RU2378435C2 - Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure - Google Patents

Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure Download PDF

Info

Publication number
RU2378435C2
RU2378435C2 RU2008108648/11A RU2008108648A RU2378435C2 RU 2378435 C2 RU2378435 C2 RU 2378435C2 RU 2008108648/11 A RU2008108648/11 A RU 2008108648/11A RU 2008108648 A RU2008108648 A RU 2008108648A RU 2378435 C2 RU2378435 C2 RU 2378435C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ballast layer
sleepers
track
angle
base
Prior art date
Application number
RU2008108648/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008108648A (en
Inventor
Евгений Николаевич Хрусталёв (RU)
Евгений Николаевич Хрусталёв
Татьяна Михайловна Хрусталёва (RU)
Татьяна Михайловна Хрусталёва
Ирина Евгеньевна Хрусталёва (RU)
Ирина Евгеньевна Хрусталёва
Original Assignee
Евгений Николаевич Хрусталёв
Татьяна Михайловна Хрусталёва
Ирина Евгеньевна Хрусталёва
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 Евгений Николаевич Хрусталёв, Татьяна Михайловна Хрусталёва, Ирина Евгеньевна Хрусталёва filed Critical Евгений Николаевич Хрусталёв
Priority to RU2008108648/11A priority Critical patent/RU2378435C2/en
Publication of RU2008108648A publication Critical patent/RU2008108648A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378435C2 publication Critical patent/RU2378435C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Railway Tracks (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method for erection of railway superstructure consists in definition of bearing foundation and ballast layer material. Then ballast layer is filled onto profiled foundation with sufficient bearing capacity for goods train. Further ballast layer is compacted with soil foundation. Track skeleton spans are laid onto compacted ballast layer with support surface of sleepers. Butts of rail branches are joined. Radius of contact with base is conferred to ballast layer. Ballast layer is profiled with compaction by giving arched deepening to transverse profile of its surface, which corresponds to response arched, convex support surface of sleeper in cross section of track skeleton. Support surface of sleeper is arranged along circumference arch with radius r along its whole length. Rails on rectilinear sections of track are fixed on sleepers installed to them at the angle α. Rail pads are made with support surface turned at the angle "α" to its transverse axis of symmetry. Railway superstructure consists of filled ballast layer compacted on profiled soil foundation. Spans of track skeleton with joined butts of rail tracks are laid on sleepers with support surface. Support surface elastically contacts with ballast layer. Ballast layer is filled on foundation along arc of circumference of transverse profile and is arranged with surface arched profile grooves for sleepers. Support surface of sleeper, along its length, is arranged along circumference arc. Rails on sleepers are arranged through pads with truncated support platforms for rails that are fixed on sleepers.
EFFECT: increased bearing capacity of railway superstructure.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретения относятся к области железнодорожного транспорта, конкретно к способам сооружения и устройству верхнего строения железнодорожного пути, повышающих их несущую способность в упругой фазе контактного взаимодействия с балластным слоем и подстилающим основанием.The invention relates to the field of railway transport, specifically to methods of construction and device of the upper structure of the railway track, increasing their bearing capacity in the elastic phase of contact interaction with the ballast layer and the underlying base.

Известен способ сооружения верхнего строения железнодорожного пути, заключающийся в укладке на подготовленную насыпь балластного слоя путевой решетки с рельсами при плоском контактном взаимодействии поперечных шпал с балластным слоем, при этом шпалы устанавливают перпендикулярно к рельсам с шагом t, обеспечивающим работу рельс в упругом состоянии под действующей грузовой нагрузкой поезда при общей несущей способности балластного слоя в упругой фазе взаимодействия со шпалами [1].There is a method of constructing the upper structure of the railway track, which consists in laying on the prepared embankment the ballast layer of the track grate with the rails during the flat contact interaction of the cross ties with the ballast layer, while the ties are set perpendicular to the rails with a step t, which ensures that the rail is in elastic condition under the current load the load of the train with a total bearing capacity of the ballast layer in the elastic phase of interaction with sleepers [1].

Недостатком известного способа сооружения верхнего строения железнодорожного пути является значительное количество дорогостоящих шпал на единицу длины путевой решетки при принятом сечении рельс, работающих под нагрузкой в фазе упругих деформаций. При этом контакт по горизонтальной плоскости путевой решетки с балластным слоем при нагрузках современных товарных поездов в упругой фазе не гарантируется, особенно при движении на малых скоростях, когда линии сдвигов успевают развиться из-под края путевой решетки на глубину балластного слоя и за его края на дневную поверхность с потерей общей несущей способности и устойчивости насыпи в целом.The disadvantage of this method of constructing the upper structure of the railway track is a significant number of expensive sleepers per unit length of the track grate with the accepted section of the rails working under load in the phase of elastic deformation. Moreover, contact along the horizontal plane of the track grate with the ballast layer under the loads of modern freight trains in the elastic phase is not guaranteed, especially when moving at low speeds, when the shear lines have time to develop from under the track grate to the depth of the ballast layer and beyond its edge to the daytime surface with loss of overall bearing capacity and stability of the embankment as a whole.

