RU2381317C2 - Railway rail length (versions) - Google Patents
Railway rail length (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381317C2 RU2381317C2 RU2007148876/11A RU2007148876A RU2381317C2 RU 2381317 C2 RU2381317 C2 RU 2381317C2 RU 2007148876/11 A RU2007148876/11 A RU 2007148876/11A RU 2007148876 A RU2007148876 A RU 2007148876A RU 2381317 C2 RU2381317 C2 RU 2381317C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- slabs
- steel ropes
- link
- channels
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству железных дорог, преимущественно к конструкциям верхнего строения пути.The invention relates to the construction of railways, mainly to structures of the upper track structure.
В настоящее время железнодорожный транспорт как в России, так и во всем мире, в плане повышения надежности железнодорожных путей с шпальным основанием близок к пределу возможностей.Currently, rail transport both in Russia and around the world, in terms of improving the reliability of railway tracks with a sleeper base, is close to the limit of possibilities.
Надежность железнодорожного пути по фундаментальной работе В.С.Лысюк, В.Н.Сазонова и Л.В. Башкатовой - свойство пути сохранить в условленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнить требуемые функции (бесперебойный пропуск поездов с установленной скоростью) в заданных условиях эксплуатации (текущего содержания и ремонтов). При этом количественно надежность пути оценивается численными значениями показателей его безотказности, долговечности и ремонтопригодности.Reliability of the railway track according to the fundamental work of V.S. Lysyuk, V.N. Sazonova and L.V. Bashkatova - the property of the path to keep within the agreed limits the value of all parameters characterizing the ability to perform the required functions (uninterrupted passage of trains at a set speed) under specified operating conditions (current maintenance and repairs). Moreover, the reliability of the track is quantified by the numerical values of its reliability, durability and maintainability.
В условиях возрастания объемов перевозок, скоростей движения поездов в последние десятилетия стремление к повышению надежности железнодорожных путей в отечественной и зарубежной практике осуществлялось по направлениям:In the context of an increase in traffic volumes and train speeds in recent decades, the desire to improve the reliability of railways in domestic and foreign practice was carried out in the following areas:
- повышение изгибной жесткости рельсов путем увеличения погонной массы рельсов;- increase the bending stiffness of the rails by increasing the linear mass of the rails;
- повышение жесткости рельсового основания путем увеличения густоты расположения шпал;- increasing the rigidity of the rail base by increasing the density of the sleepers;
- повышение жесткости балласта путем увеличения толщины балластного слоя щебня под шпалами.- increasing the rigidity of the ballast by increasing the thickness of the ballast layer of rubble under the sleepers.
Однако в настоящее время укрепилось общее мнение, что дальнейшее увеличение погонной массы рельсов свыше 65 кг/м нецелесообразно - в течение 1950-2000 г.г. масса рельса в России была повышена с 38,4 до 64,4 кг/м. Доля протяжения главного пути с рельсами Р65 и Р75 уже достигла 95%.However, at present, the general opinion has been strengthened that a further increase in the linear mass of rails over 65 kg / m is inexpedient - during 1950-2000. rail weight in Russia was increased from 38.4 to 64.4 kg / m. The length of the main track with rails P65 and P75 has already reached 95%.
Тем не менее о низкой эффективности дальнейшего повышения погонной массы рельсов типа Р65 и Р75 свидетельствует доля их отказов по контактно-усталостным дефектам, которая по сравнению с 1950 г. для рельсов с q=38,4 кг/м возросла для всех типов в 2000 г. до 45%, а для рельсов Р75 до 64%.Nevertheless, the low efficiency of a further increase in the linear mass of R65 and P75 rails is evidenced by the percentage of their failures due to contact fatigue defects, which compared to 1950 for rails with q = 38.4 kg / m increased for all types in 2000 up to 45%, and for rails P75 up to 64%.
Густота укладки шпал в настоящее время уже повысилась до 1840-2000 шт/км железнодорожного пути, что существенно удорожает как строительство новых, так и ремонт старых путей.The density of laying sleepers has now increased to 1840-2000 pcs / km of railway track, which significantly increases the cost of both the construction of new and the repair of old tracks.
Толщина щебеночного балласта на отечественных дорогах уже достигает 1 м, а кое-где его превышает. Наблюдающееся во всем мире повышение скоростей и осевых нагрузок при железобетонных шпальных основаниях намного увеличило вибрацию пути и понизило сопротивление вибрации всех элементов пути, ухудшило условия работы балластной призмы и земляного полотна.The thickness of crushed stone ballast on domestic roads already reaches 1 m, and in some places exceeds it. The increase in speeds and axial loads observed all over the world with reinforced concrete sleepers significantly increased the vibration of the track and reduced the vibration resistance of all elements of the track, worsened the working conditions of the ballast prism and subgrade.
Верхнее строение пути является несущей конструкцией железнодорожного пути, воспринимающей нагрузки от колес подвижного состава и направляющей их движение.The upper structure of the track is the supporting structure of the railway track, which receives loads from the wheels of the rolling stock and directs their movement.
