RU2244777C1

RU2244777C1 - Intermediate rail fastening with insulating member (versions)

Info

Publication number: RU2244777C1
Application number: RU2004100866/11A
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Аксенов (RU); Ю.Н. Аксенов; А.Ю. Богачев (RU); А.Ю. Богачев
Original assignee: Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-01-20

Abstract

FIELD: railway transport; permanent way.

SUBSTANCE: invention is designed for fastening rails to rail bases. Proposed intermediate anchor rail fastening contains anchor rigidly fitted in reinforced concrete tie, damping lining, two spring clamps, each interacting through stress regulator with brackets of anchor head. Clamps rests by its rounded off parts on clamp spacer located on tie, and straight-line part of each clamp presses rails through on-rail insulating spacer in form of angle plate. According to first design version, each web of angle plate is chosen with due account of material rigidity of damping rail linings at compression and it has width providing contact of its end face part with tie at moment of maximum compression under action of maximum forces from train. According to second design version, each web of angle plate has thickness less than distance between end face part of rail foot and head of anchor, end face part of angle plate being made and angle providing of one of ribs with tie in unloaded state and turning of angle plate at compression of rail lining at load from train.

EFFECT: increased strength, improved operation reliability of rail fastening and provision of reliable pressing of rail by clamp through insulating on-rail spacer in form of angle plate.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для прикрепления рельс к подрельсовым основаниям из железобетона или полимербетона или композитного материала, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие, и может найти применение на магистральных железнодорожных, в частности, высокоскоростных линиях, в тоннелях метрополитена и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.The invention relates to the upper structure of a railway track and is intended for attaching rails to rail bases made of reinforced concrete or polymer concrete or composite material, such as sleepers, beams, slabs, blocks, slides and others, and can be used on main railways, in particular, high-speed lines , in subway tunnels and on access roads of industrial enterprises.

Известно промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер с направленным вниз хвостовиком, жестко установленный в железобетонной шпале, каждый конец которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, пружинные клеммы, каждая из которых соединена с соответствующим концом анкера через регулятор напряжения клеммы, одна ветвь каждой клеммы установлена с возможностью взаимодействия с рельсом, а другая - с подкладкой, смонтированной на шпале, амортизирующую прокладку, устанавливаемую под рельсом, и нарельсовые изолирующие прокладки, выполненные каждая в виде уголка со скошенным ребром, в средней части которого имеется выступ с вогнутой поверхностью, размещенный между кронштейнами для взаимодействия с ветвью клеммы (RU 1401095, Е 01 В 9/00, 1993) /прототип/.An intermediate rail fastening is known, comprising an anchor with a downward-facing shank, rigidly mounted in a reinforced concrete sleepers, each end of which has two brackets spaced along the rail, spring terminals, each of which is connected to the corresponding end of the anchor via a terminal voltage regulator, one branch of each terminal is installed with the possibility of interaction with the rail, and the other with a lining mounted on the rail, a shock-absorbing pad installed under the rail, and rail insulating spacers ki, each made in the form of a corner with a beveled rib, in the middle part of which there is a protrusion with a concave surface, placed between the brackets for interaction with the terminal branch (RU 1401095, Е 01 В 9/00, 1993) / prototype /.

Недостатки данной конструкции состоят в том, что упирание торцевой части полки изолирующей прокладки в виде уголка в материал шпалы, отсутствие зазора либо малый зазор между полкой уголка и головкой анкера и торцевой частью подошвы рельса ведут к тому, что в процессе работы при прохождении подвижного состава, а соответственно, нагружении рельса и сжатии подрельсовых прокладок возникает нерабочее состояние, при котором ослабляется усилие прижатия рельса вследствие появления зазора между нарельсовой прокладкой и рельсом, а также возникает перегрузка нарельсовой прокладки, ведущая к ее деформации и повышенной нагрузке. Надежное прижатие рельса является основной рабочей функцией скрепления, а вышеописанное нерабочее состояние может возникнуть как при равномерной значительной просадке рельса, так и при просадке с поворотом рельса при дополнительном действии горизонтальных сил от колеса на рельс.The disadvantages of this design are that the abutment of the end part of the shelf of the insulating strip in the form of a corner in the material of the sleepers, the absence of a gap or a small gap between the corner shelf and the head of the anchor and the end part of the rail sole lead to the fact that during operation when passing the rolling stock, and, accordingly, loading of the rail and compression of the rail gaskets causes an inoperative state, in which the pressure of the rail is weakened due to the appearance of a gap between the rail gasket and the rail, as well as there is an overload of the rail laying, leading to its deformation and increased load. Reliable pressing of the rail is the main working function of fastening, and the aforementioned inoperative condition can occur both with a uniform significant subsidence of the rail, and during subsidence with the rotation of the rail with the additional action of horizontal forces from the wheel to the rail.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение прочности и эксплуатационной надежности рельсового скрепления и обеспечение надежного прижатия клеммой рельса, через изолирующую нарельсовую прокладку.The technical result of the claimed invention is the elimination of these disadvantages, namely increasing the strength and operational reliability of rail fastening and ensuring reliable clamping of the rail terminal through an insulating rail spacer.