Известен способ сооружения железнодорожного пути на грунтовом основании, заключающийся в отсыпке на горизонтальное профилированное грунтовое основание с достаточной несущей способностью для грузового состава горизонтально спрофилированного поверху балластного слоя щебня фракциями более 10 мм, высотой h при ширине в верхнего строения и угле β боковых откосов, уплотнении балластного слоя и грунтового основания, укладке пролетов путевой решетки на уплотненный балластный слой горизонтальной опорной плоскостью шпал и соединении стыков рельсовых плетей с образованием путевой решетки [2].A known method of constructing a railway track on a soil base, which consists in filling on a horizontal profiled soil base with sufficient bearing capacity for a freight train horizontally profiled on top of the ballast layer of rubble with fractions of more than 10 mm, a height h with a width of side slopes in the upper structure and angle β, compaction of the ballast layer and soil base, laying spans of the track grate on a compacted ballast layer with a horizontal supporting plane of sleepers and connecting joints elsovyh lashes to form a track grating [2].

Неравномерная упругость подстилающего основания приводит к возникновению волнообразного износа рельсов в продольном направлении. Шпалы под поездной нагрузкой испытывают знакопеременные нагрузки. Причем растягивающие напряжения по своим значениям могут превышать предел выносливости железобетона, из которого изготовлены шпалы, вызывая образование в бетоне трещин. Только с переходом на предварительно напряженный бетон задача создания выносливых железобетонных шпал типа ШС-1, ШС-2, ШС-2у была в определенной мере решена. Однако контакт путевой решетки с балластным слоем и балластного слоя с грунтовым основанием по горизонтальной плоскости приводит при невозможности значительной продольной деформации на изгиб железобетонных шпал к возникновению крайне неравномерной эпюры контактных и закраевых контактных напряжений с проявлением их максимальных пиков у краев шпал. При этом деформируемое в процессе осадок под балластным слоем и путевой решеткой горизонтальное грунтовое основание, особенно торфяное, принимает параболическую поверхность в плоскости контакта с балластным слоем при более равномерном распределении в контактной плоскости напряжений сжатия. Недостатком известного способа сооружения железнодорожного пути является и недостаточная несущая способность балластного слоя для работы в упругой фазе напряженно-деформированного состояния под тяжелонагруженными грузовыми железнодорожными составами. Большая частота установки шпал на единицу длины путевой решетки обеспечивает упругое взаимодействие рельса со шпалами и с колесами вагонных тележек с неоправданно большим запасом несущей способности балластного слоя.Uneven elasticity of the underlying base leads to wave-like wear of the rails in the longitudinal direction. Sleepers under a train load experience alternating loads. Moreover, tensile stresses in their values can exceed the endurance limit of reinforced concrete from which the sleepers are made, causing the formation of cracks in concrete. Only with the transition to prestressed concrete, the task of creating hardy reinforced concrete sleepers of the type ШС-1, ШС-2, ШС-2у was solved to a certain extent. However, the contact of the track lattice with the ballast layer and the ballast layer with the soil base on a horizontal plane, when it is impossible to significantly longitudinally bend reinforced concrete sleepers, leads to the formation of an extremely uneven diagram of contact and edge contact stresses with the manifestation of their maximum peaks at the edges of the sleepers. In this case, a horizontal soil base, especially peat, deformable in the process of sediment under the ballast layer and the track grating, takes a parabolic surface in the plane of contact with the ballast layer with a more uniform distribution of compression stresses in the contact plane. A disadvantage of the known method of constructing a railway track is the lack of bearing capacity of the ballast layer for operation in the elastic phase of the stress-strain state under heavily loaded freight trains. The high frequency of installation of sleepers per unit length of the track grate provides elastic interaction of the rail with sleepers and with the wheels of wagon trolleys with an unreasonably large margin of bearing capacity of the ballast layer.

Технологический результат по способу сооружения верхнего строения железнодорожного пути, заключающемуся в определении по данным лабораторных испытаний консолидированных образцов грунта несущего основания и материала балластного слоя на сдвиг соответствующих параметров: φ и φб - угла их внутреннего трения, с и сб - их удельного сцепления, в отсыпке на профилированное основание с достаточной несущей способностью для грузового состава балластного слоя высотой h и шириной в верхнего строения при угле β боковых откосов, в уплотнении балластного слоя с грунтовым основанием, укладке пролетов путевой решетки на уплотненный балластный слой опорной поверхностью шпал длиной l, соединении стыков рельсовых плетей, достигается тем, что консолидированному балластному слою придают радиус выпуклого контакта с основанием R≥(h·tgβ+в/2)/sin(ψmax), где угол сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя с грунтовым основанием