Организация скоростного движения поездов и увеличение нагрузок на ось подвижного состава (в перспективе до 30 т/ось) вызывает значительный рост напряженно-деформированного состояния всех элементов железнодорожного пути. Возрастание грузонапряженности ведет к интенсивному накоплению остаточных деформаций пути, что осложняет обеспечение надежности пути.The organization of high-speed train traffic and an increase in axle loads on the rolling stock (in the future up to 30 t / axle) causes a significant increase in the stress-strain state of all elements of the railway track. The increase in cargo intensity leads to an intensive accumulation of residual deformations of the track, which complicates the maintenance of track reliability.
Специалисты считают, что единственно эффективным путем повышения надежности и объемов наработки путей, обеспечения безопасности железнодорожного транспорта является интенсивные методы, связанные с повышением указанных факторов за счет конструктивного совершенствования железных дорог без увеличения их материалоемкости.Experts believe that the only effective way to increase the reliability and volume of track development, to ensure the safety of railway transport is intensive methods associated with the increase of these factors due to the constructive improvement of railways without increasing their material consumption.
Кроме того, при поиске лучших инженерных решений для развития железнодорожного транспорта необходимо учесть следующие пожелания эксплуатационников:In addition, when searching for the best engineering solutions for the development of railway transport, it is necessary to take into account the following wishes of the operators:
- создание пути, равнопрочного по его протяжению;- creation of a path equally strong along its length;
- высокую изгибную прочность рельсов без увеличения массы погонного метра рельса;- high bending strength of rails without increasing the mass of linear meter of rail;
- минимизация неровностей на железнодорожном пути;- minimization of irregularities on the railway line;
- ускорение строительства новых и упрощение замены при ремонте, снижение сроков простоя пути при ремонтах полотна.- accelerating the construction of new and simplifying replacement during repair, reducing the downtime of the path when repairing the canvas.
Значительное внимание инженеров уже многие десятилетия привлекает возможность перехода от шпальных подрельсовых оснований к железобетонным из сборных плит, балок, рам или лежней. В отдельных странах есть определенный опыт применения сплошных железобетонных оснований.For many decades, considerable attention of engineers has been attracted by the possibility of switching from sleeper rail bases to reinforced concrete from prefabricated plates, beams, frames or bedding. In some countries there is some experience with the use of solid reinforced concrete foundations.
В цитированных работах приводятся различные данные о многочисленных преимуществах сплошных железобетонных оснований, как сборных, так и монолитных, однако, десятилетия упорных исследований не позволили в мировой практике железнодорожного транспорта заменить шпальное основание железнодорожных путей. Практическое применение сплошных (блочных) железобетонных опор рельсов применяется только при прокладке отдельных путей на мостах и тоннелях, а также как основания трамвайных путей.The cited works cite various data on the numerous advantages of continuous reinforced concrete foundations, both prefabricated and monolithic, however, decades of persistent research have not allowed replacing the sleeper base of railway tracks in world rail practice. The practical use of continuous (block) reinforced concrete rail supports is used only when laying separate tracks on bridges and tunnels, and also as the foundation of tram tracks.
Не случайно, современный СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм» в разделе 5 «Верхнее строение пути» не предусматривает применение железобетонных плит, рам или подобных опор.It is no coincidence that the modern SNiP 32-01-95 “1520 mm gauge railways” in
Кроме того, в качестве будущего железных дорог предполагают переход от прочного пути к надежному с учетом двух направлений стратегий:In addition, as the future of railways, they assume a transition from a solid path to a reliable one, taking into account two directions of strategies:
1 - своевременную ликвидацию неровностей на колесах и рельсах, а также укладки виброзащитных железобетонных шпал с резиновыми прокладками;1 - timely elimination of bumps on wheels and rails, as well as laying vibration-proof reinforced concrete sleepers with rubber gaskets;
2 - повышение безотказности и долговечности пути без увеличения его материалоемкости: изменение очертания верха головки рельсов по типу американских рельсов 132 RE, применение шарнирных стыковых накладок вместо клиновых, противораспорных костыльных подкладок, ликвидация избытка возвышения наружного рельса в кривых и укладка рельсовых стыков в разбежку, а не по наугольнику.2 - increasing the reliability and longevity of the track without increasing its material consumption: changing the shape of the top of the rail head according to the type of American rails 132 RE, using hinged butt pads instead of wedges, anti-strut crutch linings, eliminating the excess of the elevation of the outer rail in curves and laying the rail joints apart, and not by the corner.
Ведущие специалисты железнодорожники практически не видят сегодня перспективы применению сборных блочных или монолитных железобетонных оснований, что связано с тем, что такие основания обычно связаны:Leading railway specialists hardly see today the prospects for the use of prefabricated block or monolithic reinforced concrete bases, which is due to the fact that such bases are usually associated:
- с излишней жесткостью основания, оказывающей влияние на быстрый износ колесных пар;- with excessive rigidity of the base, affecting the rapid wear of wheel sets;
- незначительным влиянием на изгибную прочность рельсов;- slight effect on the bending strength of the rails;
- недостаточной равнопрочностью основания пути по протяжению, особенно при применении сборных железобетонных плит заводского изготовления, тем более применение монолитных железобетонных оснований для климатических условий России нереально.- insufficient equal strength of the base of the path along the length, especially when using prefabricated reinforced concrete slabs of factory manufacture, especially the use of monolithic reinforced concrete bases for the climatic conditions of Russia is unrealistic.
