RU221754U1 - Шпала железобетонная - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкции шпал железобетонных, и может быть использована в конструкции железных дорог общего пользования, магистральных линий, в том числе с повышенными осевыми нагрузками, высокой грузонапряженностью, высокоскоростных линий, подъездных путей, а также путей городского рельсового транспорта. Шпала железобетонная выполнена в виде бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением. Брус содержит арматурную проволоку, расположенную в горизонтальных и четырех вертикальных рядах, симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного сечения, с подрельсовыми площадками для размещения деталей рельсового скрепления. Брус содержит шесть горизонтальных рядов арматурной проволоки. Первый, третий, четвертый, пятый и шестой горизонтальные ряды содержат восемь арматурных проволок, а второй - четыре арматурные проволоки. Нижний горизонтальный ряд арматурных проволок установлен на высоте 40-43 мм от подошвы бруса. Технический результат - повышение прочности, а следовательно, эксплуатационной надежности и долговечности шпалы в течение всего срока эксплуатации. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкции шпал железобетонных, и может быть использована в конструкции железных дорог общего пользования, магистральных линий, в том числе с повышенными осевыми нагрузками, высокой грузонапряженностью, высокоскоростных линий, подъездных путей, а также путей городского рельсового транспорта.

Из уровня техники известна железобетонная шпала, выполненная в форме армированного бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с наклонными верхними поверхностями для размещения деталей рельсового скрепления и с гнездами для закладных деталей или с замоноличенными анкерными деталями (Железнодорожный путь. Под ред. Т.Г. ЯКОВЛЕВОЙ. - М: Транспорт, 2001, с. 46-48, рис. 1.34.) [1]. Недостатки данной шпалы следующие.

Недостатками данной железобетонной шпалы [1] является наличие в подрельсовой зоне сквозных отверстий для крепежных элементов рельсовых скреплений, которые являются концентраторами напряжений. Практика использования данных шпал подтверждается продольными трещинами тела шпалы по линии расположения отверстий.

В качестве наиболее близкого аналога принята шпала железобетонная, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними площадками для размещения деталей рельсового скрепления с закладными или анкерными деталями, армированный в четыре вертикальных ряда проволоками расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения (RU 93812 U1, Е01В 3/00, 10.05.2010) [2]. Армирование бруса выполнено в виде 16 высокопрочных проволок, при этом каждый первый ряд содержит пять проволок, а каждый второй ряд содержит три проволоки, причем размеры шпалы в торце имеют соответственно номинальные размеры трапецеидального сечения по высоте 190 мм, по ширине верхнего и нижнего оснований 213 мм и 300 мм, а средняя часть трапецеидального сечения имеет номинальные размеры соответственно 185 мм, 178 мм и 235 мм. В подрельсовом сечении номинальные размеры шпалы составляют соответственно 225 мм, 185 мм и 277 мм.

Недостатками данной шпалы является недостаточная прочность, а, следовательно, ограниченный срок службы.

Опыт эксплуатации вышеуказанных шпал [2] свидетельствует о выходе из строя шпал железобетонных в подрельсовых участках, в которых формируются трещины, особенно в стыковых зонах соединений рельсов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение заключается в устранении недостатков, выявленных в предшествующем уровне техники. Технический результат, на который направлена данная полезная модель, заключается в повышении прочности, а следовательно, эксплуатационной надежности и долговечности шпалы в течение всего срока эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что шпала железобетонная, выполненная в виде бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением, содержащего продольную арматурную проволоку, расположенную в горизонтальных и четырех вертикальных рядах, симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного сечения, с подрельсовыми площадками для размещения деталей рельсового скрепления, согласно полезной модели содержит шесть горизонтальных рядов арматурной проволоки, при этом первый, третий, четвертый, пятый и шестой ряды содержат восемь арматурных проволок, а второй - четыре арматурные проволоки, причем нижний горизонтальный ряд арматурных проволок установлен на высоте 40-43 мм от подошвы бруса.