Для этого согласно первому варианту сущность заявляемого промежуточного рельсового скрепления состоит в том, что оно содержит анкер с направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, две пружинные клеммы, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения клеммы с соответствующими кронштейнами головки анкера, скругленными частями - с возможностью опирания на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, прямолинейной частью - с возможностью прижатия к рельсу через нарельсовую изолирующую прокладку, каждая из которых выполнена в виде уголка, в средней части которого имеется выступ, размещенный между кронштейнами головки анкера, каждый уголок имеет полки шириной, выбранной в зависимости от толщины и жесткости материала амортизирующей прокладки и обеспечивающей контакт торцевой части полки уголка со шпалой в момент максимального сжатия под воздействием наибольших сил от подвижного состава.For this, according to the first embodiment, the essence of the claimed intermediate rail fastening consists in the fact that it contains an anchor with shanks pointing down, rigidly mounted in a reinforced concrete sleepers, each head of which has two brackets spaced along the rail, a shock-absorbing rail spacer located between the heads of the anchor on the rail part sleepers, two spring terminals, each of which is configured to interact with the end mustache through the voltage regulator of the terminal with the corresponding and brackets of the anchor head, rounded parts - with the possibility of support on the terminal block lining located on the rail, in the rectilinear part - with the possibility of being pressed to the rail through the rail insulating gasket, each of which is made in the form of a corner, in the middle part of which there is a protrusion located between the brackets anchor heads, each corner has shelves with a width selected depending on the thickness and stiffness of the material of the shock-absorbing pad and providing contact of the end part of the corner shelf with the sleepers in UNT maximum compression under the influence of the greatest forces of the rolling stock.

Для улучшения работы нарельсовой изолирующей прокладки возможно также выполнение торцевой части полки под углом, а для уменьшения износа и облегчения поворота углы торцевых частей полок могут выполняться со скруглением.To improve the operation of the rail insulating strip, it is also possible to execute the end part of the shelf at an angle, and to reduce wear and facilitate turning, the corners of the end parts of the shelves can be rounded.

Согласно второму варианту выполнения промежуточное рельсовое скрепление содержит анкер с направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, две пружинные клеммы, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения клеммы с соответствующими кронштейнами головки анкера, скругленными частями - с возможностью опирания на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, прямолинейной частью - с возможностью прижатия к рельсу через нарельсовую изолирующую прокладку, каждая из которых выполнена в виде уголка, в средней части которого имеется выступ, размещенный между кронштейнами головки анкера, каждый уголок имеет полки толщиной, меньшей расстояния между торцевой частью подошвы рельса и головкой анкера, причем торцевая часть полки уголка выполнена под углом, обеспечивающим контакт одного из ребер со шпалой в разгруженном состоянии и поворот уголка при сжатии подрельсовой прокладки при нагрузке от подвижного состава.According to a second embodiment, the intermediate rail fastener comprises an anchor with downward-facing shanks, rigidly mounted in a reinforced concrete sleepers, each head of which has two brackets spaced along the rail, a shock-absorbing rail spacer located between the heads of the anchor on the rail part of the sleepers, two spring terminals, each of which configured to interact with the end mustache through the voltage regulator of the terminal with the corresponding brackets of the anchor head, rounded parts - with the ability to lean on the terminal block lining located on the sleeper, in a rectilinear part - with the possibility of being pressed to the rail through a rail insulating strip, each of which is made in the form of a corner, in the middle part of which there is a protrusion placed between the brackets of the anchor head, each corner has shelves with a thickness shorter than the distance between the end part of the rail sole and the head of the anchor, the end part of the corner flange being made at an angle providing contact of one of the ribs with the tie in unloaded m condition and rotation of the corner during compression of the rail track under load from rolling stock.

