RU188195U1

RU188195U1 - Basement pad

Info

Publication number: RU188195U1
Application number: RU2018143556U
Authority: RU
Inventors: Лев Александрович Андреев; Андрей Юрьевич Смирнов; Виктор Ошерович Певзнер; Максим Николаевич Мысливец
Original assignee: Лев Александрович Андреев
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-04-02

Abstract

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к подшпальным прокладкам, которые устанавливаются под подошвы железобетонных шпал и брусья стрелочных переводов железнодорожных путей любого типа, применяются в условиях скоростного и грузового движения, а также при реконструкции существующих железнодорожных линий. Технический результат заключается в снижении механических нагрузок на балласт, увеличении несущей способности железнодорожных путей за счет уменьшения вибраций и предотвращения уменьшения площади опоры шпал на балласт, упрощении конструкции подшпальной прокладки и технологии ее крепления к подошве шпалы. Достигается технический результат тем, что подшпальная прокладка выполнена в виде резиновой прямоугольной пластины с твердостью 70-75 ед. по Шору А, имеет с обеих сторон ровную поверхность, изготовленная из резиновой смеси на основе изопреновых и бутадиеновых синтетических каучуков, применение которой обеспечивает собственную частоту колебаний прокладки ниже 71 Гц, накопленную остаточную деформацию сжатия менее 25% и работоспособность при температурах окружающей среды от минус 40°С до плюс 80°С, и не требующая специального крепления к подошве шпалы.The utility model relates to the design of the upper structure of the railway track, namely to the under-sleeper laying, which are installed under the soles of reinforced concrete sleepers and railroad switches of railroad tracks of any type, are used in conditions of high-speed and cargo traffic, as well as in the reconstruction of existing railway lines. The technical result consists in reducing mechanical loads on the ballast, increasing the bearing capacity of railway tracks by reducing vibrations and preventing a decrease in the bearing area of the sleepers on the ballast, simplifying the design of the sleeper pad and the technology of attaching it to the base of the sleepers. A technical result is achieved by the fact that the cushion pad is made in the form of a rectangular rubber plate with a hardness of 70-75 units. according to Shore A, it has a flat surface on both sides, made of a rubber mixture based on isoprene and butadiene synthetic rubbers, the use of which provides a natural gasket vibration frequency below 71 Hz, the accumulated residual compression deformation is less than 25% and working at ambient temperatures from minus 40 ° C to plus 80 ° C, and not requiring special fastening to the sole of the sleepers.

Description

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к виброизолирующим прокладкам, которые устанавливаются под подошвы железобетонных шпал и брусья стрелочных переводов железнодорожных путей любого типа, применяются в условиях скоростного и грузового движения, а также при реконструкции существующих железнодорожных линий.The utility model relates to the design of the upper structure of the railway track, namely to vibration-insulating gaskets that are installed under the soles of reinforced concrete sleepers and railroad switches of railroad tracks of any type, are used in conditions of high-speed and cargo traffic, as well as in the reconstruction of existing railway lines.

Подшпальная прокладка представляет собой резиновую прямоугольную пластину, имеющую с обеих сторон ровную поверхность, изготовленную из резиновой смеси на основе изопренового и бутадиенового синтетических каучуков, что обеспечивает собственную частоту колебаний прокладки ниже 71Гц, накопленную остаточную деформацию сжатия менее 25% и работоспособность при температурах окружающей среды от минус 40°С до плюс 80°С. Применение материала пластины с такими характеристиками позволяет снизить механические нагрузки на балласт и увеличить несущую способность железнодорожных путей.The under-sleeper gasket is a rectangular rubber plate having a flat surface on both sides made of a rubber mixture based on isoprene and butadiene synthetic rubbers, which ensures the gasket’s natural oscillation frequency below 71 Hz, the accumulated residual compression deformation is less than 25%, and is operable at ambient temperatures from minus 40 ° С to plus 80 ° С. The use of plate material with such characteristics allows to reduce mechanical loads on the ballast and increase the bearing capacity of railway tracks.