- с большим расходом железобетона.- with high consumption of reinforced concrete.
Это связано с определенными недостатками сплошных железобетонных опор (сборных или монолитных), устранению которых посвящено предлагаемое изобретение.This is due to certain disadvantages of continuous reinforced concrete supports (prefabricated or monolithic), the elimination of which the present invention is devoted to.
Из уровня техники известны и в настоящее время наиболее широко применяются рельсовые звенья, содержащие рельсы, закрепленные на деревянных или железобетонных шпалах (см., например, книгу Яковлевой Т.Г. и др. «Железнодорожный путь». - М., Транспорт, 2001, с.42-52). Железнодорожный путь на железобетонных или деревянных шпалах, в том числе уложенных звеньями, обеспечивает достаточно надежную его эксплуатацию при скоростях до 250-300 км/ч. Причем деревянные шпалы характеризуются достаточной упругостью, хорошим сцеплением со щебнем, малой чувствительностью к ударам и колебаниям температуры, сравнительно небольшой массой (до 70 кг). Однако они имеют небольшой срок службы из-за гниения, растрескивания и механического износа. На изготовление деревянных шпал расходуется большое количество дефицитной и дорогой строевой древесины; железнодорожный путь на деревянных шпалах характеризуется неоднородностью упругих свойств по длине пути (из-за неодинаковых размеров шпал).From the prior art known and currently the most widely used rail links containing rails mounted on wooden or reinforced concrete sleepers (see, for example, the book Yakovleva TG and others. "Railway track". - M., Transport, 2001 p. 42-52). The railway track on reinforced concrete or wooden sleepers, including those laid by links, ensures its reliable operation at speeds up to 250-300 km / h. Moreover, wooden sleepers are characterized by sufficient elasticity, good adhesion to crushed stone, low sensitivity to shock and temperature fluctuations, a relatively small weight (up to 70 kg). However, they have a short life due to rotting, cracking and mechanical wear. The manufacture of wooden sleepers consumes a large amount of scarce and expensive timber; the railway track on wooden sleepers is characterized by heterogeneity of elastic properties along the length of the track (due to the uneven size of the sleepers).
Железобетонные шпалы обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с деревянными шпалами: они огнестойки и не подвержены гниению, межремонтный период благодаря долговечности этих шпал составляет 30-50 лет; железнодорожный путь характеризуется стабильностью ширины колеи, однородностью упругих свойств по длине пути. Весьма важной является возможность сохранения лесов при изготовлении такого вида шпал.Reinforced concrete sleepers have indisputable advantages compared to wooden sleepers: they are fireproof and not subject to decay, the overhaul period due to the durability of these sleepers is 30-50 years; the railway track is characterized by stability of the gauge, uniformity of elastic properties along the length of the track. Very important is the ability to conserve forests in the manufacture of this type of sleepers.
Однако звеньевой путь на железобетонных шпалах может укладываться на период не более двух-трех месяцев для завершения стабилизации балластной призмы, после чего обязательна замена коротких рельсов на длинные сварные плети бесстыкового пути. Кроме того, условия работы пути на железобетонных шпалах значительно усложняются из-за изменения температуры рельсов в течение года, что вызывает перемещения концов прилегающих сварных рельсовых плетей с последующей подвижкой уравнительных рельсов.However, the link track on reinforced concrete sleepers can be laid for a period of not more than two to three months to complete stabilization of the ballast, and then replacement of short rails with long welded lashes of a welded jointless path is mandatory. In addition, the working conditions of the track on reinforced concrete sleepers are significantly complicated due to changes in the temperature of the rails during the year, which causes the movement of the ends of adjacent welded rail lashes with the subsequent movement of leveling rails.
Однако опыт эксплуатации пути на шпальной решетке показывает, что на поддержание колеи в соответствующем состоянии требуется затрачивать большое количество труда и средств. Одна из причин - плохая передача подвижной нагрузки шпальной решеткой на площадку земляного полотна.However, the experience of operating the track on the sleeper grid shows that a large amount of labor and money is required to maintain the track in an appropriate condition. One of the reasons is the poor transmission of the moving load with a sleeper grid to the subgrade.
При шпальной решетке атмосферные осадки неизбежно попадают на площадку земляного полотна, вследствие чего ее несущая способность во много раз снижается, что еще больше способствует накоплению остаточных деформаций и ведет к расстройству пути. Кроме того, возникает проблема очистки щебня при укладке шпальной решетки на щебеночный балласт. При этом возникает необходимость подъема всего пути с последующим приведением его в надлежащее состояние, что также связано с большими расходами.With a sleeper grid, precipitation inevitably falls on the subgrade, as a result of which its bearing capacity is many times reduced, which further contributes to the accumulation of residual deformations and leads to disruption of the path. In addition, there is the problem of cleaning rubble when laying the sleepers on the ballast ballast. In this case, there is a need to lift the entire path with subsequent bringing it into proper condition, which is also associated with high costs.