Кроме того, для уменьшения износа и облегчения поворота для второго варианта торцевые части полок нарельсовой изолирующей прокладки могут выполняться со скруглением.In addition, to reduce wear and facilitate turning for the second embodiment, the end parts of the shelves of the rail insulating strip can be rounded.

На фиг.1 представлено промежуточное рельсовое скрепление, выполненное по первому варианту, вид с торца рельса; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, вид сбоку; на фиг.4. представлено промежуточное рельсовое скрепление, выполненное по второму варианту, вид с торца рельса; на фиг.5 - уголок, выполненный со скошенной торцевой частью; на фиг.6 - уголок со скруглением углов торцевых частей полок.Figure 1 shows the intermediate rail fastening, made according to the first embodiment, a view from the end of the rail; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is the same side view; figure 4. an intermediate rail fastening, made according to the second embodiment, is shown, an end view of the rail; figure 5 is a corner made with a beveled end part; figure 6 is a corner with a rounding of the corners of the end parts of the shelves.

Промежуточное рельсовое скрепление содержит анкер 1 с направленными вниз двумя хвостовиками 2, которые могут быть выполнены гофрированными. Анкер 1 жестко установлен (забетонирован) в железобетонной шпале. Каждая головка анкера 1, выступающая над шпалой, имеет два разнесенных вдоль рельса 3 кронштейна 4. Между головками анкера 1 на подрельсовой части шпалы 5 расположена амортизирующая подрельсовая прокладка 6, на которой расположен рельс 3. С кронштейнами 4 анкера 1 через регулятор напряжения 7 соединена соответствующая пружинная клемма 8. Регулятор напряжения 7, имеющий эксцентрично расположенную ось, передает необходимое усилие прижатия на усы пружинной клеммы 8 в зависимости от расстояния до соответствующей грани. Скругленные части клеммы 8 опираются на подклеммную подкладку 9, расположенную на шпале. Прямолинейная часть клеммы 8 прижимает рельс 3 через нарельсовую изолирующую прокладку 10, которая выполнена в виде уголка, в средней части которого имеется выступ 11 с вогнутыми поверхностями, с которыми взаимодействует пружинная клемма 8, переходящими в полки 12. Выступ 11 размещен между кронштейнами 4 головки анкера 1 для избежания продольного смещения нарельсовой изолирующей прокладки 10 во время работы скрепления.The intermediate rail fastening comprises an anchor 1 with two shanks 2 pointing down, which can be corrugated. Anchor 1 is rigidly installed (concreted) in a concrete sleeper. Each head of the anchor 1, protruding above the sleepers, has two brackets 4 spaced along the rail 3. Between the heads of the anchor 1 on the rail part of the sleepers 5, there is a shock-absorbing rail gasket 6 on which the rail 3 is located. A corresponding regulator 7 is connected to the brackets 4 of the anchor 1 through a voltage regulator 7 spring terminal 8. The voltage regulator 7, having an eccentric axis, transfers the necessary pressure to the mustache of the spring terminal 8 depending on the distance to the corresponding face. The rounded portions of terminal 8 are supported by a sub terminal terminal 9 located on the rail. The rectilinear part of the terminal 8 presses the rail 3 through the rail insulating strip 10, which is made in the form of a corner, in the middle part of which there is a protrusion 11 with concave surfaces with which the spring terminal 8 interacts, passing into the shelves 12. The protrusion 11 is placed between the brackets 4 of the anchor head 1 to avoid longitudinal displacement of the rail insulating pad 10 during bonding operation.

Согласно первому варианту изобретения каждая нарельсовая изолирующая прокладка 10 имеет полки 12 шириной, выбранной в зависимости от толщины и жесткости материала амортизирующей подрельсовой прокладки 6, и обеспечивает контакт торцевой части полки 12, направленной вниз со шпалой 5 только в момент максимального сжатия под воздействием наибольших сил от подвижного состава. В соответствии со вторым вариантом изобретения каждая нарельсовая изолирующая прокладка 10 имеет полки 12 толщиной, меньшей расстояния между торцевой частью подошвы рельса 3 и головкой анкера 1, причем торцевая часть полки 12 выполнена под углом, обеспечивающим контакт одного из ребер со шпалой 5 в разгруженном состоянии и поворот изолирующей прокладки 10 при сжатии амортизирующей подрельсовой прокладки 6 при нагрузке от подвижного состава.According to the first embodiment of the invention, each rail insulating pad 10 has shelves 12 of a width selected depending on the thickness and stiffness of the material of the shock-absorbing rail pad 6, and ensures that the end part of the shelf 12 is contacted downward with the sleeper 5 only at the moment of maximum compression under the influence of the greatest forces from rolling stock. In accordance with the second embodiment of the invention, each rail insulating pad 10 has shelves 12 with a thickness less than the distance between the end part of the sole of the rail 3 and the head of the anchor 1, the end part of the shelf 12 being made at an angle that makes contact of one of the ribs with the sleeper 5 in the unloaded state and the rotation of the insulating strip 10 when compressing the shock-absorbing rail track 6 when loaded from rolling stock.