Figure 00000001
с торфяным основанием -
Figure 00000002
где
Figure 00000003
- критическое давление для основания под центром балластного слоя,
Figure 00000004
- давление структурной прочности основания на растяжение, балластный слой профилируют с уплотнением путем придания поперечному сечению его поверхности дугообразного углубления, соответствующего ответной центральной дугообразной выпуклой опорной поверхности шпалы в поперечном сечении путевой решетки, с радиусом
Figure 00000005
где угол сектора дуги полуконтакта опорной выпуклой поверхности шпалы длиной lo в поперечном сечении путевой решетки с балластным слоем составляет
Figure 00000006
при
Figure 00000007
- давление структурной прочности балластного слоя на растяжение,
Figure 00000008
- критическое давление для балластного слоя под центром дуги контакта шпалы, при этом опорную поверхность шпалы выполняют по дуге окружности радиусом на всей ее длине l, а рельсы на прямолинейных участках пути фиксируют на шпалах, установленных к ним под углом α=arctg(t/a), где a - стандартная ширина колеи, k - расстояние между осями колес вагонной тележки, t=k/(n+0,5) - шаг между шпалами в продольном направлении колеи, n - целое число шагов между осями колес вагонной тележки, а подкладки под рельсы изготавливают с опорной поверхностью, повернутой под углом α к ее поперечной оси симметрии.The technological result according to the method of constructing the upper structure of the railway track, which consists in determining, according to laboratory tests, consolidated soil samples of the bearing base and ballast layer material by a shift of the corresponding parameters: φ and φ b are the angles of their internal friction, s and c b are their specific adhesion, in filling on a profiled base with sufficient load-bearing capacity for the cargo composition of the ballast layer of height h and width in the upper structure at an angle β of side slopes, in the ball seal layer with a soil base, laying spans of the track grate on a compacted ballast layer with a supporting surface of sleepers of length l, connecting joints of rail lashes, is achieved by giving the consolidated ballast layer a radius of convex contact with the base R≥ (h · tgβ + в / 2) / sin (ψ max ), where the angle of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer with the soil base
Figure 00000001
with peat base -
Figure 00000002
Where
Figure 00000003
- critical pressure for the base under the center of the ballast layer,
Figure 00000004
- the pressure of the structural strength of the base in tension, the ballast layer is profiled with a seal by giving a cross section of its surface to an arc-shaped recess corresponding to the mating central arcuate convex supporting surface of the sleepers in the cross section of the track lattice, with a radius
Figure 00000005
where the angle of the arc sector of the half-contact of the supporting convex surface of the sleepers of length l o in the cross section of the track lattice with a ballast layer is
Figure 00000006
at
Figure 00000007
- pressure structural strength of the ballast layer in tension,
Figure 00000008
- the critical pressure for the ballast layer under the center of the arc of contact of the sleepers, while the supporting surface of the sleepers perform along an arc of a circle of radius over its entire length l, and the rails on straight sections of the track are fixed on the sleepers installed to them at an angle α = arctan (t / a), where a is the standard gauge, k is the distance between the axles of the wheels of the wagon carriage, t = k / (n + 0.5) is the step between the sleepers in the longitudinal direction of the track, n is the integer number of steps between the axles of the wheels of the wagon, and the rails are made with a support surface that is turned at an angle α to its transverse axis of symmetry.

Известно устройство верхнего строения железнодорожного пути, состоящее из уплотненного на грунтовом основании балластного слоя в i виде насыпи щебня с фракциями более 10 мм высотой h при ширине в верхнего горизонтального строения и угле β боковых откосов, характеризующегося углом φб внутреннего трения и удельным сцеплением сб, пролетов путевой решетки с соединенными стыками рельсовых путей, уложенных через металлические подкладки на шпалах с опорной поверхностью, упруго контактирующей с балластным слоем [1].Known topside apparatus railway track consisting of densified on subgrade ballast to i form with fractions rubble mound 10 mm h height and a width of the upper horizontal structure and the angle β of the side slopes, characterized by an angle φ b internal friction and specific adhesion to b spans of the track grate with the connected joints of rail tracks laid through metal linings on the sleepers with a supporting surface elastically in contact with the ballast layer [1].

Недостатком известного устройства железнодорожного пути является необходимость сооружения путевой решетки из большого количества поперечных шпал, обеспечивающих упругую работу рельса под колесами грузового состава. При этом упругая несущая способность балластного слоя под плоской подошвой шпал путевой решетки оказывается недостаточной для прохождения на малых скоростях тяжелогруженых грузовых составов.A disadvantage of the known device of the railway track is the need for the construction of the track lattice from a large number of cross ties, ensuring the elastic operation of the rail under the wheels of the freight train. At the same time, the elastic bearing capacity of the ballast layer under the flat sole of the railway sleepers is insufficient for the passage of heavy-loaded freight trains at low speeds.

Известно устройство верхнего строения железнодорожного пути, состоящее из балластного слоя в виде насыпи щебня о фракциями более 10 мм, высотой h при ширине в верхнего горизонтального строения и угле β боковых откосов, характеризующегося углом внутреннего трения - φб и удельным сцеплением - сб, отсыпанного и уплотненного на горизонтально профилированном грунтовом или торфяном основании, характеризующемся в консолидированном под насыпью стоянии углом внутреннего трения - φ и удельным сцеплением - c, достаточным для его гарантированной упругой несущей способности под балластным слоем вместе с грузовым составом, пролетов путевой решетки с соединенными стыками рельсовых путей, уложенных на шпалах с опорной поверхностью, упруго контактирующей с балластным слоем [2].A device of the upper structure of the railway track is known, consisting of a ballast layer in the form of an embankment of rubble with fractions of more than 10 mm, height h with a width in the upper horizontal structure and angle β of the side slopes, characterized by the angle of internal friction - φ b and specific adhesion - с б , dumped and compacted on a horizontally profiled soil or peat base, characterized in an angle of internal friction, consolidated under the embankment, by the angle of internal friction - φ and specific adhesion - c, sufficient for its guaranteed control other bearing capacity under the ballast layer together with the freight train, track spans with connected joints of rail tracks laid on sleepers with a supporting surface that is elastically in contact with the ballast layer [2].