Определенным образом компенсировать усложнение работы пути, повысить сопротивляемость рельсо-шпальной решетки накоплениям остаточных деформаций можно, например, за счет увеличения числа шпал на 1 км пути. Однако в настоящее время число шпал уже доведено до максимально возможного - до 2000. Дальнейшее повышение стабильности пути возможно лишь за счет изменения самой конструкции подрельсового основания.In a certain way, it is possible to compensate for the complication of the work of the track, to increase the resistance of the rail-sleeper grid to the accumulation of residual deformations, for example, by increasing the number of sleepers per 1 km of the track. However, at present, the number of sleepers has already been brought to the maximum possible - up to 2000. A further increase in track stability is possible only by changing the construction of the rail base itself.
Все указанные выше недостатки в значительной степени устраняются и существенно сокращаются расходы при укладке пути на блочное, например, лежневое подрельсовое основание или сплошное подрельсовое основание в виде плит. В этом случае нагрузка будет передаваться на большую поверхность земляного полотна, а следовательно, будет обеспечиваться и большая устойчивость пути. Снижается и засор щебеночного балласта.All the above disadvantages are largely eliminated and costs are significantly reduced when laying a track on a block, for example, a lay rail rail or a solid rail in the form of plates. In this case, the load will be transmitted to the large surface of the subgrade, and therefore, greater stability of the path will be provided. Clogged ballast ballast is also reduced.
Известно рельсовое звено на блочном подрельсовом основании в виде сборных железобетонных рам, состоящих из четырех элементов: двух продольных, лежневых, и двух поперечных, соединяющих лежневые части при помощи металлических стержней (см., например, книгу В.Г.Альбрехта и др. «Современные конструкции верхнего строения железнодорожного пути». - М., Транспорт, 1975 г., с.165-167). Продольные лежневые элементы изготовлены из предварительно напряженного железобетона и имеют переменное по протяжению поперечное сечение. Для облегчения конструкции в лежнях сделано 11 поперечных отверстий диаметром 160 мм, расположенных по нейтральной оси каждого лежня. На концах лежней предусмотрено уширение для уменьшения влияния стыка рам, так как укладывают рамы в путь со свободным стыкованием. Соединительные элементы изготовлены из ненапряженного железобетона.A rail link on a block under-rail base is known in the form of prefabricated reinforced concrete frames consisting of four elements: two longitudinal, lying, and two transverse connecting connecting the lying parts with the help of metal rods (see, for example, the book of V.G. Albrekht and others. " Modern constructions of the upper structure of the railway track. ”- M., Transport, 1975, p.165-167). The longitudinal lay elements are made of prestressed concrete and have a variable cross section along the length. To facilitate the design, 11 transverse holes with a diameter of 160 mm located along the neutral axis of each bed were made in the beds. At the ends of the bed, broadening is provided to reduce the influence of the joint of the frames, since the frames are put in a path with free docking. The connecting elements are made of unstressed reinforced concrete.
Путь с известным крупноблочным лежневым подрельсовым основанием отличается большей стабильностью, чем на железобетонных шпалах, и значительно медленнее накапливает остаточные деформации. Осадка рельсо-блочной решетки в этой конструкции происходит более равномерно по всей длине пути, не вызывая заметных искажений профиля. Несмотря на значительно большую жесткость известного блочного подрельсового основания в сравнении со шпальным, характер и величина износа рельсов на нем не отличаются от величины и характера износа рельсов на шпальном основании.A track with a well-known large-block lying subrail base is more stable than on reinforced concrete sleepers, and accumulates residual deformations much more slowly. The settlement of the rail-block lattice in this design occurs more evenly along the entire length of the path, without causing noticeable distortion of the profile. Despite the significantly greater rigidity of the known block rail base in comparison with the sleeper, the nature and magnitude of the wear of the rails on it does not differ from the magnitude and nature of the wear of the rails on the sleeper.
Однако рассматриваемая конструкция рельсового звена из-за имеющейся шарнирности в узлах соединения не обеспечивает постоянства ширины колеи, особенно при неравномерном уплотнении балласта. Уширения по концам рам не предотвращают повышенные прогибы пути. Имеют место случаи обрыва стягивающих продольные лежни металлических стержней. Высока загрязняемость балластного слоя, ничем не закрытого от попадания грязи и сора.However, the rail link structure under consideration, due to the articulation in the joint nodes, does not provide a constant gauge, especially with uneven ballast compaction. Broadening at the ends of the frames does not prevent increased deflections of the track. There are cases of breakage of metal rods tightening longitudinal beds. High contamination of the ballast layer, which is not covered by dirt and litter.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является рельсовое звено железнодорожного пути, включающее скрепленные соединительными элементами предварительно напряженные железобетонные плиты и смонтированные на плитах рельсы с крепежом и амортизирующими прокладками (см., например, книгу Ю.Д.Волошко и др. «Рельсовый путь с блочными железобетонными опорами.» - М., Транспорт, 1980 г., с 24-25). В известной конструкции двадцать бетонных плит размером 2,3×0,5×0,17 м соединены между собой боковыми пластинами - лагами в одно десятиметровое звено. Плиты расположены поперек железнодорожного полотна, а лаги размещены в торцах плит с наружной стороны. Между плитами вставлены резиновые прокладки. Две крайние плиты соседних звеньев также соединены короткими лагами, и все звенья образуют, таким образом, неразрывное бетонное подрельсовое основание. Снаружи к лагам имеется доступ для их подтягивания или ослабления. Рельсы укладываются и закрепляются на плитах, опираясь на них через рифленые резиновые прокладки.The closest to the proposed technical essence is the rail link of the railway track, including pre-stressed reinforced concrete slabs fastened with connecting elements and rails mounted on the slabs with fasteners and shock absorbing gaskets (see, for example, the book by Yu.D. Voloshko and others. “Rail track with block reinforced concrete supports. "- M., Transport, 1980, from 24-25). In the known construction, twenty concrete slabs measuring 2.3 × 0.5 × 0.17 m are connected to each other by side plates - lags of one ten-meter link. Plates are located across the railway track, and the logs are placed at the ends of the plates from the outside. Between plates inserted rubber gaskets. The two extreme plates of adjacent links are also connected by short lags, and all links thus form an inextricable concrete rail base. Outside, the lags have access to pull them up or weaken. The rails are stacked and secured to the plates, resting on them through corrugated rubber gaskets.
