RU126008U1

RU126008U1 - REINFORCED concrete sleepers

Info

Publication number: RU126008U1
Application number: RU2012132536/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Касимович Фарманов; Сергей Иванович Дабижа; Алексей Николаевич Овчинников; Наталья Елисеевна Набиуллина; Бунёд Тулкинович Курбанов; Бахадир Ахматкулович Усманкулов; Нелли Сергеевна Чен; Владимир Александрович Манько; Улугбек Рустамович Касымов; Михаил Викторович Голинских
Original assignee: Открытое акционерное общество "Алмалыкский горно-металлургический комбинат"
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-03-20

Abstract

Железобетонная шпала, выполненная в форме бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением, содержащего проволочную арматуру диаметром 3 мм, установленную в поперечном сечении в виде симметрично расположенных относительно вертикальной оси двух пакетов проволок, а также подрельсовые площадки на верхней поверхности бруса, и имеющего сквозные каналы для элементов рельсового скрепления, отличающаяся тем, что в каждом из пакетов проволока арматуры установлена в четыре ряда и имеет силу начального натяжения 8,3 кН, нижний ряд проволок в пакетах установлен на высоте 22-33 мм от подошвы бруса, подрельсовые площадки имеют ширину 735-738 мм, при этом высота бруса в середине имеет размер 122-133 мм, высота бруса в подрельсовом сечении равна 158-169 мм, а его высота в торце равна 127-138 мм.Reinforced concrete sleepers made in the form of a beam with a trapezoidal cross-section of variable length, containing wire reinforcement 3 mm in diameter, installed in the cross section in the form of two bundles of wires symmetrically located relative to the vertical axis, as well as rail tracks on the upper surface of the beam, and having through channels for rail fastening elements, characterized in that in each of the packages the reinforcing wire is installed in four rows and has an initial tension force of 8.3 kN, the lower row the roving in the packages is installed at a height of 22-33 mm from the bottom of the beam, the under-rail platforms have a width of 735-738 mm, while the height of the beam in the middle has a size of 122-133 mm, the height of the beam in the under-rail section is 158-169 mm, and its height in the end is 127-138 mm.

Description

Полезная модель относится к элементам верхнего строения железнодорожного пути с железобетонным подрельсовым основанием и предназначена для использования на железнодорожных путях промышленных предприятий, рассчитанных на повышенные осевые нагрузки и невысокие скорости движения подвижного состава, для укладки стрелочных переводов и установки контррельсов на мостах и путепроводах.The utility model relates to the elements of the upper structure of a railway track with a reinforced concrete rail base and is intended for use on industrial railway tracks designed for increased axial loads and low speeds of rolling stock, for laying turnouts and installing counter rails on bridges and overpasses.

Наиболее близкой к предлагаемой является железобетонная шпала, представляющая собой брус с переменным по длине сечением с подрельсовыми площадками на верхней поверхности и с выполненными сквозными каналами для рельсового скрепления типа КБ (клеммно-болтовое). Брус армирован двумя пакетами проволоки периодического профиля диаметром 3 мм (44 шт.), симметрично установленными относительно вертикальной оси. Сила натяжения одной проволоки 8,12 кН. Нижний ряд арматуры расположен на высоте 45 мм от подошвы бруса. Подрельсовые площадки выполнены шириной 404 мм. Брус имеет высоту в середине - 145 мм, высоту в подрельсовом сечении - 193 мм, высоту в торце - 150 мм. Ширина рельсовой колеи 1520 мм (ГОСТ 10629-88).Closest to the proposed one is a reinforced concrete sleeper, which is a bar with a cross-section with a variable length along the rails on the upper surface and with through channels made for rail fastening of the KB type (terminal bolt). The beam is reinforced with two packets of wire of a periodic profile with a diameter of 3 mm (44 pcs.), Symmetrically installed relative to the vertical axis. The pulling force of one wire is 8.12 kN. The bottom row of reinforcement is located at a height of 45 mm from the bottom of the beam. Subrail platforms are 404 mm wide. The beam has a height in the middle of 145 mm, a height in the rail section of 193 mm, a height in the end of 150 mm. The width of the rail track is 1520 mm (GOST 10629-88).