Известное современное устройство железнодорожного пути при работе под нагрузкой от современных, длинных грузовых составов при скоростях движения менее 50 км/час воспринимают динамическую вертикальную нагрузку, иногда достаточную для потери устойчивости подстилающего грунтового (или торфяного) основания вместе с балластным слоем и потери их общей несущей способности. При этих скоростных режимах движения для тяжелогруженых длинных грузовых составов линии сдвигов под краями путевой решетки успевают развиваться в балластном слое и подстилающем его основании с выходом за краями насыпи на дневную поверхность, что приводит к общему разрушению железнодорожного пути и аварийному сходу с него с опрокидыванием всего грузового состава. Известное устройство верхнего строения железнодорожного пути характеризуется количеством поперечных шпал на единицу длины, связанным с необходимостью обеспечения упругого прогиба рельс под колесами вагонной тележки. При этом несущая способность путевой решетки под нагрузкой от современных грузовых поездов может оказаться недостаточной при движении на малых скоростях или при остановке поезда, теряется устойчивость отсыпанного балластного слоя с опрокидыванием грузовых поездов.The well-known modern device of the railway track when working under the load of modern, long freight trains at speeds of less than 50 km / h perceives a dynamic vertical load, sometimes sufficient to lose stability of the underlying soil (or peat) base along with the ballast layer and loss of their total bearing capacity . At these high-speed modes of movement for heavy-loaded long freight trains, the shear lines under the edges of the track lattice manage to develop in the ballast layer and the underlying base with the exit beyond the edges of the embankment to the day surface, which leads to general destruction of the railway track and an emergency exit from it with rollover of the entire cargo composition. The known device of the upper structure of the railway track is characterized by the number of transverse sleepers per unit length associated with the need to ensure elastic deflection of the rail under the wheels of the carriage. At the same time, the load-bearing capacity of the track grate under load from modern freight trains may be insufficient when driving at low speeds or when the train stops, the stability of the dumped ballast layer with the rollover of freight trains is lost.

Технический результат по устройству верхнего строения железнодорожного пути, состоящему из отсыпанного и уплотненного на профилированном грунтовом основании балластного слоя высотой h при ширине в верхнего строения и угле β боковых откосов, характеризующегося углом φб внутреннего трения и удельным сцеплением - сб, характеризующимся по результатам лабораторных испытаний отобранных образцов на сдвиг углом φ внутреннего трения и удельным сцеплением c, достаточным для его гарантированной упругой способности под балластным слоем вместе с грузовым составом, пролетов путевой решетки с соединенными стыками рельсовых путей, уложенных на шпалах длиной l с опорной поверхностью, упруго контактирующей с балластным слоем, достигается тем, что балластный слой отсыпан на основании на ширине (h·tgβ+в/2) и по дуге окружности поперечного сечения радиусом R≥(h·tgβ+в/2)/sin(ψmax), где угол сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя с грунтовым основанием

Figure 00000010
с торфяным основанием -
Figure 00000011
Figure 00000012
- критическое давление для основания под центром балластного слоя,
Figure 00000013
- давление структурной прочности основания на растяжение, и выполнен с поверхностными центральными дугообразными профильными углублениями под путевые решетки, выполненные в поперечном сечении по дуге окружности с радиусом
Figure 00000014
где угол сектора дуги полуконтакта опорной выпуклой поверхности шпалы длиной lo в поперечном сечении путевой решетки с балластным слоем составляет
Figure 00000015
при
Figure 00000016
- давлении структурной прочности балластного слоя на растяжение,
Figure 00000017
- критическом давлении для балластного слоя под центром дуги контакта шпалы, при этом опорная поверхность шпалы вдоль ее длины l выполнена по дуге окружности радиусом
Figure 00000018
рельсы на шпалах установлены через подкладки со скошенными опорными для рельс площадками под углом α на прямолинейных участках пути и фиксированными на шпалах, установленных к ним под тем же углом α=arctg(t/a), где a - стандартная ширина колеи, t≈к/(n+0,5) - шаг между шпалами в продольном направлении колеи, к - расстояние между осями колес вагонной тележки, n - целое число шагов между осями колес вагонной тележки.The technical result of the device of the upper structure of the railway track, consisting of a ballast layer of height h deposited and compacted on a profiled soil base with a width of the side slope in the upper structure and angle β, characterized by an angle of internal friction φ b and specific adhesion - b , characterized by laboratory results tests of selected samples for shear angle φ of internal friction and specific adhesion c, sufficient for its guaranteed elastic ability under the ballast layer with the freight train, track spans with connected rail joints, laid on sleepers of length l with a supporting surface elastically in contact with the ballast layer, is achieved by the fact that the ballast layer is dumped on the base at a width (h · tgβ + b / 2) and an arc of a circle of a cross section with a radius R≥ (h · tgβ + b / 2) / sin (ψ max ), where the angle of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer with the soil base
Figure 00000010
with peat base -
Figure 00000011
Figure 00000012
- critical pressure for the base under the center of the ballast layer,
Figure 00000013
- pressure of the structural strength of the base in tension, and is made with surface central arcuate profile recesses under the track gratings made in cross section along an arc of a circle with a radius
Figure 00000014
where the angle of the arc sector of the half-contact of the supporting convex surface of the sleepers of length l o in the cross section of the track lattice with a ballast layer is
Figure 00000015
at
Figure 00000016
- pressure structural strength of the ballast layer in tension,
Figure 00000017
- critical pressure for the ballast layer under the center of the contact rail of the sleepers, while the supporting surface of the sleepers along its length l is made along an arc of a circle of radius
Figure 00000018
the rails on the sleepers are installed through the liners with the beveled supports for the rails at an angle α on straight sections of the track and fixed on the sleepers installed to them at the same angle α = arctg (t / a), where a is the standard gauge, t≈к / (n + 0.5) is the step between the sleepers in the longitudinal direction of the track, k is the distance between the axles of the wheels of the wagon, n is the integer number of steps between the axles of the wheels of the wagon.