Известная конструкция рельсового звена обеспечивает сплошное опирание на балластный слой плитной подрельсовой опоры, что, в свою очередь, позволяет заметно снизить напряжения в балластном слое и земляном полотне, а также интенсивность накопления остаточных деформаций в них. Одновременно балластная призма в такой конструкции в значительной мере защищена от засорения. Звено удобно при монтаже и легко укладывается.The known design of the rail link provides continuous support on the ballast layer of the slab rail support, which, in turn, can significantly reduce stresses in the ballast layer and subgrade, as well as the rate of accumulation of residual deformations in them. At the same time, the ballast prism in this design is largely protected from clogging. The link is convenient during installation and easy to fit.
Однако под воздействием постоянно растущей подвижной нагрузки снижается прочность соединения отдельных плит пластинами - лагами, что вызывает необходимость постоянного их осмотра и подтягивания, и, следовательно, связано со значительными трудовыми и материальными затратами на содержание и ремонт пути. При этом в стыках плит ослабленного звена возникают повышенные прогибы, а остаточные деформации пути накапливаются быстрее, чем в нормально работающих звеньях, вследствие чего ухудшаются надежность и стабильность железнодорожного пути.However, under the influence of an ever-increasing rolling load, the strength of the connection of individual plates by plates - lags decreases, which necessitates their constant inspection and pulling up, and, therefore, is associated with significant labor and material costs for maintaining and repairing the track. At the same time, increased deflections occur at the joints of plates of the weakened link, and residual deformations of the track accumulate faster than in normally working links, as a result of which the reliability and stability of the railway line are impaired.
Цель предлагаемого изобретения - повышение надежности железнодорожного пути, снижение эксплуатационных затрат на его содержание.The purpose of the invention is to increase the reliability of the railway track, reducing operating costs for its maintenance.
Поставленная цель достигается тем, что в рельсовом звене железнодорожного пути, включающем скрепленные соединительными элементами предварительно напряженные железобетонные плиты и смонтированные на плитах рельсы с крепежом и амортизирующими упругими элементами, соединительные элементы выполнены в виде стальных канатов с защитными полимерными оболочками, размещенных в сквозных продольных каналах внутри плит и стягивающих между собой плиты с упругими прокладками между плитами, причем каналы в верхней части ограничены средней плоскостью сечения плиты, диаметр каналов выбран в пределах от 0,1 до 0,2 минимальной толщины плит, а анкеры стальных канатов, стягивающих плиты в звено, размещены в омоноличенных бетоном крепежных прямоугольных полостях крайних плит, при этом расстояние между торцами плит в звене выбрано в пределах от 50 до 100 мм.This goal is achieved by the fact that in the rail link of the railway track, including pre-stressed reinforced concrete slabs fastened with connecting elements and rails mounted on the slabs with fasteners and shock absorbing elastic elements, the connecting elements are made in the form of steel ropes with protective polymer shells placed in through longitudinal channels inside plates and plates tightening together with elastic gaskets between the plates, and the channels in the upper part are limited by the middle plane According to the cross-section of the slab, the diameter of the channels is selected from 0.1 to 0.2 of the minimum thickness of the slabs, and the anchors of the steel ropes pulling the slabs into the link are placed in the rectangular monolithic fastening cavities of the outer slabs, while the distance between the ends of the slabs in the link is selected ranging from 50 to 100 mm.
