RU2536433C2

RU2536433C2 - Reinforced concrete sleeper

Info

Publication number: RU2536433C2
Application number: RU2013104591/11A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Геннадьевич Лосев
Original assignee: Геннадий Геннадьевич Лосев
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2014-12-20
Also published as: RU2013104591A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to a superstructure of a railway track, in particular, to reinforced concrete sleepers, used preferably in long-welded rails. A solid bar reinforced pre-stressed sleeper comprises teeth on ledges in zones under rails, at the same time teeth are arranged symmetrically relative to the cross axis of the sleeper bed.

EFFECT: invention provides for increased fixation of a sleeper in a ballast prism.

5 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции рельсовых опор и может быть применено в конструкции шпал, в основном железобетонных, применяемых в верхнем строении железнодорожного пути, преимущественно бесстыкового.The invention relates to the construction of rail supports and can be used in the construction of sleepers, mainly reinforced concrete, used in the upper structure of the railway track, mainly jointless.

Общеизвестна конструкция цельнобрусковой, предварительно напряженной, струнобетонной железобетонной шпалы, в которой нижняя постель плоская или в своей средней части она имеет выемку Название «струнобетонная» означает применение в рельсовых опорах не только проволочной арматуры, но также и арматуры стержневого типа.It is a well-known design of all-bar, prestressed, concrete reinforced concrete sleepers, in which the lower bed is flat or in its middle part has a notch. The name "concrete" means the use of not only wire reinforcement, but also rod type reinforcement in rail supports.

Железобетонная шпала должна обладать высокой надежностью и долговечностью. Срок ее использования должен составлять 40-50 лет. Основным дефектом, ограничивающим срок эксплуатации рельсовых опор, является появление и развитие трещин в средней зоне, так как именно верх центральной части испытывает максимальные изгибающие моменты.Reinforced concrete sleepers should have high reliability and durability. The term of its use should be 40-50 years. The main defect limiting the lifespan of rail supports is the appearance and development of cracks in the middle zone, since it is the top of the central part that experiences maximum bending moments.

Железобетонные шпалы имеют переменное (по длине) поперечное сечение с относительно малой жесткостью в средней части по сравнению с подрельсовыми участками. Это позволяет уменьшить изгибающие моменты в междурельсовой зоне шпал, именно которая и испытывает максимальные нагрузки. Поэтому в 50-е годы прошлого века для исключения наиболее опасного из вариантов контакта со щебнем, а именно опирания шпалы на балласт своей средней частью, этот участок в конструкции рельсовой опоры специально подняли над поверхностью щебня на 10 мм, уменьшив ее высоту в этой зоне со 145 до 135 мм. Это позволило избежать или, по крайней мере, значительно ослабить растягивающие напряжения верха центральной зоны железобетонной шпалы. Для снижения давления на балласт ширина подошвы шпал у торцов была существенно увеличена - до 305 мм. В средней же части этот параметр меньше и равен 255 мм. Максимальная высота в подрельсовой зоне значительно выше, чем в центре шпалы, и составляет 229 мм. Эти изменения конструкции позволили сделать рельсовую опору высоконадежной и обеспечивающей работоспособность между капитальными ремонтами пути. В дальнейшем, после замены ГОСТ 10629-78 на ГОСТ 10629-88, габариты железобетонных шпал претерпели очень незначительные изменения.Reinforced concrete sleepers have a variable (in length) cross section with relatively low stiffness in the middle part compared to the rail sections. This allows you to reduce bending moments in the inter-rail zone of sleepers, which is experiencing maximum loads. Therefore, in the 50s of the last century, to exclude the most dangerous of the options for contact with crushed stone, namely supporting the sleepers on ballast with their middle part, this section in the rail support structure was specially raised above the crushed stone surface by 10 mm, reducing its height in this zone with 145 to 135 mm. This made it possible to avoid or at least significantly weaken the tensile stresses of the top of the central zone of the reinforced concrete sleepers. To reduce the pressure on the ballast, the width of the base of the sleepers at the ends was significantly increased - up to 305 mm. In the middle part, this parameter is less and equal to 255 mm. The maximum height in the under-rail zone is much higher than in the center of the sleepers, and is 229 mm. These structural changes made it possible to make the rail support highly reliable and ensure operability between major repairs of the track. In the future, after replacing GOST 10629-78 with GOST 10629-88, the dimensions of reinforced concrete sleepers underwent very minor changes.