Изобретения поясняются графическими материалами, где на фиг.1 - поперечный разрез железнодорожного пути с цилиндрической контактной поверхностью между основанием и балластным слоем, а также между балластным слоем и железобетонной шпалой путевой решетки, на фиг.2 - общий вид предлагаемой железобетонной шпалы типа ШС, фиг.3 - вид А шпалы, совмещенный с видом В, фиг.4 - вид путевой решетки сверху, фиг.5 - подкладка металлическая под рельсы (вид спереди), фиг.6 - вид Г фиг.5.The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig.1 is a cross section of a railway track with a cylindrical contact surface between the base and the ballast layer, as well as between the ballast layer and the reinforced concrete sleepers of the track lattice, in Fig.2 is a General view of the proposed reinforced concrete sleepers of type ШС, Fig .3 is a view A of the sleepers, combined with view B, FIG. 4 is a top view of the track grid, FIG. 5 is a metal lining under the rails (front view), FIG. 6 is a view D of FIG. 5.

Предлагаемое устройство верхнего строения железнодорожного пути (фиг.1) состоит из подготовленного основания, спрофилированного по радиусу дуги окружности (фиг.1)

Figure 00000019
где угол сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя 1 с грунтовым основанием 2 -
Figure 00000020
с торфяным основанием -
Figure 00000021
где
Figure 00000022
- критическое давление для основания под центром балластного слоя,
Figure 00000023
- давление структурной прочности основания на растяжение, φ - угол внутреннего трения и c - удельное сцепление консолидированного под проектной нагрузкой грунтового или торфяного основания под отсыпанный балластный слоя 1 высотой h при ширине в верхнего строения и угле β боковых откосов 3, характеризующийся углом φб внутреннего трения и удельным сцеплением сб, статически нагруженный вертикальной нагрузкой от веса грузового состава. При этом балластный слой 1 поверху на ширине в выполнен с продольными дугообразными профилированными углублениями 4 под выпуклость (фиг.2) шпал 5, выполненными на всей длине l по дуге окружности
Figure 00000024
где угол сектора дуги полуконтакта опорной плоскости шпалы 5 с балластным слоем 1 составляет
Figure 00000025
Figure 00000026
- давление структурной прочности балластного слоя 1 на растяжение,
Figure 00000027
- критическое давление под центром выгиба шпалы 5 под углубление 4 балластного слоя, угол α соответствует углу установки шпал в путевой решетке к продольной оси железнодорожного пути (фиг.3, 4). Шпалы 5 опорной поверхностью путевой решетки с соединенными стыками рельсовых путей 6 уложены в ответные углубления балластного слоя 1 радиусом
Figure 00000028
(фиг.1) поперечного сечения. Угол α=arctg(t/a), где a - стандартная ширина колеи, t≈к/(n+0,5) - шаг между шпалами в продольном направлении колеи, к - расстояние между осями колес вагонной тележки. При этом подкладки 7 путевой решетки выполнены с опорной площадкой под рельсы 6, повернутой под углом α.The proposed device of the upper structure of the railway track (figure 1) consists of a prepared base, profiled along the radius of the circular arc (figure 1)
Figure 00000019
where the angle of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer 1 with the soil base 2 -
Figure 00000020
with peat base -
Figure 00000021
Where
Figure 00000022
- critical pressure for the base under the center of the ballast layer,
Figure 00000023
is the pressure of the structural strength of the base in tension, φ is the angle of internal friction, and c is the specific adhesion of the soil or peat base consolidated under the design load under the dumped ballast layer 1 of height h with a width in the upper structure and angle β of side slopes 3, characterized by an angle φ b of friction and specific adhesion with b , statically loaded with a vertical load from the weight of the freight train. In this case, the ballast layer 1 on top at a width of выполнен is made with longitudinal arcuate profiled recesses 4 for the convexity (FIG. 2) of sleepers 5, made over the entire length l along an arc of a circle
Figure 00000024
where the angle of the arc sector of the semi-contact reference plane of the sleepers 5 with the ballast layer 1 is
Figure 00000025
Figure 00000026
- pressure structural strength of the ballast layer 1 in tension,
Figure 00000027
- the critical pressure under the center of the bend of the sleepers 5 under the recess 4 of the ballast layer, the angle α corresponds to the installation angle of the sleepers in the track grid to the longitudinal axis of the railway track (Figs. 3, 4). Sleepers 5 with the supporting surface of the track grid with the connected joints of the rail tracks 6 are laid in the reciprocal recesses of the ballast layer 1 with a radius
Figure 00000028
(figure 1) cross section. The angle α = arctan (t / a), where a is the standard gauge, t≈k / (n + 0.5) is the pitch between the sleepers in the longitudinal gauge, and k is the distance between the axles of the wheels of the wagon carriage. In this case, the lining 7 of the track grid is made with a supporting platform under the rails 6, rotated at an angle α.

