obszary 24 niepodparte podkładów 12 poprzecznych są pozbawione nakładanej warstwy. Można zauważyć, że cieniowanie kreskami na fig. 2tych obszarów (nie widocznych na fig. 2) dolnej strony podkładu ma oznaczać te obszary, na których jest przewidziana nakładana warstwa. Strzałki 26i 28 na fig. 1, fig. 2 i fig. 3 mają pozorować siły poprzeczne i siły wzdłużne występujące w torze kolejowym.On the lower sides of the transverse sleepers 12, plastically deformable layers 22 are formed, namely, as can be seen from FIG. 2 and FIG. 3, such that the unsupported areas 24 of the transverse sleepers 12 are devoid of an applied layer. It can be seen that the shading of the lines in Fig. 2 of these areas (not visible in Fig. 2) of the underside of the undercoat is intended to denote those areas in which an application layer is provided. Arrows 26 and 28 in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 are intended to simulate the lateral forces and longitudinal forces occurring in a railway track.

Rysunek w powiększeniu odpowiednio do fig. 4 wyjaśnia zazębienie kamieni warstwy tłuczniowej z nałożoną, plastycznie odkształcalną warstwą 22. Po pierwsze jest z niego bezpośrednio zrozumiałe, że siły przemieszczające ze względu na zazębienie wyraźnie wzrastają, po drugie można także bez trudności zauważyć, że powierzchnia styku dolnej strony podkładu z warstwą tłuczniową obecnie jest znacznie zwiększona na tyle, że siły na jednostkę powierzchni występujące między powierzchniami styku w sumie są zmniejszone w sposób jednoznaczny.The enlarged drawing corresponding to Fig. 4 explains the engagement of the stones of the ballast layer with the applied plastically deformable layer 22. First, it is directly understood that the displacement forces increase markedly due to the meshing, and secondly it can also be noticed without difficulty that the contact surface the underside of the crushed stone underlay is now significantly increased to the extent that the forces per unit area between the contact surfaces in total are unequivocally reduced.

Korzyści osiągnięte za pomocą wynalazku polegają zatem w szczególności na tym, że zamiast, jak w stanie techniki istniejącym przenoszeniu siły w odpowiednich punktach między podkładem i tłuczniem obecnie następuje przenoszenie siły przez powierzchnie, ograniczone są szczytowe naciski na poszczególnych ziarnach tłucznia i zmniejszone są naciski na skraju powierzchni nośnej, dzięki temu zapobiega się rozkruszeniu ziaren tłucznia lub uszkodzeniu podkładu betonowego i ze względu na zazębienie podłoża z tłucznia z plastycznie odkształcalną nałożoną warstwą, na podkładach poprzecznych występuje zwiększenie oporów przemieszczenia wzdłużnego i oporów przemieszczenia poprzecznego, dzięki czemu jest poprawiona stateczność położenia toru kolejowego.The advantages achieved by the invention are therefore, in particular, that instead of the force transmission at appropriate points between the sleeper and the breakstone, as in the state of the art, force is now transmitted through the surfaces, the peak pressures on the individual breakstone grains are limited and the edge pressures are reduced. bearing surface, thanks to this, crushing of the crushed stone grains or damage to the concrete sleeper is prevented, and due to the meshing of the breakstone base with the plastically deformable applied layer, the transverse movement resistances and transverse displacement resistances are increased on the transverse sleepers, thanks to which the stability of the position of the railway track is improved.

Claims

Claims 1. Concrete, reinforced concrete or steel track sleeper, characterized in that it has a plastically deformable layer (22) on its underside.

2. The backing according to claim The method of claim 1, characterized in that the plastically deformable layer (22) is provided exclusively in the support area of the transverse sleeper.

PL 191 430B1

3. The backing according to claim The method of claim 1 or 2, characterized in that the layer (22) is essentially made of a tar-asphalt mixture.

4. The backing according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that the layer (22) is essentially made of a plastic material.

5. The primer according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that the layer (22) is essentially made of wood or wood-concrete or wood shavings.

6. The backing according to claim The method of claim 1, characterized in that the lower side of the layer (22) is profiled.