Второй важной функцией рельсовых опор является способность оказывать сопротивление силам, вызывающим отклонение пути от проектного положения. То есть шпала должна хорошо фиксироваться в балласте и обладать значительным усилием сдвига. В противном случае всегда есть вероятность угона и выброса рельсошпальной решетки. Это особенно стало важным и необходимым после перехода на бесстыковую конструкцию пути.The second important function of the rail supports is the ability to resist the forces causing the deviation of the path from the design position. That is, the tie should be well fixed in the ballast and have a significant shear force. Otherwise, there is always the possibility of theft and ejection of the rail-sleeper. This became especially important and necessary after the transition to the jointless construction of the track.

В этом варианте верхнего строения железной дороги имеются очень важные особенности в поведении рельсовой плети при повышении температуры. Возникающие в ней продольные силы могут достигать 160 т. С учетом того, что шпальная решетка содержит два рельса, общее, суммарное значение усилий от их нагрева возрастает до 320 тс.In this version of the railway’s upper structure, there are very important features in the behavior of the rail lash with increasing temperature. The longitudinal forces arising in it can reach 160 tons. Taking into account the fact that the sleeper lattice contains two rails, the total, total value of the efforts from their heating increases to 320 tons.

Кроме того, к этим продольным сжимающим рельсы температурным силам может добавиться и усилие от экстренного торможения поезда величиной до 70 тс и боковая сила от колесных пар, достигающая на прямых участках пути значений 6 тс, а в кривых 16 тс.In addition to this longitudinal compressive rail temperature forces can be added and the force from the emergency braking of the train of up to 70 ton-force and the lateral force from the wheelsets, reaching in the straight sections of the track values of 6 ton-force, and in the curves of 16 ton-force.

Поэтому для обеспечения устойчивости бесстыковой конструкции рельсошпальной решетки крайне необходимо значительное, принципиальное повышение усилия сдвига железобетонных шпал в балластной призме верхнего строения пути.Therefore, to ensure the stability of the jointless design of the rail-sleeper lattice, it is extremely necessary to significantly, fundamentally increase the shear stress of reinforced concrete sleepers in the ballast of the upper track structure.

Для решения этой проблемы в соответствии с RU 2433218 С2 предложено выполнить выступ высотой 28 мм в средней части рельсовой опоры ее нижней постели.To solve this problem, in accordance with RU 2433218 C2, it is proposed to perform a protrusion with a height of 28 mm in the middle part of the rail support of its lower bed.

Сделаем оценку эффективности этого технического решения. Если принять, что торец рельсовой опоры полностью засыпан щебнем, то эта минимальная величина заглубления составит 150 мм. Очевидно, что создание выступа увеличивает площадь поперечного сечения тела шпалы. Поэтому в этой конструкции к усилию сдвига балласта торцами рельсовой опоры необходимо добавить и усилие сдвига балласта за счет выступа. Его значение при равных значениях ширины со шпалой определяется отношением высоты выступа к стандартной величине заглубления рельсовой опоры в балласт. Таким образом, ожидаемое увеличение усилия поперечному сдвигу пути шпалой с выступом 28 мм и заглубление рельсовой опоры в балласт на 150 мм составит: (28:150)×100=18,7%.We will evaluate the effectiveness of this technical solution. If we assume that the end of the rail support is completely covered with gravel, then this minimum depth will be 150 mm. Obviously, the creation of the protrusion increases the cross-sectional area of the body of the sleepers. Therefore, in this design, the ballast shear force due to the protrusion must be added to the ballast shear force by the ends of the rail support. Its value for equal widths with a tie is determined by the ratio of the height of the protrusion to the standard value of the depth of the rail support in the ballast. Thus, the expected increase in effort to the transverse shear of the track with a tie with a protrusion of 28 mm and a deepening of the rail support into the ballast by 150 mm will be: (28: 150) × 100 = 18.7%.

