RU177753U1 - Шпала композитобетонная - Google Patents

Шпала композитобетонная Download PDF

Info

Publication number
RU177753U1
RU177753U1 RU2017139725U RU2017139725U RU177753U1 RU 177753 U1 RU177753 U1 RU 177753U1 RU 2017139725 U RU2017139725 U RU 2017139725U RU 2017139725 U RU2017139725 U RU 2017139725U RU 177753 U1 RU177753 U1 RU 177753U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
sleepers
fiber
composite
reinforcement
Prior art date
Application number
RU2017139725U
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Викторович Зыков
Ярослав Владимирович Зыков
Original Assignee
Владимир Викторович Зыков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Зыков filed Critical Владимир Викторович Зыков
Priority to RU2017139725U priority Critical patent/RU177753U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU177753U1 publication Critical patent/RU177753U1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • E01B3/32Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone with armouring or reinforcement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при строительстве новых железнодорожных линий, главных дополнительных путей и реконструкции (усилении) существующих линий колеи 1520 мм. Шпала композитобетонная, представляющая собой горизонтально расположенный параллелепипед с симметрично расположенными подрельсовыми площадками со сквозными отверстиями для крепления рельсов, выполненная из армированного композитной арматурой фибробетона отличается тем, что применяют фибробетон модифицированный фуллеренами, комплексом активных минеральных добавок и наномодифицированной добавкой на основе раствора поликарбоксилатных полимеров. Шпала композитобетонная содержит продольную арматуру из базальтопластика, при этом толщина защитного слоя фибробетона от верхней поверхности шпалы до крайнего ряда арматуры должна составлять не менее 25 мм, и толщина защитного слоя фибробетона от нижней поверхности шпалы - не менее 30 мм. Шпала композитобетонная облает повышенными характеристиками трещиностойкости, отсутствием электрокоррозии, и как следствие долговечностью.