Способ сооружения верхнего строения предлагаемого железнодорожного пути реализуется следующим образом. По результатам проектных расчетов, полученным на базе лабораторных испытаний образцов грунтового или торфяного основания 2 при линейных инженерно-геологических изысканиях и данным опытов с материалом балластного слоя 1 железнодорожного пути с определением параметров сб и с - удельного сцепления балластного слоя и подстилающего основания, φб и φ - соответственно углов их внутреннего трения, определяют радиусы контактных поверхностей R и г соответственно балластного слоя 1 с основанием 2 и балластного слоя 1 с опорной поверхностью путевой решетки по соответствующим расчетным зависимостям R≥(h·tgβ+в/2)/sin(ψmax) и

Figure 00000029
где
Figure 00000030
Figure 00000031
- соответственно углы сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя 1 с грунтовым и торфяным основанием 2,
Figure 00000032
- критическое давление под центром балластного слоя для основания,
Figure 00000033
- структурная прочность грунта или торфа на растяжение,
Figure 00000034
где
Figure 00000035
- структурная прочность балластного слоя 1 на растяжение,
Figure 00000036
- критическое давление для балластного слоя 1 шириной lo под шпалами 5 длиной l под рельсовые плети 6 путевой решетки. По данным проектных расчетов по дуге окружности >R профилируют основание 2 железнодорожного пути, производят отсыпку балластного слоя 1 высотой h на ширине (в/2+h tgβ) и после стабилизации осадок уплотненного балластного слоя 1 с основанием 2 ведут продольное профилирование поверхности балластного слоя 1 с радиусами ro выемок под ответные выгибы путевой решетки радиусами r (фиг.1). На профилированную поверхность балластного слоя укладывают плети путевых решеток, сложенные из шпал 5 длиной l на подкладках 7 с соединяемыми стыками рельсовых путей.The method of construction of the upper structure of the proposed railway track is implemented as follows. According to the results of design calculations obtained on the basis of laboratory tests of samples of soil or peat base 2 during linear engineering and geological surveys and experimental data with the material of the ballast layer 1 of the railway track with the determination of parameters b and c - specific adhesion of the ballast layer and the underlying base, φ b and φ are the angles of their internal friction, respectively, determine the radii of the contact surfaces R and g, respectively, of the ballast layer 1 with the base 2 and the ballast layer 1 with the supporting surface of the track Lattice relevant calculated dependence R≥ (h · tgβ + a / 2) / sin (ψ max) and
Figure 00000029
Where
Figure 00000030
Figure 00000031
- respectively, the angles of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer 1 with soil and peat base 2,
Figure 00000032
- critical pressure under the center of the ballast layer for the base,
Figure 00000033
- structural tensile strength of soil or peat,
Figure 00000034
Where
Figure 00000035
- structural tensile strength of the ballast layer 1,
Figure 00000036
- critical pressure for the ballast layer 1 of width l o under the sleepers 5 of length l under the rail lashes 6 of the track grid. According to the design calculations, an arc of a circle> R profile the base 2 of the railway track, fill the ballast layer 1 with a height h at a width (w / 2 + h tgβ) and, after stabilization, the sediment of the compacted ballast layer 1 with the base 2 conducts longitudinal profiling of the surface of the ballast layer 1 with radii r o recesses for reciprocal deflections of the track lattice with radii r (figure 1). On the profiled surface of the ballast layer, lashes of track gratings are stacked, made up of sleepers 5 of length l on the linings 7 with the connected joints of the rail tracks.

Предлагаемые способ и устройство позволяют гарантированно обеспечить безопасность работы железнодорожного пути под грузовыми тяжелыми составами за счет обеспечения упругого взаимодействия колес вагонных тележек подвижного состава с рельсами путевой решетки и балластным слоем. Упругое взаимодействие рельс с колесами вагонных тележек гарантированно обеспечивается принятым шагом t между уложенными под углом α к рельсам шпалами, при этом количество шпал на единицу пути по сравнению с известными устройствами можно уменьшить в 1,5 раза.The proposed method and device can guarantee the safety of the railway track under heavy freight trains by ensuring the elastic interaction of the wheels of the rolling stock carriages with track rails and the ballast layer. The elastic interaction of the rail with the wheels of the wagon carts is guaranteed to be ensured by the adopted step t between the sleepers laid at an angle α to the rails, while the number of sleepers per unit of track can be reduced by 1.5 times compared to known devices.

Источники информацииInformation sources

1 Виноградов Ф.П., Тетеркин А.Е., Питерман М.А. Строительные свойства торфяных грунтов. (Под ред. Н.А.Цытовича и Ф.П.Виноградова). - Минск: изд-во АНБССР, 1962. - С.172-174. (Аналог по способу и устройству).1 Vinogradov F.P., Teterkin A.E., Piterman M.A. Building properties of peat soils. (Edited by N.A. Tsytovich and F.P. Vinogradov). - Minsk: Publishing House of the ANSSR, 1962. - S.172-174. (Analogue in method and device).

2. Андреев Г.Е., Лапидус Т.А., Мельков Г.В. Многократное использование элементов путевой решетки с железобетонными шпалами. - М.: Транспорт, 1989. С.45-47 (Прототип по способу и устройству).2. Andreev G.E., Lapidus T.A., Melkov G.V. Repeated use of track elements with reinforced concrete sleepers. - M .: Transport, 1989. P.45-47 (Prototype according to the method and device).