Существенными недостатками извесной шпалы являются избыточная масса и, следовательно, большой вес, который составляет 265 кг, что отрицательно сказывается на экономических показателях подрельсового основания, требует значительных сырьевых, материальных и энергетических затрат на изготовление шпалы и ее техническое содержание, т.к. для ее изготовления и укладки необходимо значительное количество цемента, нерудных материалов, высокопрочной проволоки, а также наличие механизмов большой мощности для выполнения работ по укладке, ремонтам и текущему содержанию железнодорожного пути промышленных предприятий. Все это повышает себестоимость шпалы и затраты на ремонты и текущее содержание железнодорожного пути.Significant disadvantages of the suspended sleepers are overweight and, therefore, a large weight, which is 265 kg, which negatively affects the economic performance of the rail foundation, requires significant raw material, material and energy costs for the manufacture of sleepers and its technical content, because for its manufacture and installation, a significant amount of cement, non-metallic materials, high-strength wire, as well as the presence of high-power mechanisms for the installation, repair and maintenance of the railway track of industrial enterprises are necessary. All this increases the cost of sleepers and the cost of repairs and the current maintenance of the railway track.

Указанная шпала предназначена для укладки только на прямых и криволинейных участках железнодорожного пути большого радиуса.The specified sleepers are designed for laying only on straight and curved sections of the railway track of large radius.

При использовании известной шпалы для установки контррельсов на мостах и путепроводах и на стрелочных переводах возможно создание аварийной ситуации в виде схода колес подвижного состава с рельсов по причине распора рельсовой колей (сход вовнутрь колеи) или набегания колеса на наружную нить рельса (сход наружу колеи).When using the well-known sleepers for installing counter rails on bridges and overpasses and on turnouts, it is possible to create an emergency situation in the form of a wheel rolling off the rails due to the expansion of the rail track (going inside the track) or the wheel running onto the outer thread of the rail (going outside the track).

Задачей полезной модели является снижение массы шпалы и себестоимости всего верхнего строения железнодорожного пути путем снижения затрат на изготовление шпалы и ее техническое содержание, при обеспечении прочности и надежности работы рельсошпальной решетки, включая участки обращения подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками - до 32 т/ось, а так же повышение безопасности работы рельсошпальной решетки после установки на подрельсовом основании контррельсов на мостах, путепроводах и на стрелочных переводах.The objective of the utility model is to reduce the weight of the sleepers and the cost of the entire upper structure of the railway track by reducing the cost of making the sleepers and their technical maintenance, while ensuring the strength and reliability of the rail-sleeper lattice, including sections of rolling stock with increased axial loads - up to 32 t / axle, as well as increasing the safety of the rail-sleeper grid after installing counter rails on bridges, overpasses and turnouts after installation on the rail base.

Поставленная задача решается тем, что в железобетонной шпале, выполненной в форме бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением, содержащего проволочную арматуру диаметром 3 мм, установленную в поперечном сечении в виде симметрично расположенных относительно вертикальной оси двух пакетов проволок, а также подрельсовые площадки на верхней поверхности бруса, и имеющего сквозные каналы для элементов рельсового скрепления, согласно полезной модели в каждом из пакетов проволока арматуры установлена в четыре ряда и имеет силу начального натяжения 8,3 кН, нижний ряд проволок в пакетах установлен на высоте 22-33 мм от подошвы бруса, подрельсовые площадки имеют ширину 735-738 мм, при этом высота бруса в середине имеет размер 122-133 мм, высота бруса в подрельсовом сечении равна 158-169 мм, а его высота в торце равна 127-138 мм.The problem is solved in that in a reinforced concrete sleepers made in the form of a beam with a trapezoidal cross-section of variable length, containing wire reinforcement with a diameter of 3 mm, installed in the cross section in the form of two bundles of wires symmetrically located relative to the vertical axis, as well as rails on the upper the surface of the beam, and having through channels for the elements of rail fastening, according to the utility model in each of the packages, the reinforcement wire is installed in four rows and has initial tension force of 8.3 kN, the lower row of wires in the packages is installed at a height of 22-33 mm from the bottom of the beam, the rails are 735-738 mm wide, while the height of the beam in the middle is 122-133 mm, the height of the beam in the rail the cross section is 158-169 mm, and its height at the end is 127-138 mm.

Для железнодорожных путей промышленных предприятий без снижения надежности рельсошпальной решетки целесообразным является снижение массы шпалы. Учитывая то, что максимальное давление от вертикальных сил, соответственно и изгибающий момент и напряжения возникают, в основном, в подрельсовом сечении, необходимо усиление только этой части шпалы. Остальные части шпалы можно облегчить и, тем самым, облегчить всю рельсошпальную решетку и снизить ее массу.For railways of industrial enterprises without reducing the reliability of the sleeper rail, it is advisable to reduce the weight of sleepers. Given that the maximum pressure from vertical forces, respectively, and bending moment and stress occur mainly in the rail section, it is necessary to strengthen only this part of the sleepers. The remaining parts of the sleepers can be lightened, and thereby lighten the entire rail-sleeper grid and reduce its weight.