В книге «Новые путевые машины», М., «Транспорт» 1984 г., стр. 192 под редакцией к.т.н. Ю.П. Сырейщикова на стр. 192 приведена формула по усилию сдвига Рс рельсошпальной решетки. В соответствии с ней Рс увеличивается в квадратичной зависимости от величины заглубления. Приняв это обстоятельство, в конечном итоге получим, что для шпалы, заглубленной на 150 мм и с выступом в средней части 28 мм, увеличение усилия поперечному сдвигу может составить лишь [(150+28):150]²×100%-100%=40%. Этого явно недостаточно для гарантированного исключения угона или выброса железнодорожного пути и недопустимости возникновения аварийной ситуации.In the book "New Tracking Machines", M., "Transport" 1984, p. 192, edited by Ph.D. Yu.P. Syreyshchikova on page 192 gives a formula for the shear force Pc of the rail sleeper. In accordance with it, Pc increases in a quadratic dependence on the depth. Having accepted this circumstance, we will ultimately get that for a sleeper deepened by 150 mm and with a protrusion in the middle part of 28 mm, an increase in the force of transverse shear can be only [(150 + 28): 150] ² × 100% -100% = 40% This is clearly not enough to guarantee the exclusion of theft or ejection of the railway track and the inadmissibility of an emergency.

Кроме того, наличие выступа средней части рельсовой опоры требует при укладке рельсошпальной решетки на балластную призму верхнего строения пути создания ответного углубления, соответствующего по размерам высоте и длине выступа. Сделать это на щебне фракции 25-60 мм, зерна которого по размерам значительно превышают нужную величину углубления в 28 мм на поверхности балластной призмы, а тем более и на криволинейном участке пути, крайне затруднительно. Это приведет и к удорожанию строительства балластной призмы. Кроме того, наличие выступа предопределяет нежелательное и способствующее появлению дефектов опирание шпалы на щебень своей средней частью. Это означает существенное увеличение растягивающих напряжений и повышение вероятности появления трещин в верхней части центральной зоны рельсовой опоры и приведет к снижению ее долговечности, надежности и потребует значительного усиления, удорожания арматуры, воспринимающей значительно увеличившиеся изгибающие моменты.In addition, the presence of a protrusion of the middle part of the rail support requires laying the rail-sleeper grate on the ballast of the upper structure in order to create a reciprocal recess corresponding in size to the height and length of the protrusion. It is extremely difficult to do this on the gravel of a fraction of 25-60 mm, whose grains are significantly larger in size than the required size of a 28 mm recess on the surface of the ballast prism, and even more so on a curved section of the track. This will lead to an increase in the cost of building a ballast. In addition, the presence of the protrusion determines the unwanted and contributing to the appearance of defects, the bearing of the sleepers on the rubble with its middle part. This means a significant increase in tensile stresses and an increase in the likelihood of cracks in the upper part of the central zone of the rail support and will lead to a decrease in its durability, reliability and require significant reinforcement, more expensive reinforcement, perceiving significantly increased bending moments.

Другой, близкой по конструкции рельсовой опорой является железобетонная шпала по SU 1772284 А1, имеющая выступ в подрельсовых зонах. Принимаем это техническое решение за прототип.Another, similar in design rail support is a reinforced concrete sleepers according to SU 1772284 A1, having a protrusion in the rail areas. We accept this technical solution as a prototype.

Целью предлагаемого изобретения является значительное увеличение силы сопротивления смещению шпалы в балласте и повышение надежности и трещиноустойчивости рельсовой опоры благодаря снижению изгибающих усилий в подрельсовой зоне, а также и в средней части.The aim of the invention is to significantly increase the resistance to displacement of the sleepers in the ballast and increase the reliability and crack resistance of the rail support due to the reduction of bending forces in the rail zone, as well as in the middle part.

Указанная цель достигается тем, что выступ содержит зубцы. Это позволяет значительно увеличить эффективность шпалы по ее сопротивлению перемещения в балласте верхнего строения пути и значительно уменьшить растягивающие кромочные напряжения по подошве и верхней части.This goal is achieved by the fact that the protrusion contains teeth. This allows you to significantly increase the efficiency of the sleepers by its resistance to movement in the ballast of the upper track structure and significantly reduce tensile edge stresses on the sole and upper part.