Результаты проведенных исследований напряженно-деформированного состояния шпалы вышеуказанной конструкции, свидетельствуют, что установка нижнего горизонтального ряда проволок на высоте 40-43 мм от подошвы бруса обеспечивает равномерное по сечению шпалы усиление материала шпалы элементами более высокой жесткости - высокопрочными арматурными проволоками.

Установка нижнего горизонтального ряда проволок на высоте менее 40 мм от подошвы бруса, снижает надежность шпалы из-за уменьшения защитного слоя бетона.

Установка нижнего горизонтального ряда проволок на высоте более 43 мм от подошвы бруса увеличивает предельный изгибающий момент, тем самым снижая несущую способность.

Поэтому, применение шпалы армированной продольной проволокой в четыре вертикальных ряда, симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного сечения и шесть горизонтальных рядов, с установленным нижним горизонтальным рядом проволок на высоте 40-43 мм от подошвы бруса, способствует повышению прочности шпалы, а следовательно, эксплуатационной надежности и долговечности шпалы, при действии на нее сдвигового усилия со стороны рельса при реализации подвижным составом режимов тяги или торможения, что способствует формированию значительных нагрузок, а при реализации предложенной схемы армирования локальная напряженность материала шпалы перераспределяется по сечению шпалы армирующими проволоками.

Полезная модель поясняется чертежами, где

на фиг. 1 схематично изображен общий вид шпалы;

на фиг. 2 - выносной вид подрельсовой площадки;

на фиг. 3 - торцевая часть шпалы с расположением арматуры.

Шпала железобетонная выполнена из бетона марки не ниже В50 и состоит из бруса 1 с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением, содержащего арматурную проволоку 6, подрельсовые площадки 2 для размещения деталей рельсового скрепления с закладными деталями 3. При этом зона размещения рельса 4 находится в одной плоскости с боковыми участками 5 подрельсовой площадки 2. Брус армирован проволокой 6 периодического профиля диаметром 3 мм (44 шт.), расположенной в четырех вертикальных рядах, симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного сечения и в шести горизонтальных рядах с одинаковым шагом, при этом первый, третий, четвертый, пятый и шестой ряды содержат восемь арматурных проволок 6, а второй - четыре арматурные проволоки 6. Нижний горизонтальный ряд арматурных проволок 6 установлен на высоте 40-43 мм от подошвы 7 бруса.

Подрельсовые площадки выполнены шириной Ln 410 мм, каждая из которых содержит пару замоноличенных элементов. Брус имеет высоту в середине - 145 мм, высоту в подрельсовом сечении - 193 мм, высоту в торце - 150 мм.

Железобетонную шпалу из армированного бруса 1 производят следующим образом.

В форму для изготовления шпал устанавливают и фиксируют арматурную проволоку 6 периодического профиля. В форму подается бетонная смесь, уплотняемая вибрированием на вибростендах. Далее диафрагмы между шпалами изымаются из формы. Далее отформованные шпалы из армированного бруса 1 поступают в пропарочную камеру. После термовлажностной обработки разрезают арматурную проволоку 6 между смежными шпалами 1 и производят опорожнение форм, испытания шпал на трещиностойкость и подача изготовленных шпал на склад готовой продукции.

Таким образом, заявленная конструкция шпалы, ведет к повышению прочностных характеристик, а следовательно, эксплуатационной надежности и долговечности шпалы.

Claims (1)

1. Шпала железобетонная, выполненная в виде бруса с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением, содержащего продольную арматурную проволоку, расположенную в горизонтальных и четырех вертикальных рядах, симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного сечения, с подрельсовыми площадками для размещения деталей рельсового скрепления, отличающаяся тем, что содержит шесть горизонтальных рядов арматурной проволоки, при этом первый, третий, четвертый, пятый и шестой ряды содержат восемь арматурных проволок, а второй - четыре арматурные проволоки, причем нижний горизонтальный ряд арматурных проволок установлен на высоте 40-43 мм от подошвы бруса.