Подшпальная прокладка имеет длину от 450 мм до 1350 мм, ширину от 250 мм до 300 мм, толщину от 8 мм до 14 мм (типы размеров выбираются в зависимости от степени разрушения и просадки балласта, а также от степени интенсивности эксплуатации участка железнодорожного пути). Минимальные размеры подшпальной прокладки выбраны исходя из того, что если эти размеры будут меньше, то жесткость прокладки станет недостаточной для обеспечения необходимых виброизолирующих характеристик. Максимальные размеры выбраны из расчета максимальных размеров шпал и с учетом того, что под одну шпалу устанавливаются две виброизолирующие прокладки по одной с каждой стороны железнодорожного пути.The basement pad has a length of 450 mm to 1350 mm, a width of 250 mm to 300 mm, a thickness of 8 mm to 14 mm (size types are selected depending on the degree of destruction and subsidence of the ballast, as well as on the degree of intensity of operation of the railway section). The minimum dimensions of the under-sleeper pad are selected on the basis that if these dimensions are smaller, then the pad stiffness will become insufficient to provide the necessary anti-vibration characteristics. The maximum dimensions are selected from the calculation of the maximum dimensions of the sleepers and taking into account the fact that two vibration isolation pads are installed under one sleeper, one on each side of the railway track.

Подшпальная прокладка имеет технологические отверстия диаметром 20-25 мм в количестве от 4 до 13 штук, которые равномерно расположены на поверхности прокладки. Количество отверстий выбирается в зависимости от длины прокладки. Например, самая короткая прокладка длиной 450 мм имеет четыре отверстия, самая длинная – 1350 мм имеет тринадцать отверстий. Пример прокладки с габаритными размерами 1000 мм на 250 мм и толщиной 14 мм показан на Фиг.1 и Фиг.2. Количество отверстий подобрано таким образом, чтобы обеспечить равномерное сцепление прокладки с балластом и в тоже время сохранить необходимое значение ее жесткости. Наличие отверстий препятствует смещению и выскальзыванию прокладки из-под шпалы за счет того, что, применяемый при изготовлении балластного слоя щебень имеет размеры фракций 25-60 мм, тем самым, попадая в отверстия прокладки, щебень, застревая в них препятствует ее смещению в горизонтальной плоскости и при этом не может проникать сквозь прокладку, так как максимальный размер отверстия прокладки соответствует минимальному размеру фракций щебня. Таким образом подшпальная прокладка не требует специального крепления к шпале, например, в виде приклеивания, крепления к шпале различными специальными приспособлениями, крепления за счет изменения конструкции шпалы и т.д.The basement gasket has technological holes with a diameter of 20-25 mm in an amount of 4 to 13 pieces, which are evenly located on the surface of the gasket. The number of holes is selected depending on the length of the gasket. For example, the shortest gasket 450 mm long has four holes, the longest - 1350 mm has thirteen holes. An example of a gasket with overall dimensions of 1000 mm by 250 mm and a thickness of 14 mm is shown in FIG. 1 and FIG. 2. The number of holes is selected in such a way as to ensure uniform adhesion of the gasket with the ballast and at the same time maintain the necessary value of its rigidity. The presence of holes prevents the displacement and slip of the gasket from under the tie due to the fact that the crushed stone used in the manufacture of the ballast layer has fractions of sizes 25-60 mm, thereby getting into the holes of the gasket, crushed stone, being stuck in them, prevents its displacement in the horizontal plane nor can it penetrate through the gasket, since the maximum size of the gasket hole corresponds to the minimum size of gravel fractions. Thus, the under-sleeper laying does not require special fastening to the sleeper, for example, in the form of gluing, fastening to the sleeper with various special devices, fastening by changing the design of the sleepers, etc.