Осаживание, внедрение в балласт зубатой рельсовой опоры существенно облегчается.Precipitation, introduction of a toothed rail support into the ballast is greatly facilitated.

На Фиг. 1 показана конструкция стандартной рельсовой опоры. При ремонтных работах верхнего строения пути производят выправку рельсошпальной решетки. Рассмотрим этот процесс при работе путевых машин, например, типа ВПР и Duomatig, имеющих подбивочные блоки с вертикально расположенными подбойками. При рабочем цикле происходит их заглубление в балласт. Лопатки подбоек опускаются в щебень под нижнюю поверхность шпалы и двигаясь к рельсовой опоре начинают обжимать балласт. При этом подбивка происходит только в участках, прилегающих к подрельсовой зоне подошвы. Середина не подбивается. В противном случае произойдет опасное опирание шпалы на балласт центральной частью, возникнет максимальный изгибающий момент и тогда неизбежно появление трещин в верхней средней части рельсовой опоры. В этом случае наибольшие напряжения возникают потому, что плечо действия силы Р1 и Р2 от колесной пары поезда получается максимально возможным и равным L=0,8 м. L - расстояние от продольной оси железнодорожного пути до середины головки рельса. Суммарное значение Р1+Р2=Р определяется допустимой статической нагрузкой на колпару, ее динамической составляющей при движении, ударным действием ползунов колесных пар, рельсовых стыков и составляет около 40 тс. Огромное усилие и максимально возможное плечо его действия предопределяет появление опасных напряжений в конструкции железобетонной шпалы при ее опирании на балласт своей средней частью.In FIG. 1 shows the construction of a standard rail support. When repairing the upper structure of the track, straighten the rail-sleeper grid. Consider this process when operating track machines, for example, VPR and Duomatig types, which have tamping blocks with vertically arranged strips. During the working cycle, they are buried in the ballast. The trowel blades fall into the rubble under the lower surface of the sleepers and moving towards the rail support begin to compress the ballast. At the same time, tamping occurs only in areas adjacent to the under-rail zone of the sole. The middle does not hit. Otherwise, the sleeper will dangerously rest on the ballast with the central part, the maximum bending moment will arise and then cracks will inevitably appear in the upper middle part of the rail support. In this case, the highest stresses arise because the arm of the force P1 and P2 from the wheelset of the train is the maximum possible and equal to L = 0.8 m. L is the distance from the longitudinal axis of the railway track to the middle of the rail head. The total value of P1 + P2 = P is determined by the permissible static load on the hub, its dynamic component during movement, the impact action of the sliders of the wheel pairs, rail joints and is about 40 tf. The huge effort and the maximum possible shoulder of its action determines the appearance of dangerous stresses in the construction of reinforced concrete sleepers when it is supported on the ballast by its middle part.

Необходимо отметить, что и подрельсовая зона шпалы, в своей средней части, а именно по подошве, также испытывает растягивающие напряжения. Объясняется это тем, что лопатки подбоек путевых машин конструктивно не заходят внутрь подрельсовой зоны, а могут располагаться только справа и слева от нее. Поэтому при подъемке пути и при обжиме балласта рабочими органами подбивочного блока щебенки перемещаются из шпального ящика под подошву рельсовой опоры только в зоне расположения лопаток подбоек, то есть с торца до подрельсовой зоны и между подрельсовой зоной и средней частью шпалы. Следствием подъемки пути (обычно величина подъема 40-60 мм), локального размещения подбоек и перемещения ими щебенок не под всю подошву шпалы оказывается то, что рельсовая опора фактически опирается на четыре бугра 1…4. В подрельсовых же зонах и под средней частью рельсовой опоры образуются впадины 5…7, где балласта нет или его мало и он слабо уплотнен.It should be noted that the under-rail zone of the sleepers, in its middle part, namely on the sole, also experiences tensile stresses. This is explained by the fact that the shoulder blades of track machines do not constructively go inside the rail zone, but can only be located to the right and to the left of it. Therefore, when the track is lifted and when the ballast is crimped by the working bodies of the tamping block, the gravels move from the sleeper box under the sole of the rail support only in the area where the shoulder blades are located, that is, from the end to the rail area and between the rail area and the middle part of the sleepers. The result of the lifting of the track (usually the amount of lifting is 40-60 mm), the local placement of the treads and the movement of the gravel by them not under the entire sole of the sleepers is that the rail support is actually supported by four mounds 1 ... 4. In the under-rail zones and under the middle part of the rail support, depressions 5 ... 7 are formed, where there is no ballast or it is small and it is poorly compacted.