Claims (2)

1. Способ сооружения верхнего строения железнодорожного пути, заключающийся в определении по данным лабораторных испытаний консолидированных образцов несущего основания и материала балластного слоя на сдвиг соответствующих параметров φ и φб - углов их внутреннего трения и c и сб - их удельного сцепления, в отсыпке на профилированное основание с достаточной несущей способностью для грузового состава балластного слоя высотой h и шириной b верхнего строения при угле β боковых откосов, в уплотнении балластного слоя с грунтовым основанием, укладке пролетов путевой решетки на уплотненный балластный слой опорной поверхностью шпал длиной l, соединении стыков рельсовых плетей, отличающийся тем, что балластному слою придают радиус контакта с основанием R≥(h·tgβ+b/2)/sin(Ψmах), где
угол сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя с грунтовым основанием
Figure 00000037

с торфяным основанием
Figure 00000038

где
Figure 00000039
- критическое давление для основания под центром балластного слоя;
Figure 00000040
- давление структурной прочности основания на растяжение,
балластный слой профилируют с уплотнением путем придания поперечному профилю его поверхности дугообразного углубления, соответствующего ответной дугообразной выпуклой опорной поверхности шпалы в поперечном сечении путевой решетки с радиусом
Figure 00000041

где угол сектора дуги полуконтакта опорной выпуклой поверхности шпалы длиной lo в поперечном сечении путевой решетки с балластным слоем составляет
Figure 00000042
при
Figure 00000043
- давление структурной прочности балластного слоя на растяжение,
Figure 00000044
- критическое давление для балластного слоя под центром дуги контакта,
при этом опорную поверхность шпалы выполняют по дуге окружности радиусом
Figure 00000045
на всей ее длине l, а рельсы на прямолинейных участках пути фиксируют на шпалах, установленных к ним под углом α=arctg(t/a),
где а - стандартная ширина колеи, t≈к/(n+0,5) - шаг между шпалами в продольном направлении колеи,
к - расстояние между осями колес вагонной тележки,
n - целое число шагов между осями колес вагонной тележки,
а подкладки под рельсы изготавливают с опорной поверхностью, повернутой под углом α к ее поперечной оси симметрии.1. The method of constructing the upper structure of the railway track, which consists in determining, according to laboratory tests, the consolidated samples of the bearing base and the material of the ballast layer by the shift of the corresponding parameters φ and φ b - the angles of their internal friction and c and c b - their specific adhesion, a profiled base with sufficient bearing capacity for the cargo composition of the ballast layer of height h and width b of the upper structure at an angle β of the side slopes, in the compaction of the ballast layer with a soil base, laying spans of the track grate on a compacted ballast layer with a supporting surface of sleepers of length l, connecting joints of rail lashes, characterized in that the radius of contact with the base is given to the ballast layer R≥ (h · tgβ + b / 2) / sin (Ψ max ), where
angle of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer with the soil base
Figure 00000037

peat base
Figure 00000038

Where
Figure 00000039
- critical pressure for the base under the center of the ballast layer;
Figure 00000040
- pressure structural strength of the base in tension,
the ballast layer is profiled with a seal by giving the transverse profile of its surface an arcuate recess corresponding to the reciprocal arcuate convex supporting surface of the sleepers in a cross section of the track grid with a radius
Figure 00000041

where the angle of the arc sector of the half-contact of the supporting convex surface of the sleepers of length l o in the cross section of the track lattice with a ballast layer is
Figure 00000042
at
Figure 00000043
- pressure structural strength of the ballast layer in tension,
Figure 00000044
- critical pressure for the ballast layer under the center of the arc of contact,
while the supporting surface of the sleepers perform along an arc of a circle of radius
Figure 00000045
along its entire length l, and the rails on straight sections of the track are fixed on the sleepers installed to them at an angle α = arctg (t / a),
where a is the standard gauge, t≈k / (n + 0.5) is the step between the sleepers in the longitudinal direction of the gauge,
to - the distance between the axles of the wheels of the wagon trolley,
n is an integer number of steps between the axles of the wheels of the wagon trolley,
and linings under the rails are made with a supporting surface rotated at an angle α to its transverse axis of symmetry. 2. Устройство верхнего строения железнодорожного пути, состоящее из отсыпанного и уплотненного на профилированном грунтовом основании балластного слоя высотой h при ширине b верхнего строения и угле β боковых откосов, характеризующегося углом φб внутреннего трения и удельным сцеплением cб, на сдвиг углом φ внутреннего трения и удельным сцеплением с пролетов путевой решетки с соединенными стыками рельсовых путей, уложенных на шпалах длиной l с опорной поверхностью, упруго контактирующей с балластным слоем, отличающееся тем, что балластный слой отсыпан на основании на ширине (h·tgβ+b/2) по дуге окружности поперечного профиля радиусом R≥(h·tgβ+b/2)/sin(ψmax),
где угол сектора дуги упругого полуконтакта балластного слоя с грунтовым основанием
Figure 00000046
,
с торфяным основанием
Figure 00000047

где
Figure 00000048
- критическое давление для основания под центром балластного слоя,
Figure 00000049
- давление структурной прочности основания на растяжение,
и выполнен с поверхностными дугообразными профильными углублениями под шпалы, выполненные в поперечном сечении по дуге окружности с радиусом
Figure 00000050