В настоящее время в качестве подрельсовых опор в основном используются железобетонные шпалы и брусья, которые из-за своей структуры не могут снижать динамические нагрузки. Учитывая то, что с появлением высокоскоростных и большегрузных поездов значительно увеличиваются динамические нагрузки различных типов на элементы верхнего строения пути, естественно, что эксплуатация таких поездов приводит к повышенному износу железнодорожных путей и, соответственно, увеличению затрат на их обслуживание. Кроме того, на интенсивность износа железнодорожных путей влияет и повышенная вибрация.Currently, reinforced concrete sleepers and beams are mainly used as rail supports, which, due to their structure, cannot reduce dynamic loads. Considering the fact that with the advent of high-speed and heavy-load trains, dynamic loads of various types on the elements of the upper track structure increase significantly, it is natural that the operation of such trains leads to increased wear of railway tracks and, accordingly, an increase in the cost of their maintenance. In addition, increased vibration also affects the rate of wear of railway tracks.

Известно, что для гашения вибрации приходящей от подвижного состава на балласт используют подшпальные прокладки, которые изготавливают из полимерных материалов, имеющих необходимую статическую жёсткость, но не имеющих достаточные динамическую жесткость (значения остаточной деформации сжатия у этих материалов превышают 40%) и вибрационные характеристики, что приводит к преждевременному износу шпал и нарушению поверхности балласта.It is known that for damping the vibrations coming from the rolling stock to the ballast, base plates are used that are made of polymer materials having the necessary static rigidity but not having sufficient dynamic stiffness (the values of the residual compressive strain of these materials exceed 40%) and vibration characteristics, which leads to premature wear of sleepers and violation of the surface of the ballast.

Известны различные конструкции подшпальных прокладок. Например, известна железобетонная шпала, имеющая упругие элементы из полимерного материала, расположенные на подошве шпалы в подрельсовых ее частях, причем упругие элементы выполнены в виде прокладок, закрепленных в шпале путем втапливания их в свежеуложенный бетон при формовании шпал (патент РФ 76649 МПК Е 01В3/34).Various designs of sleeper pads are known. For example, reinforced concrete sleepers are known that have elastic elements made of polymer material located on the sole of the sleepers in its under-rail parts, and the elastic elements are made in the form of gaskets fixed in the sleepers by immersing them in freshly laid concrete when molding sleepers (RF patent 76649 IPC Е 01В3 / 34).

Известна подшпальная прокладка, выполненная в форме многослойной пластины, причем верхняя часть и основание многослойной пластины выполнены из нетканого материала, а средняя часть пластины содержит материал из резины. Крепится она к подошве железобетонной шпалы с помощью жесткого, влаго-маслостойкого шпаклевочно-клеевого состава (патент РФ 130314 МПК 7 Е 01В2).Known under-sleeper gasket made in the form of a multilayer plate, the upper part and the base of the multilayer plate are made of non-woven material, and the middle part of the plate contains material from rubber. It is attached to the sole of the reinforced concrete sleepers with the help of a hard, moisture-oil-resistant putty and adhesive composition (RF patent 130314 IPC 7 E 01B2).

Недостатками этих виброизолирующих прокладок являются их недостаточные вибрационные характеристики, они не обеспечивают необходимую динамическую жесткость, не ремонтопригодны, требуют специального крепления с подошвой шпалы, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат.The disadvantages of these vibration-insulating gaskets are their insufficient vibrational characteristics, they do not provide the necessary dynamic stiffness, are not repairable, require special fastening with the sole of the sleepers, which leads to an increase in operating costs.

Задачей полезной модели является увеличение срока эксплуатации железнодорожных путей, снижение эксплуатационных затрат и улучшение ремонтопригодности.The objective of the utility model is to increase the lifetime of railways, reduce operating costs and improve maintainability.