Параметры предлагаемой полезной модели (высота бруса в середине 122-133 мм, высота бруса в подрельсовом сечении 158-169 мм и высота бруса на торце 127-138 мм) позволяют усилить ту часть шпалы (подрельсовое сечение), которая и воспринимает основную нагрузку, облегчая остальные части шпалы, что позволяет снизить ее массу. В целом предлагаемая конструкция позволяет снизить массу шпалы приблизительно на 15-20%, вес которой составляет 232 кг (±5%) для мостов и стрелочных переводов, что значительно снижает ее материалоемкость и трудозатраты на ее изготовление и облегчает в целом вес рельсошпальной решетки, ее укладку и эксплуатацию.The parameters of the proposed utility model (beam height in the middle of 122-133 mm, beam height in the under-rail section of 158-169 mm and beam height at the end of 127-138 mm) make it possible to strengthen the part of the sleepers (under-rail section), which perceives the main load, making it easier the rest of the sleepers, which reduces its weight. In general, the proposed design allows to reduce the weight of the sleepers by about 15-20%, the weight of which is 232 kg (± 5%) for bridges and turnouts, which significantly reduces its material consumption and labor costs for its manufacture and generally facilitates the weight of the rail-sleeper, its laying and operation.

Для установки контррельсов на мостах, путепроводах и на стрелочных переводах, необходимо выполнить подрельсовые площадки с увеличенной шириной для обеспечения возможности выполнения технических требований (при установке контррельсов на мостах).To install counter rails on bridges, overpasses and turnouts, it is necessary to carry out rail tracks with increased width to ensure that technical requirements can be met (when installing counter rails on bridges).

Исследованиями подтверждено, что в данном случае подрельсовые площадки должны быть установлены с шириной 735-738 ммStudies have confirmed that in this case, rail tracks should be installed with a width of 735-738 mm

Установка нижнего ряда проволок в пакетах на высоте 22-33 мм от подошвы бруса, позволяет обеспечить надежность всей шпалы.Installation of the lower row of wires in packages at a height of 22-33 mm from the bottom of the beam, allows you to ensure the reliability of the entire sleepers.

Установка нижнего ряда проволок на высоте менее 22 мм от подошвы бруса снижает надежность шпалы из-за уменьшения защитного слоя бетона.Installing the bottom row of wires at a height of less than 22 mm from the bottom of the beam reduces the reliability of the sleepers due to a decrease in the protective layer of concrete.

Увеличение защитного слоя бетона по нижней постели шпалы более 33 мм увеличивает избыточную массу шпалы.The increase in the protective layer of concrete on the lower bed of the sleepers more than 33 mm increases the excess weight of the sleepers.

Применение проволочной арматуры в виде симметрично установленных пакетов в каждом из которых арматура установлена в четыре ряда и имеет силу начального натяжения проволок 8,3 кН, и увеличение количества проволок арматуры до 48, позволяет использовать шпалу на участках с повышенной осевой нагрузкой - до 32 т/ось за счет увеличения силы предварительного обжатия бетона и повышения трещиностойкости шпалы.The use of wire reinforcement in the form of symmetrically installed packets in each of which the reinforcement is installed in four rows and has an initial wire tension of 8.3 kN, and an increase in the number of reinforcement wires to 48, allows the use of sleepers in areas with increased axial load - up to 32 t / axis by increasing the force of preliminary compression of concrete and increasing crack resistance of the sleepers.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена шпала, вид сбоку; на фиг.2 - поперечный разрез шпалы в середине.The utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a sleeper, side view; figure 2 is a transverse section of the sleepers in the middle.

Железобетонная шпала (фиг.1) представляет собой брус 1, выполненный из бетона марки не ниже М 500, с подошвой 2 и с переменным по длине трапецеидальным сечением. Внутри бруса 1 размещена проволочная арматура 3. На верхней поверхности бруса 1 размещены подрельсовые площадки 4, ширина которых составляет a=735-738 мм.Reinforced concrete sleepers (figure 1) is a beam 1 made of concrete grade not lower than M 500, with a sole 2 and with a variable trapezoidal cross-section. Inside the beam 1, wire reinforcement 3 is placed. On the upper surface of the beam 1, rail tracks 4 are placed, the width of which is a = 735-738 mm.

В брусе 1 выполнены сквозные каналы 5 для размещения на шпале клеммно-болтового скрепления типа КБ.In the beam 1, through channels 5 are made for placement on the railroad tie terminal bolt fastening type KB.