Поставленная цель достигается также тем, что в рельсовом звене железнодорожного пути, включающем скрепленные соединительными элементами предварительно напряженные железобетонные плиты и смонтированные на плитах рельсы с крепежом и амортизирующими упругими прокладками, соединительные элементы выполнены в виде стальных канатов, стягивающих между собой плиты с упругими прокладками между плитами, причем стальные канаты выполнены без защитных полимерных оболочек и размещены в сквозных продольных каналах внутри плит; в верхней части сквозные каналы ограничены средней плоскостью сечения плиты, а после напряжения канатов омоноличены быстротвердеющим цементно-песчаным раствором, при этом диаметр каналов выбран в пределах от 0,1 до 0,2 минимальной толщины плит, а анкеры стальных канатов, стягивающих плиты в звено, размещены в омоноличенных бетоном крепежных прямоугольных полостях крайних плит, при этом расстояние между торцами плит в звене выбрано в пределах от 50 до 100 мм. Кроме того, упругие элементы размещены между плитами и выполнены предпочтительно в виде резиновых цилиндров со сквозными отверстиями диаметром от 0,2 до 0,8 и высотой от 0,4 до 0,8 минимальной толщины плит и размещены по оси стальных канатов, при этом упругие элементы обоими торцами помещены в посадочные выемки-гнезда соседних плит.This goal is also achieved by the fact that in the rail link of the railway track, including pre-stressed reinforced concrete slabs fastened with connecting elements and rails mounted on the slabs with fasteners and shock absorbing elastic gaskets, the connecting elements are made in the form of steel ropes, tightening the plates with elastic gaskets between the plates moreover, steel ropes are made without protective polymer shells and are placed in through longitudinal channels inside the plates; in the upper part, the through channels are limited by the middle plane of the slab section, and after the tension of the ropes they are monolithic by a quick-hardening cement-sand mortar, with the diameter of the channels selected from 0.1 to 0.2 of the minimum thickness of the plates, and the anchors of steel ropes pulling the plates into a link placed in monolithic concrete fixing rectangular cavities of extreme plates, the distance between the ends of the plates in the link is selected in the range from 50 to 100 mm. In addition, the elastic elements are placed between the plates and are preferably made in the form of rubber cylinders with through holes with a diameter of 0.2 to 0.8 and a height of 0.4 to 0.8 of the minimum thickness of the plates and are placed along the axis of the steel ropes, while the elastic elements with both ends are placed in the landing recesses-nests of adjacent plates.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что благодаря стягиванию предварительно напряженных железобетонных плит стальными канатами, проходящими внутри плит, обеспечивается максимально прочное и устойчивое практически в течение всего срока эксплуатации соединение плит между собой с образованием высокоэффективной конструкции рельсового звена. Предлагаемая конструкция звена не только существенно уменьшает интенсивность накопления остаточных деформаций в балластном слое и земляном полотне пути, но и значительно повышает трещиностойкость и долговечность подрельсового основания, воспринимающего при этом любые напряжения, вызываемые эксплуатационными нагрузками. Бетон плит в такой конструкции работает полным сечением, благодаря чему может быть уменьшена не только толщина плит, собираемых в звено, но и масса всего звена, а следовательно, материальные и трудовые затраты на содержание и ремонт пути. Практически исключаются ослабленные стыки между плитами в заявляемой конструкции благодаря стягиванию плит канатами с усилием, достигающим 30 тс на канат, что существенно повышает надежность и стабильность железнодорожного пути.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that due to the tightening of prestressed reinforced concrete slabs with steel ropes passing inside the slabs, the joint of the slabs with each other is provided with a maximum strength and stability over the entire life cycle with the formation of a highly efficient rail link structure. The proposed link design not only significantly reduces the rate of accumulation of residual deformations in the ballast layer and subgrade, but also significantly increases the crack resistance and durability of the rail base, which can absorb any stresses caused by operational loads. Concrete slabs in this design work in full cross-section, due to which not only the thickness of the slabs assembled in the link can be reduced, but also the mass of the entire link, and therefore the material and labor costs of maintaining and repairing the track. Weakened joints between the plates in the claimed design are practically eliminated due to the tightening of the plates with ropes with a force reaching 30 tf per rope, which significantly increases the reliability and stability of the railway track.
На фиг.1 изображено предлагаемое рельсовое звено, устанавливаемое на балластной призме, включающей балластный щебеночный слой 1, уложенный на земляном полотне 2 с песчаной подсыпкой 3. Звено содержит предварительно напряженные железобетонные плиты 4 со сквозными продольными каналами 5, диаметр которых выбран в пределах от 0,1 до 0,2 минимальной толщины плит. Внутри каналов 5 протянуты стальные канаты 6 с защитными полимерными оболочками 7 и одетыми на канаты 6 между плитами 4 упругими элементами 8. Концы стальных натянутых канатов закреплены в анкерах (не показаны), размещенных в крепежных полостях 9, которые, в свою очередь, расположены в крайних бетонных плитах 10 рельсового звена. Между отдельными плитами 4 каждого звена, а также между крайними плитами 10 соседних звеньев предусмотрен зазор 11. На железобетонных плитах 4 звена закреплены стальные рельсы 12.Figure 1 shows the proposed rail link mounted on a ballast prism, including a ballast crushed stone layer 1, laid on a