Description

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при строительстве новых железнодорожных линий, главных дополнительных путей и реконструкции (усилении) существующих линий колеи 1520 мм для обращения типового подвижного состава общей сети железных дорог Российской Федерации, а также пассажирских поездов со скоростью более 200 км/час.
Шпалы композитобетонные повышенной долговечности могут применяться на участках постоянного и переменного тока в различных климатических условиях, а также в условиях с повышенным содержанием агрессивных к железобетону веществ, преимущественно, без применения вторичных методов защиты от коррозии.
Известна «Шпала облегченная из армобетона» по патенту на полезную модель №155407 от 10.10 2015.
Облегченная армобетонная шпала выполнена из материала на основе цемента и наполнителей - минеральных (щебень, базальт, гранит, песок) или искусственных (керамзит), в котором выполнены две полости в форме кругов, овалов или многогранников со скругленными углами.
Между полостями в теле облегченной армобетонной шпалы размещена металлическая закладная деталь, используемая для рельсового скрепления.
В верхней и нижней частях облегченной армобетонной шпалы расположены преднапряженные арматурные элементы в виде металлических или композитных стержней либо канатов.
Облегченная армобетонная шпала не является достаточно долговечной, так как содержит стальную арматуру и, как следствие, подвержена электрокоррозии в условиях с повышенным содержанием агрессивных к железобетону веществ.
Известна шпала по патенту ПМ №174683 от 25.10.2017, которая выполнена из полимерного композита, образованного армирующим наполнителем, в качестве которого выбран тальк, и полимерной матрицей. Полимерная матрица представляет собой смесь полимеров, в качестве которых выбраны полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности и поливинилиденхлорид. Такое выполнение шпалы, заключающееся во взаимосвязанном сочетании углублений с указанным материалом, обеспечивает повышение эксплуатационной эффективности шпалы за счет улучшения ее устойчивости на верхнем балласте пути с одновременным обеспечением ее высоких прочностных характеристик и их высокой стабильности при различных условиях эксплуатации.
Известна шпала бетонная по патенту на полезную модель №126710 от 10.04.2013. Шпала бетонная, представляет собой горизонтально расположенный параллелепипед, симметричный относительно вертикальной оси, к верхней поверхности которого прилегают прямые и наклонные призмы с сечением в виде трапеции с цилиндрическими и коническими сквозными отверстиями для крепления рельсов, при этом шпала выполнена из фибробетона на минеральном связующем, армированного отрезками минеральных или органических волокон, их различными комбинациями и/или частыми сетками в сочетании со стержневой металлической, неметаллической композитной арматурой или без нее.
По сравнению с конструкциями из традиционных материалов, фибробетонные конструкции отличаются высокой долговечностью и пониженной материалоемкостью. Физико-механические свойства фибробетона обеспечивают сохранность изделий при их транспортировании и монтаже. Фибробетонные шпалы не только обладают наилучшими, по сравнению с традиционными, показателями физико-механических свойств, но и являются экологически безопасными, однако указанная конструкция шпалы в условиях воздействия атмосферных осадков обладает недостаточно высокой трещиностойкостью и соответственно возникновение трещин может привести к коррозии и снижению долговечности шпалы.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в создании шпалы композитобетонной высокой долговечности в различных климатических условиях, а также в условиях с повышенным содержанием агрессивных к железобетону веществ, преимущественно, без применения вторичных методов защиты от коррозии.
Техническим результатом полезной модели является повышение трещиностойкости разработанной шпалы композитобетонной и как следствие повышение долговечности конструкции.
Проблема решается и технический результат достигается за счет того, что шпала композитобетонная, представляющая собой горизонтально расположенный параллелепипед с симметрично расположенными подрельсовыми площадками со сквозными отверстиями для крепления рельсов, выполненная из армированного композитной арматурой фибробетона отличается тем, что применяют фибробетон модифицированный фуллеренами, комплексом активных минеральных добавок и наномодифицированной добавкой на основе раствора поликарбоксилатных полимеров. Шпала композитобетонная содержит продольную арматуру из базальтопластика, при этом толщина защитного слоя фибробетона от верхней поверхности шпалы до крайнего ряда арматуры должна составлять не менее 25 мм, и толщина защитного слоя фибробетона от нижней поверхности шпалы - не менее 30 мм.
Применяют оптимальный состав фибробетона, который содержит наномодифицированную добавку «Наноактив» ТУ 5743-005-98593931-2012, блокирующую агрессивные компоненты цементного камня и повышающих коррозионную стойкость базальтопластика и качество фибробетона в целом.
Добавка «Наноактив» представляет раствор поликарбоксилатных полимеров, модифицированных веществами органической и неорганической природы, а также оксидом кремния (SiO2⋅nH2O) с размером частиц (10-7…10-9)м и в совокупности с наличием арматурного каркаса из базальтопластика, обеспечивается повышенная коррозионная стойкость и соответственно долговечность конструкции шпалы в целом.
В качестве матрицы композитобетона шпал применяется фибробетон класса прочности на сжатие не ниже В40
При армировании в качестве продольной рабочей арматуры композитобетонных шпал используют базальтопластиковую арматуру ROCKBAR.
В качестве фибры следует применять базальтовую фибру по ТУ 5952-036-05328981-2005. Характеристики фибры указаны в таблице №1.
Figure 00000001
Применяемые портландцементы должны соответствовать I и II группам эффективности при пропаривании (ГОСТ 10178-85). В качестве крупного заполнителя для бетона шпал и несущей плиты необходимо использовать гранитный щебень, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8267 с фракцией не более 10 мм.
В качестве мелкого заполнителя должен применяться песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736.
Вода для приготовления бетонной смеси и вода, добавляемая в систему оборотного водоснабжения при промывке заполнителей перед подачей их в бетоносмеситель, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732.
Добавки для бетона должны удовлетворять требованиям ГОСТ 24211.
На чертежах фиг. 1 представлено схематическое изображение разработанной полезной модели в разрезе, где 1 - горизонтально расположенный параллелепипед с симметрично расположенными подрельсовыми площадками 2 со сквозными отверстиями для крепления рельсов 3.
H p - высота шпалы в подрельсовых сечениях
Н с - высота шпалы в среднем сечении.
А - расстояние между наружными упорными кромками в подрельсовых площадках разных концов шпалы.
На фиг 2 представлено схематичное изображение фрагмента композитобетонной шпалы, где показан 4защитный слой фибробетона над верхним и 5 слой фибробетона над нижним рядом арматуры рядом арматуры. Композитобетонные шпалы выполнены из фибробетона с повышенными характеристиками долговечности. Применяют оптимальный состав фибробетона, который отличается содержанием комплекса эффективных активных минеральных добавок, блокирующих агрессивные компоненты цементного камня и в совокупности с наличием арматурного каркаса из базальтопластика, обеспечивается повышенная коррозионная стойкость и соответственно долговечноть конструкции в целом. Добавки могут быть органическими или неорганическими веществами, вводимыми в бетонные смеси в процессе их приготовления с целью направленного регулирования их технологических свойств и/или строительно-технических свойств бетонов и растворов, и/или придания им новых свойств. Очевидными преимуществами бетонов, модифицированных углеродным наноматериалом, являются значительное увеличение прочности на сжатие и изгиб, увеличение морозостойкости и водонепроницаемости за счет уплотнения структуры бетонов. При введении в смесь, наноразмерные частицы играют роль зародышей структурообразования, наноармирующего элемента, центров зонирования новообразований в матрице модифицированной фибробетонной смеси, направленное на улучшение физико-механических свойств за счет компонентов, упрочняющих структуру фибробетона на микро- и наноуровнях. (Кандидат технических наук Алаторцева, Ульяна Владимировна, автореферат диссертации Конструкционные сталефибробетоны, модифицированные комплексными углеродными микро- и наноразмерными добавками). При армировании в качестве продольной арматуры для шпальной конструкции, а используют базальтопластиковую арматуру ROCKBAR.
В качестве матрицы композитобетона шпал применяется фибробетон класса прочности не менее В40. В качестве фибры применяют базальтовую фибру, в качестве вяжущего применяют портландцемент, при этом добавки для бетона, модифицированного фуллеренами, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 24211.
Марка бетона по морозостойкости должна быть не менее F1400.
Марка бетона по водонепроницаемости должна быть не менее W14.
Характеристики базальтопластиковой арматуры ROCKBAR указаны в таблице №2.
Figure 00000002
Конструкция разработанной композитобетонной шпалы успешно прошла испытания на прочность, жесткость и трещиностойкость, результаты удовлетворяют следующим требованиям:
а) разрушение произошло при нагрузке, более или равной контрольной нагрузке по проверке прочности (1,6×Рк);
б) прогиб не превысил более чем на 10% контрольный прогиб при нагрузке, равной контрольной нагрузке по проверке жесткости (1,0×Рк);
в) обнаружение появления первых поперечных трещин при нагрузке, более или равной контрольной нагрузке по проверке трещиностойкости (1,0×Рк).
Контрольные нагрузки при испытаниях шпал на трещиностойкость отображены в таблице №3:
Figure 00000003
Таким образом, высокие физико-механические параметры разработанной конструкции шпалы композитобетонной, формируются за счет использования базальтопластиковой арматуры и фибробетона, модифицированного фуллеренами, включающего наномодифиыцированную добавку.
Долговечность шпалы обеспечивается за счет:
- отсутствия стальной арматуры и, как следствие, отсутствием электрокоррозии;
- фибробетона, модифицированного фуллеренами с повышенными характеристиками долговечности и стойкости к ударным и вибрационным воздействиям;
- отсутствия усадочных трещин;
- термостойкости;
- высокого модуля упругости;
- химической стойкости к микроорганизмам, щелочным и кислым средам;
- вибрационной стойкости;
- повышенной сейсмостойкости;
- высокой водонепроницаемости;
- высокой морозостойкости;
- уменьшения взрывного откалывания фибробетона при пожаре.