Технический результат заключается в снижении механических нагрузок на балласт, увеличении несущей способности железнодорожных путей за счет уменьшения вибраций и предотвращения уменьшения площади опоры шпал на балласт, упрощении конструкции виброизолирующей прокладки и технологии ее крепления к подошве шпалы. The technical result consists in reducing mechanical loads on the ballast, increasing the bearing capacity of railway tracks by reducing vibrations and preventing a decrease in the bearing area of the sleepers on the ballast, simplifying the design of the vibration-isolating gasket and the technology of its attachment to the base of the sleepers.

Достигается технический результат тем, что подшпальная прокладка выполнена в виде резиновой прямоугольной пластины с твердостью 70-75 ед. по Шору А, имеет с обеих сторон ровную поверхность. Подшпальная прокладка изготавливается из резиновой смеси на основе изопреновых и бутадиеновых синтетических каучуков, применение которой обеспечивает собственную частоту колебаний прокладки ниже 71 Гц, накопленную остаточную деформацию сжатия менее 25% и работоспособность при температурах окружающей среды от минус 40°С до плюс 80°С. Прокладка имеет однослойную технологичную конструкцию в виде пластины с различными размерами, а наличие отверстий в прокладке предотвращает ее смещение и выскальзывание из-под шпалы.A technical result is achieved by the fact that the under-sleeper gasket is made in the form of a rectangular rubber plate with a hardness of 70-75 units. along Shore A, has a flat surface on both sides. The cushion pad is made of a rubber mixture based on isoprene and butadiene synthetic rubbers, the use of which provides a natural frequency of vibration of the gasket below 71 Hz, the accumulated residual compressive strain of less than 25% and performance at ambient temperatures from minus 40 ° C to plus 80 ° C. The gasket has a single-layer technological design in the form of a plate with various sizes, and the presence of holes in the gasket prevents its displacement and slipping out from under the sleepers.

Подшпальная прокладка работает следующим образом. Подшпальная прокладка укладывается на балласт под шпалу по одной штуки с каждой стороны железнодорожного пути. При прохождении поезда подшпальная прокладка сжимается. За счет материала, из которого она изготовлена, гасятся удары и вибрация на всех частотах, передающиеся через рельсы на шпалы и балласт. При этом наличие отверстий в подшпальной прокладке препятствует ее смещению и выскальзыванию из-под шпалы. После прохождения поезда подшпальная прокладка, имеющая низкую остаточную деформацию, принимает начальную форму. В случае необходимости ремонта железнодорожных путей или балласта подшпальная прокладка может быть относительно быстро и легко заменена, при этом менять саму железобетонную шпалу не надо, что значительно снижает эксплуатационные затраты.Basement laying works as follows. Under-sleeper laying is laid on the ballast under the sleeper, one piece on each side of the railway track. As the train passes, the under-sleeper pad is compressed. Due to the material from which it is made, shock and vibration at all frequencies are transmitted, transmitted through the rails to sleepers and ballast. At the same time, the presence of openings in the under-sleeper pad prevents its displacement and slipping out from under the sleepers. After passing the train, the under-sleeper pad having a low residual deformation takes its initial shape. If it is necessary to repair railroad tracks or ballast, the under-sleeper laying can be relatively quickly and easily replaced, without changing the concrete sleeper itself, which significantly reduces operating costs.

Claims

1. The basement gasket, made in the form of a rectangular rubber plate with a hardness of 70-75 units. according to Shore A, which has a flat surface on both sides, made of a rubber mixture based on isoprene and butadiene synthetic rubbers, the use of which provides a natural gasket vibration frequency below 71 Hz, the accumulated residual compressive deformation is less than 25% and operability at ambient temperatures from minus 40 ° C to plus 80 ° C, and not requiring special fastening to the sole of the sleepers.

2. The basement pad according to claim 1, characterized in that it has dimensions in length from 450 mm to 1350 mm, in width from 250 mm to 300 mm, in thickness from 8 mm to 14 mm.

3. The basement pad according to claim 1, characterized in that it has a single-layer technological design.

4. The basement pad according to claim 1, characterized in that it has technological holes with a diameter of 20-25 mm in an amount of 4 to 13 pieces, which are evenly spaced on the surface of the pad.