Сборка узла скрепления осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону шпалы 5 укладывают подрельсовую амортизирующую прокладку 6, затем после укладки рельса 3 между боковой гранью подошвы рельса 3 и кронштейнами 4 головки анкера 1 вставляют нарельсовые изолирующие прокладки 10, выполненные в виде уголка, так чтобы выступ 11 располагался между кронштейнами 4 внутри головки над ее основанием. Вплотную к основанию каждой головки анкера 1 на шпалу укладывают подклеммные подкладки 9. Каждую пружинную клемму 8 надевают на головку анкера 1 сверху, располагая концевые усы клеммы 8 между кронштейнами 4 над основанием головки анкера 1, при этом нашпальные скругленные участки клеммы 8 располагаются на подклеммной подкладке 9, а прямолинейная часть клеммы 8 располагается на нарельсовой изолирующей прокладке 10 в ее вогнутой поверхности за выступом 11. Регулятор напряжения 7 размещают над усами клеммы 8 и заводят его ось в зацепление с кронштейнами 4, а затем путем поворота регулятора напряжения 7 на одну из граней регулируют натяжение клеммы 8.The assembly of the fastener is as follows. An under-rail shock-absorbing pad 6 is placed on the rail track of sleepers 5, then after laying the rail 3, rail insulating strips 10 made in the form of a corner are inserted between the side edge of the sole of the rail 3 and the brackets 4 of the anchor 1 so that the protrusion 11 is located between the brackets 4 inside the head above its foundation. Sub terminal blocks 9 are placed close to the base of each head of anchor 1 on the sleeper. Each spring terminal 8 is put on the head of anchor 1 from above, positioning the terminal mustache of terminal 8 between the brackets 4 above the base of the head of anchor 1, while the rounded head sections of terminal 8 are located on the terminal block 9, and the rectilinear part of terminal 8 is located on the rail insulating pad 10 in its concave surface behind the protrusion 11. The voltage regulator 7 is placed above the mustache of the terminal 8 and its axis is engaged with the bracket us 4, and then by turning the voltage regulator 7 on one of the faces regulate the tension of terminal 8.

В процессе работы скрепления при прохождении подвижного состава рельс 3 проседает, происходит сжатие амортизирующих прокладок 6. Надрельсовая прямолинейная часть клеммы 8 также опускается, надавливая на нарельсовую изолирующую прокладку 10. Для первого варианта при равномерной просадке рельса 3 происходит беспрепятственное перемещение обеих изолирующих прокладок 10 вдоль головки анкера 1 вниз до полного контакта торцевых частей полок 12 со шпалой 5 при максимальной нагрузке. При этом обеспечивается полный контакт с рельсом 3 верхней полки 12 по всей ее поверхности при просадке. При просадке рельса 1 с угловым отклонением происходит также перемещение одной изолирующей прокладки 10 вниз вдоль головки анкера и вследствие изменения угла наклона подошвы рельса 1 верхняя полка 12 прокладки 10 контактирует ребром торца, а для изолирующей прокладки 10 с другой стороны рельса, также перемещающейся вниз от нагрузки вследствие наклона подошвы рельса 1 в другую сторону, ее верхняя полка 12 контактирует с рельсом 1 своей внутренней частью.During the operation of the fastening, when the rolling stock passes, the rail 3 sags, the shock absorbing gaskets are compressed 6. The nadrels rectilinear part of the terminal 8 is also lowered by pressing on the rail insulating gasket 10. For the first option, when the rail 3 is evenly sagged, both insulating gaskets 10 move freely along the head anchor 1 down to the full contact of the end parts of the shelves 12 with the sleeper 5 at maximum load. This ensures full contact with the rail 3 of the upper shelf 12 over its entire surface during subsidence. When the rail 1 with an angular deviation sags, one insulating strip 10 also moves down along the anchor head and, due to a change in the angle of the sole of the rail 1, the upper shelf 12 of the strip 10 contacts the end edge, and for the insulating strip 10 on the other side of the rail, which also moves downward from the load due to the tilt of the sole of the rail 1 in the other direction, its upper shelf 12 is in contact with the rail 1 with its inner part.