Claims (1)

  1. Шпала композитобетонная, представляющая собой горизонтально расположенный параллелепипед с симметрично расположенными подрельсовыми площадками со сквозными отверстиями для крепления рельсов, выполненная из армированного композитной арматурой фибробетона, отличающаяся тем, что применяют фибробетон, модифицированный фуллеренами, с комплексом активных минеральных добавок и наномодифицированной добавкой на основе раствора поликарбоксилатных полимеров, упомянутая шпала композитобетонная содержит продольную арматуру из базальтопластика, при этом толщина защитного слоя фибробетона от верхней поверхности шпалы до крайнего ряда продольной арматуры должна составлять не менее 25 мм и от нижней поверхности шпалы - не менее 30 мм.
RU2017139725U 2017-11-15 2017-11-15 Шпала композитобетонная RU177753U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139725U RU177753U1 (ru) 2017-11-15 2017-11-15 Шпала композитобетонная

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139725U RU177753U1 (ru) 2017-11-15 2017-11-15 Шпала композитобетонная

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177753U1 true RU177753U1 (ru) 2018-03-12

Family

ID=61628749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139725U RU177753U1 (ru) 2017-11-15 2017-11-15 Шпала композитобетонная

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177753U1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188927U1 (ru) * 2018-11-08 2019-04-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Композитная шпала переменного сечения
RU189913U1 (ru) * 2018-11-12 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ВГТУ) Слоистая фиброкаутоновая балка
RU195868U1 (ru) * 2019-12-20 2020-02-07 Ханлар Шахлар оглы Бабаханов Шпала
RU201124U1 (ru) * 2020-07-24 2020-11-27 Акционерное общество "РС-Комплект" Армированная бетонная шпала
RU2750271C1 (ru) * 2020-12-11 2021-06-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Фратрил" Шпала из композитного материала
RU213570U1 (ru) * 2021-11-19 2022-09-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ)) Железнодорожная шпала из фиброматериала