Проволочная арматура 3, размещенная в брусе 1, имеет сечение диаметром 3 мм и силу начального предварительного натяжения не менее 8,3 кН.The wire reinforcement 3, placed in the beam 1, has a cross-section of 3 mm in diameter and an initial pre-tension of at least 8.3 kN.

Проволочная арматура 3 в поперечном сечении бруса 1 выполнена в виде симметрично установленных относительно вертикальной оси пакетов 6 и 7. Оптимальное число проволок составляет 48 шт.The wire reinforcement 3 in the cross section of the beam 1 is made in the form of packages 6 and 7 symmetrically mounted relative to the vertical axis. The optimum number of wires is 48 pcs.

В каждом из пакетов 6 и 7 проволоки арматуры 3 установлены в четыре ряда.In each of the packages 6 and 7, the wire reinforcement 3 is installed in four rows.

Нижний ряд 8 в каждом пакете 6 и 7 установлен на высоте h₁=22-33 мм от подошвы 2 бруса 1.The bottom row 8 in each package 6 and 7 is installed at a height of h ₁ = 22-33 mm from the sole 2 of the beam 1.

Высота бруса 1 в его средней части равна h₂=122-133 мм.The height of the beam 1 in its middle part is equal to h ₂ = 122-133 mm.

Высота бруса 1 в подрельсовом сечении равна h₃=158-169 мм.The height of the beam 1 in the rail section is h ₃ = 158-169 mm

Высота бруса 1 в его торце равна h₄=127-138 мм.The height of the beam 1 at its end is h ₄ = 127-138 mm.

Шпалы укладывают на подготовленную на земляном полотне балластную призму (на чертеже не показана). Для исключения возникновения предельных изгибающих моментов в средней части шпалы по критериям трещиностойкости по верхней постели шпалы и выносливости бетона по нижней постели шпалы при укладке шпал и их эксплуатации в балластном слое в зоне средней части шпалы устраивают канавку шириной до 40 см.Sleepers are laid on a ballast prism prepared on a subgrade (not shown in the drawing). To exclude the occurrence of ultimate bending moments in the middle part of the sleepers according to the criteria of crack resistance on the upper bed of the sleepers and the endurance of concrete on the lower bed of the sleepers, when laying the sleepers and their operation in the ballast layer in the zone of the middle part of the sleepers, a groove up to 40 cm wide is arranged.

Рельсы 9 закрепляют на брусе 1 клеммно-болтовым скреплением типа КБ, устанавливаемом в каналах 5.The rails 9 are fixed on the beam 1 with a terminal bolt fastening of the KB type installed in the channels 5.

При движении транспортного средства по рельсам 9 осевая и боковая нагрузка, создаваемая данным средством, передается на брус 1, где происходит ее рассредоточение.When the vehicle moves along rails 9, the axial and lateral load created by this tool is transmitted to the beam 1, where it is dispersed.

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемой шпалы при ее меньшей массе и сниженным весом и, следовательно, сниженной себестоимости, обеспечивают требуемую надежность и долговечность шпалы. Масса шпалы, а так же ее высокие амортизационные свойства позволяют использовать предлагаемую шпалу в горных и карьерных условиях, на мостах, путепроводах и на стрелочных переводах и используются транспортные средства с незначительными скоростями движения и повышенными осевыми нагрузками.Thus, the design features of the proposed sleepers with its lower weight and reduced weight and, therefore, reduced cost, provide the required reliability and durability of the sleepers. The weight of the sleepers, as well as its high cushioning properties, make it possible to use the proposed sleepers in mountain and quarry conditions, on bridges, viaducts and turnouts, and vehicles with low speeds and increased axial loads are used.

Предлагаемая конструкция шпалы позволит использовать ее при фактических скоростях поездов до 40 км/час и осевых нагрузках до 32 т.The proposed design of the sleepers will allow it to be used at actual train speeds of up to 40 km / h and axial loads of up to 32 tons.

Claims

Reinforced concrete sleepers made in the form of a beam with a trapezoidal cross-section of variable length, containing wire reinforcement 3 mm in diameter, installed in the cross section in the form of two bundles of wires symmetrically located relative to the vertical axis, as well as rail tracks on the upper surface of the beam, and having through channels for rail fastening elements, characterized in that in each of the packages the reinforcing wire is installed in four rows and has an initial tension force of 8.3 kN, the lower row the roving in packages is installed at a height of 22-33 mm from the bottom of the beam, the rail platforms are 735-738 mm wide, while the height of the beam in the middle is 122-133 mm, the height of the beam in the rail section is 158-169 mm, and its height in the end is 127-138 mm.