Для второго варианта при равномерной просадке рельса 1 происходит поворот каждой из нарельсовых изолирующих прокладок 10 относительно точек их контакта со шпалой внизу, а контакт с рельсом 1 будет осуществляться по ребру торца верхней полки 12. При просадке рельса 1 с угловым отклонением взаимодействие одной из изолирующих прокладок 10 с рельсом будет таким же, а противоположная прокладка 10 контактирует с рельсом 1 внутренней частью верхней полки 12 вследствие наклона подошвы рельса в другую сторону.For the second option, with a uniform subsidence of the rail 1, each of the rail insulating gaskets 10 rotates relative to their contact points with the sleepers at the bottom, and the contact with the rail 1 will be along the edge of the end of the upper shelf 12. When the rail 1 subsides with an angular deviation, the interaction of one of the insulating gaskets 10 with the rail will be the same, and the opposite gasket 10 contacts the rail 1 with the inside of the upper shelf 12 due to the inclination of the rail sole in the other direction.

В измененной конструкции по двум вариантам, но при выполнении нарельсовой изолирующей прокладки 10 со скругленными углами торца полок 12 вместо острых ребер обеспечивается меньший износ этих зон, поскольку по верхней части подошвы рельса 1 линия контакта в момент поворота рельса будет смещаться более плавно, как бы перекатываясь по радиусу. Зона контакта со шпалой также будет плавно меняться при выполнении скругления для другого ребра торца полки.In the modified design, according to two options, but when making a rail insulating strip 10 with rounded corners of the end faces of the shelves 12, instead of sharp ribs, less wear of these zones is ensured, since the contact line along the top of the sole of the rail 1 will move more smoothly as it rolls, as if rolling along the radius. The contact area with the sleepers will also change smoothly when performing rounding for the other edge of the shelf end.

Claims

1. An intermediate rail fastening with an insulating element, comprising an anchor with downward facing shanks, rigidly mounted in a reinforced concrete sleepers, each head of which has two brackets spaced along the rail, a shock-absorbing rail laying located between the heads of the anchor on the rail part of the sleepers, two spring terminals, each of which is made with the possibility of interaction by the end mustache through the voltage regulator of the terminal with the corresponding brackets of the anchor head, rounded parts - with the possibility of support on the sub terminal terminal located on the rail, in a rectilinear part - with the possibility of being pressed to the rail through a rail insulating gasket, each of which is made in the form of a corner, in the middle part of which there is a protrusion located between the brackets of the anchor head, characterized in that each the rail insulating strip made in the form of a corner has shelves with a width selected depending on the thickness and stiffness of the material of the shock-absorbing strip, so that contact t the front part of the shelves of the corner with the tie only at the moment of maximum compression under the influence of the greatest forces from the rolling stock.

2. The fastener according to claim 1, characterized in that each rail insulating strip made in the form of a corner has the end parts of the shelves made at an angle.

3. The bond according to claim 1 or 2, characterized in that each rail insulating strip made in the form of a corner has a rounding of the end parts of the shelves.

4. An intermediate rail fastening with an insulating element, containing an anchor with downward-facing shanks, rigidly mounted in a reinforced concrete sleepers, each head of which has two brackets spaced along the rail, a shock-absorbing rail laying located between the heads of the anchor on the rail part of the sleepers, two spring terminals, each of which is made with the possibility of interaction by the end mustache through the voltage regulator of the terminal with the corresponding brackets of the anchor head, rounded parts - with the possibility of support on the sub terminal terminal located on the rail, in a rectilinear part - with the possibility of being pressed to the rail through a rail insulating gasket, each of which is made in the form of a corner, in the middle part of which there is a protrusion located between the brackets of the anchor head, characterized in that each the rail insulating strip made in the form of a corner has shelves with a thickness less than the distance between the end part of the rail sole and the head of the anchor, and the end part of each corner shelf is made and at an angle that ensures the contact of one of its ribs with the sleeper in the unloaded state and the rotation of the corner during compression of the rail track under load from the rolling stock.

5. The fastening according to claim 4, characterized in that each rail insulating strip made in the form of a corner has a rounding of the end parts of the shelves.