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94015831A (ru) * 1993-05-07 1996-09-20 Швихаг Шпала для железнодорожных путей
EP1039030B1 (de) * 1999-03-19 2006-02-08 Allgemeine Baugesellschaft - A. Porr Aktiengesellschaft Schotterloser Oberbau
RU126710U1 (ru) * 2012-12-05 2013-04-10 Михаил Андреевич Король Шпала бетонная
RU2550782C1 (ru) * 2013-10-11 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Шпала из бетона для железных дорог
RU174799U1 (ru) * 2017-08-14 2017-11-02 Владимир Викторович Зыков Конструкция верхнего основания безбалластного пути высокоскоростных железных дорог

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94015831A (ru) * 1993-05-07 1996-09-20 Швихаг Шпала для железнодорожных путей
EP1039030B1 (de) * 1999-03-19 2006-02-08 Allgemeine Baugesellschaft - A. Porr Aktiengesellschaft Schotterloser Oberbau
RU126710U1 (ru) * 2012-12-05 2013-04-10 Михаил Андреевич Король Шпала бетонная
RU2550782C1 (ru) * 2013-10-11 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Шпала из бетона для железных дорог
RU174799U1 (ru) * 2017-08-14 2017-11-02 Владимир Викторович Зыков Конструкция верхнего основания безбалластного пути высокоскоростных железных дорог

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188927U1 (ru) * 2018-11-08 2019-04-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Композитная шпала переменного сечения
RU189913U1 (ru) * 2018-11-12 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ВГТУ) Слоистая фиброкаутоновая балка
RU195868U1 (ru) * 2019-12-20 2020-02-07 Ханлар Шахлар оглы Бабаханов Шпала
RU201124U1 (ru) * 2020-07-24 2020-11-27 Акционерное общество "РС-Комплект" Армированная бетонная шпала
RU2750271C1 (ru) * 2020-12-11 2021-06-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Фратрил" Шпала из композитного материала
RU213570U1 (ru) * 2021-11-19 2022-09-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ)) Железнодорожная шпала из фиброматериала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU177753U1 (ru) Шпала композитобетонная
Shojaei et al. Application of alkali-activated slag concrete in railway sleepers
Taherinezhad et al. A review of behaviour of prestressed concrete sleepers
Khalil et al. Impact resistance of rubberized self-compacting concrete
CN105254249A (zh) 由超高性能水泥基复合材料浇筑的超高性能水泥基桥面板
CN105256709A (zh) 由超高性能水泥基复合材料浇筑的超高性能水泥基π形梁
RU174799U1 (ru) Конструкция верхнего основания безбалластного пути высокоскоростных железных дорог
Jokūbaitis et al. Analysis of strain state and cracking of cocnrete sleepers
Shin et al. Enhancing the resistance of prestressed concrete sleepers to multiple impacts using steel fibers
Hossain et al. Shear behavior of polypropylene fiber-reinforced concrete beams containing recycled aggregate and crumb rubber
CN104878875B (zh) 一种frp筋超高性能混凝土盖板及其制备方法
Raj et al. A review on the development of new materials for construction of prestressed concrete railway sleepers
CN114032724B (zh) 一种装配式再生混凝土乡村路面
Ferdous et al. Hybrid FRP-concrete railway sleeper
EP3256644B1 (en) Durable railway tie
de Souza Lima et al. A review of failures of railway monoblock prestressed concrete sleepers
Amanzholovich et al. Modification of concrete railway sleepers and assessment of its bearing capacity
Wang et al. Modification of Concrete Railway Sleeper Mix Design, Using a Hybrid Application of Steel Fibers
Subramanian et al. Full-scale static behaviour of prestressed geopolymer concrete sleepers reinforced with steel fibres
RU126710U1 (ru) Шпала бетонная
Kayali Sustainability of fibre composite concrete construction
Shashikala et al. Experimental investigations on use of rubber concrete in railway sleepers
WO2016095782A1 (zh) 预应力混凝土纵向轨枕
CN112411269A (zh) 一种新型竹纤维增强的预应力混凝土轨枕及性能增强方法
US11414348B2 (en) High strength reduced elastic modulus concrete

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181116

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20200212

PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20200317