Рельсовые звенья собирают, стыкуя торцы звеньев и соединяя звенья стальными канатами 6, закрепляемыми в крепежных полостях 9, с размещением между крайними плитами 10 также упругих элементов 8, обеспечивающих после натяжения стальных канатов 6 зазор 11 между плитами 4 от 50 мм до 100 мм и обоими торцами помещенных в посадочные выемки - гнезда соседних плит (не показаны). Выполняются упругие элементы 8 предпочтительно в виде резиновых цилиндров со сквозными отверстиями диаметром от 0,2 до 0,8 и высотой от 0,4 до 0,8 минимальной толщины преднапряженных бетонных плит.Rail links are assembled by connecting the ends of the links and connecting the links with steel ropes 6, fixed in the mounting
При строительстве железнодорожных путей звенья укладывают (фиг.2) на заранее подготовленный на земляном полотне 2 с песчаной подсыпкой 3 уплотненный щебеночный балластный слой 1 таким образом, чтобы сквозные каналы 5 в плитах 4 располагались соосно друг другу. Затем через каналы 5 протягивают стальные канаты 6 с защитными полимерными оболочками 7 и с упругими элементами 8 между крайними плитами звеньев для скрепления с соседним звеном и с помощью домкратов осуществляют их натяжение с усилием до 5-30 тс. Во всех случаях, как между отдельными плитами каждого звена, так и между крайними плитами соседних звеньев после натяжения канатов с помощью упругих элементов 8 создается зазор 11 от 50 мм до 100 мм. Рекомендуемый размер звеньев в длину - 12,5 м и 25 м. В этом случае можно эффективно применять существующие подъемные механизмы.During the construction of railway tracks, the links are laid (Fig. 2) on a compacted ballast layer 1 pre-prepared on a
Как вариант рассмотренной конструкции рельсового звена в заявляемом техническом решении также предлагается рельсовое звено железнодорожного пути, в котором стальные канаты 6, в отличие от приведенной выше конструкции, выполнены без защитной полимерной оболочки и размещены в сквозных продольных каналах 5 внутри плит 4. После натяжения канатов в сквозные каналы 5 нагнетается под давлением в несколько атмосфер и омоноличивается быстротвердеющий цементно-песчаный раствор.As an option of the considered design of the rail link, the claimed technical solution also proposes the rail link of the railway track, in which the steel ropes 6, unlike the above structure, are made without a protective polymer sheath and are placed in through
В процессе эксплуатации предлагаемого строения железнодорожного пути предварительно напряженные железобетонные плиты 4 подрельсового основания благодаря стягиванию напряженными стальными канатами 6 в сочетании со стальными рельсами 12 минимально прогибаются под действием значительно возросших нагрузок от подвижного состава, одновременно эффективно передавая в грунт возникающую при переменных нагрузках вибрацию. Упругие элементы 8 предпочтительно в виде резиновых цилиндров, обеспечивающие постоянный зазор в пределах 50-100 мм между соседними плитами, предотвращают угон стальных рельсов 12 и разрушение торцов плит 4 под действием периодических многотоннажных нагрузок как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Осуществляется защита напряженных стальных канатов 6 в 2-х вариантах: в варианте полимерных оболочек 7 и в варианте омоноличенного цементно-песчаного раствора, предотвращающих воздействие на стальные канаты агрессивных сред.During operation of the proposed structure of the railway track, prestressed reinforced
Заявляемая конструкция рельсового звена позволяет, благодаря стягиванию бетонных плит, не прогибающихся на стальных канатах, но способных к вибрации для эффективного гашения периодических нагрузок, монтировать длинномерные конструкции - рельсовые звенья из плит, которые обеспечивают равномерную передачу подвижных нагрузок на основную площадку земляного полотна, невзирая на вспучивание или осадку части полотна, возникающих при традиционной рельсошпальной решетке пути.The inventive design of the rail link allows, thanks to the tightening of concrete slabs that do not bend on steel ropes, but capable of vibration to effectively absorb periodic loads, mount lengthy structures - rail links from slabs that provide uniform transmission of moving loads to the main site of the subgrade, regardless of swelling or upsetting of a part of the web arising from a traditional rail-sleeper grid.
Предлагаемое техническое решение позволяет строить гибкое, хорошо ориентированное горизонтально, без возможности просадки в стыках соседних плит, верхнее основание пути с повышенной изгибной прочностью рельсов и обеспеченной равнопрочностью пути. Значительная площадь опирания предлагаемого рельсового звена из плит на балласт или земельное полотно позволяет существенно более эффективно (по сравнению со шпальным основанием) передавать нагрузки от движущегося состава на грунт с минимизацией угона, поперечных сдвигов и других негативных явлений. Новое решение, тем более при применении бесстыковых рельсовых путей, позволит повысить скорости движения поездов, снизить основное удельное сопротивление пути движению поездов и благодаря этому экономить топливо и электроэнергию на тягу.The proposed technical solution allows you to build a flexible, well-oriented horizontally, without the possibility of subsidence at the joints of adjacent plates, the upper base of the track with increased bending strength of the rails and provided with equal path strength. A significant area of abutment of the proposed rail link from plates to ballast or subgrade allows significantly more efficient (compared to the sleeper base) to transfer loads from a moving train to the ground with minimization of theft, lateral shifts and other negative phenomena. The new solution, especially when using jointless rail tracks, will increase the speed of trains, reduce the main resistivity of the track to train movement and thereby save fuel and electricity for traction.
Предлагаемое техническое решение позволяет существенно ускорить работы по укладке верхнего строения пути, так как, в частности, скрепления стальных рельсов осуществляются на плитах подрельсового основания в 2-3 раза реже, чем на шпалах.The proposed technical solution can significantly accelerate the laying of the track’s upper structure, since, in particular, the fastening of steel rails is carried out on plates of the rail base 2-3 times less often than on sleepers.