где угол сектора дуги полуконтакта опорной выпуклой поверхности шпалы длиной lo в поперечном сечении путевой решетки с балластным слоем составляет
Figure 00000051
при
Figure 00000052
- давление структурной прочности балластного слоя на растяжение,
Figure 00000053
- критическое давление для балластного слоя под центром дуги контакта шпалы,
при этом опорная поверхность шпалы вдоль ее длины l выполнена по дуге окружности радиусом
Figure 00000054
рельсы на шпалах установлены через подкладки со скошенными опорными для рельс площадками под углом α на прямолинейных участках пути и фиксированными на шпалах, установленных к ним под тем же углом α=arctg(t/a),
где а - стандартная ширина колеи,
t≈к/(n+0,5) - шаг между шпалами в продольном направлении колеи,
к - расстояние между осями колес вагонной тележки,
n - целое число шагов между осями колес вагонной тележки. 2. The device of the upper structure of the railway track, consisting of a ballast layer poured and compacted on a profiled soil base with a height h with a width b of the upper structure and an angle β of side slopes, characterized by an angle of friction φ b and a specific adhesion c b , by a shift of the internal friction angle φ and specific adhesion from the spans of the track grate with the connected joints of rail tracks laid on sleepers of length l with a supporting surface elastically in contact with the ballast layer, characterized in that the ballast the th layer is sprinkled on the base at a width of (h · tgβ + b / 2) along the arc of a circle of the transverse profile of radius R≥ (h · tgβ + b / 2) / sin (ψ max ),
where the angle of the arc sector of the elastic half-contact of the ballast layer with the soil base
Figure 00000046
,
peat base
Figure 00000047

Where
Figure 00000048
- critical pressure for the base under the center of the ballast layer,
Figure 00000049
- pressure structural strength of the base in tension,
and made with surface arcuate profile recesses for sleepers, made in cross section along an arc of a circle with a radius
Figure 00000050

where the angle of the arc sector of the half-contact of the supporting convex surface of the sleepers of length l o in the cross section of the track lattice with a ballast layer is
Figure 00000051
at
Figure 00000052
- pressure structural strength of the ballast layer in tension,
Figure 00000053
- critical pressure for the ballast layer under the center of the arc of contact of the sleepers,
the supporting surface of the sleepers along its length l is made along an arc of a circle of radius
Figure 00000054
the rails on the sleepers are installed through the liners with the beveled supports for the rails at an angle α on straight sections of the track and fixed on the sleepers installed to them at the same angle α = arctg (t / a),
where a is the standard gauge,
t≈k / (n + 0.5) is the step between the sleepers in the longitudinal direction of the track,
to - the distance between the axles of the wheels of the wagon trolley,
n is an integer number of steps between the axles of the wheels of the wagon trolley.
RU2008108648/11A 2008-03-05 2008-03-05 Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure RU2378435C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108648/11A RU2378435C2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108648/11A RU2378435C2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008108648A RU2008108648A (en) 2009-09-10
RU2378435C2 true RU2378435C2 (en) 2010-01-10

Family

ID=41166169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008108648/11A RU2378435C2 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378435C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612339C2 (en) * 2014-12-17 2017-03-07 Юрий Георгиевич Халисов Method for wheelsets centre of gravity vertical oscillations elimination

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЕЕВ Г.Е. Многократное использование элементов путевой решетки с железобетонными шпалами. - М.: Транспорт, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612339C2 (en) * 2014-12-17 2017-03-07 Юрий Георгиевич Халисов Method for wheelsets centre of gravity vertical oscillations elimination

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008108648A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Railway geotechnics
Witt The influence of under sleeper pads on railway track dynamics
Rose Selected in-track applications and performances of hot-mix asphalt trackbeds
Rose et al. Utilization of asphalt/bituminous layers and coatings in railway trackbeds: a compendium of international applications
AU2001284159B2 (en) Method of stabilizing particulates
Savin et al. Vertical sediment of a ballastless track
CN105672062A (en) Straddle-type monorail bearing system and construction method thereof
AU2001284159A1 (en) Method of stabilizing particulates
Giannakos et al. Transition zone between ballastless and ballasted track: influence of changing stiffness on acting forces
Mekhmonov et al. Investigation of the period of natural oscillations of the embankment on approaches to bridges
RU2378435C2 (en) Method for erection of railway superstructure and arrangement of railway superstructure
CN208395595U (en) Steel plate roadbed box laying structure
Tzanakakis et al. The effect of track stiffness on track performance
RU2448212C2 (en) Method to reinforce railway track
RU2365697C1 (en) Method of constructing railroad track and track design
Rose et al. Long-term performance of asphalt underlayment trackbeds for special trackbed applications
CN102535302B (en) Temporary pavement blanket structure for super-shallow buried subsurface-excavated underground engineering, and construction method thereof
Stoyanovich et al. Solution of the problem of providing railway track stability in joint sections between railroad facilities and subgrade
Lichtberger The Comprehensive Manual of Track Maintenance VOLUME 1
CN109797609A (en) Sharp radius curve railway entirety broken line overhead device and method
Lund et al. Transition Zones between Ballasted and Ballast less Tracks
Rose Rehabilitation techniques to improve long-term performances of highway-railway at-grade crossings
Paulsson et al. C4R D 1.1. 5 Upgrading of Infrastructure in order to meet new Operation and Market Demands (Final)
Le Pen et al. The Railway Track System: Performance and Trackbed Design
Ali et al. Effect of railway track elements properties on stresses distribution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100306