Кроме того, снижаются объемы работ по выправке пути, интенсивность износа рельсов и, в конечном итоге, увеличиваются сроки службы и долговечность верхнего строения пути. Существенно сокращающиеся относительные горизонтальные продольные перемещения между плитами подрельсового основания и рельсами обеспечивают, как выше отмечалось, снижение трения в зоне узла крепления рельсов, благодаря чему повышаются эксплуатационная надежность, безопасность и стабильность железнодорожного пути.In addition, the amount of work on straightening the track is reduced, the wear rate of the rails and, ultimately, the service life and durability of the track's track structure are increased. Significantly reduced relative horizontal longitudinal displacements between the rails of the rail base and the rails provide, as noted above, a decrease in friction in the area of the rail mounting unit, thereby increasing operational reliability, safety and stability of the railway track.
Предлагаемое техническое решение позволяет существенно ускорить монтаж железнодорожных путей за счет быстрой сборки звеньев на балластных основаниях. Особенно эффективным является применение таких звеньев для слабых грунтов, условий вечной мерзлоты. Экономичность предлагаемого решения связана с быстротой строительства и ремонта пути, возможностью изготовления балластной призмы небольшой толщины, практически отсутствием ее засорения, повышением надежности и долговечности пути.The proposed technical solution can significantly accelerate the installation of railway tracks due to the quick assembly of links on ballast bases. Especially effective is the use of such links for soft soils, permafrost conditions. The cost-effectiveness of the proposed solution is associated with the speed of construction and repair of the track, the possibility of manufacturing a ballast prism of small thickness, virtually no clogging, increasing the reliability and durability of the track.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148876/11A RU2381317C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Railway rail length (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148876/11A RU2381317C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Railway rail length (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007148876A RU2007148876A (en) | 2009-07-10 |
| RU2381317C2 true RU2381317C2 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41045254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007148876/11A RU2381317C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Railway rail length (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381317C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588189C2 (en) * | 2012-01-03 | 2016-06-27 | Рейл.Уан Гмбх | Rigid superstructure path |
| RU2722522C1 (en) * | 2019-12-23 | 2020-06-01 | Александр Николаевич Юрьев | Railroad track longitudinal sleeper assembly |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009144170A (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-10 | Михаил Николаевич Рудомазин (RU) | MULTI-STAGE CONCRETE PRODUCT, METHOD FOR ITS ASSEMBLY, TRANSPORTATION AND TIREDLESS INSTALLATION |
-
2007
- 2007-12-29 RU RU2007148876/11A patent/RU2381317C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА, №1, 2006, с.65-69. * |
| ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО, №11, 1959, с.47, 48. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588189C2 (en) * | 2012-01-03 | 2016-06-27 | Рейл.Уан Гмбх | Rigid superstructure path |
| RU2722522C1 (en) * | 2019-12-23 | 2020-06-01 | Александр Николаевич Юрьев | Railroad track longitudinal sleeper assembly |
| RU2788986C1 (en) * | 2022-07-22 | 2023-01-26 | Вячеслав Петрович Сычев | Device and method for leveling rail threads by level by distributing ballast under a sleeper |
| RU217221U1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-03-24 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Современные Рельсовые Системы" | TRACK PLATE FOR INSTALLATION OF TRAMWAY TRACKS |
| RU2797072C1 (en) * | 2023-01-18 | 2023-05-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Современные Рельсовые Системы" | Track plate for installation of tramway tracks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007148876A (en) | 2009-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8727229B2 (en) | Longitudinal sleeper and damping railway system thereof | |
| KR101234092B1 (en) | Pc composite plate girder bridge having pc slab, steel girder and its construction method | |
| CN112941975B (en) | Combined track slab, prefabricated slab track system and installation and construction method thereof | |
| CN218478970U (en) | Large-adjustment-quantity plate type ballastless track structure | |
| Tayabji et al. | Concrete slab track state of the practice | |
| CN104264535A (en) | Longitudinal sleeper | |
| RU2373317C2 (en) | Prestressed reinforced concrete slab for railway roads | |
| RU2381317C2 (en) | Railway rail length (versions) | |
| CN113322771A (en) | Seamless bridge structure based on ultrahigh-toughness cement-based composite material and construction method | |
| RU2352705C1 (en) | Method for installation of permanent way | |
| CN114717882B (en) | Full-assembled ballastless track capable of preventing train derailing and overturning | |
| KR20020082728A (en) | Process and frame for substituting steel girder of a railway bridge for concrete slab | |
| CN110616634A (en) | Embedded assembled continuous supporting rail plate beam structure and production method | |
| CN206800083U (en) | A kind of molten iron heavy haul transport slab track | |
| CN202298390U (en) | Ballastless track rush repair device | |
| RU2352706C1 (en) | Track upper structure design | |
| CN211772757U (en) | Seamless anti-bumping structure for middle-small span simply-supported highway bridge end part | |
| CN104264534A (en) | Trapezoidal sleeper | |
| RU2535806C2 (en) | Design of track superstructure of bikbau underground | |
| Liu et al. | A Study on the Application of Resin Composite Sleeper in the Design of Long-Span Rail Bridges | |
| CN110939019A (en) | Box type roadbed structure and heavy-duty railway roadbed | |
| RU2415987C2 (en) | Track for bridges and tunnels | |
| KR101195159B1 (en) | Steel concrete composite sleeper track and it's construction method for railway bridge | |
| CN217997676U (en) | Prefabricated frame-type track roof beam of projection is connected in area | |
| KR102655515B1 (en) | Concrete road bed lifting apparatus and concrete track deflection repair method using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101230 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171230 |