Причем углубления 5 и 7 расположены симметрично относительно действия сил Р1 и Р2. Очевидно, что нагрузка на шпалу от колесных пар величиной до 40 тс будет изгибать рельсовую опору вниз, в зону впадин 5 и 7. Именно в них вначале и образуются растягивающие напряжения. При проходе вагонов, под действием поездной нагрузки бугры сминаются, рельсошпальная решетка осаживается и глубина впадин уменьшается. Именно поэтому с течением времени впадина 6 постепенно заполняется щебенками и возникает опирание шпалы своей серединой на балласт. От этого возникают максимальные изгибные моменты в ее средней части.Moreover, the recesses 5 and 7 are located symmetrically with respect to the action of the forces P1 and P2. It is obvious that the load on the sleeper from wheel sets of up to 40 tf will bend the rail support down to the zone of depressions 5 and 7. It is in them at first that tensile stresses are formed. During the passage of cars, under the influence of train load, the hillocks are crushed, the rail-sleeper grid settles and the depth of the depressions decreases. That is why, over time, the depression 6 is gradually filled with gravel and there is a bearing of the sleepers with their middle on the ballast. This results in maximum bending moments in its middle part.

Для исключения опасных напряжений в подрельсовой зоне и в центре рельсовой опоры новой конструкции (см. Фиг. 2) предназначены зубатые выступы 8, которыми предлагаемая шпала отличается от общеизвестной, стандартной и от принятой за прототип. Благодаря им незатекание, непопадание щебенок в подрельсовые зоны при подбивке пути не отражается негативно на шпалу, не приводит к появлению изгибающих моментов по подошве опоры в подрельсовой зоне и в верху ее средней части. Объясняется это тем, что шпала на балласт теперь опирается зубатыми выступами 8, а впадины 5 и 7 исчезли, самоликвидировались. Зубатые выступы 8 расположены по центру подрельсовых зон и, следовательно, соосно с нагрузкой, с направлением действия сил Р1 и Р2 от действия колесных пар. Так как плечо действия сил Р1 и Р2 становится равным 0, то и изгибающие моменты в подрельсовых зонах исчезают. В свою очередь, отсутствие выступа в средней части шпалы при проведении выправки пути и подъемке, например, на 50 мм и наличие зубатых выступов 8 приводит к появлению зазора (появлению увеличенной по сравнению с Фиг. 1 впадины 6) между балластом и этой зоной шпалы. То есть наличие углубления 6 означает отсутствие опирания центральной части рельсовой опоры. Следовательно, нет и изгибающего момента и в средней части шпалы.To exclude dangerous stresses in the under-rail area and in the center of the rail support of a new design (see Fig. 2) there are toothed protrusions 8, which distinguish the proposed railroad tie from the well-known, standard and adopted for the prototype. Thanks to them, non-leakage, non-penetration of gravels into the under-rail areas when tamping the track does not negatively affect the sleepers, does not lead to bending moments along the sole of the support in the under-rail zone and at the top of its middle part. This is explained by the fact that the sleeper on the ballast is now supported by gear teeth 8, and the troughs 5 and 7 have disappeared, self-destructed. Toothed protrusions 8 are located in the center of the under-rail zones and, therefore, coaxial with the load, with the direction of action of the forces P1 and P2 from the action of the wheelsets. Since the arm of action of the forces P1 and P2 becomes equal to 0, the bending moments in the under-rail zones disappear. In turn, the absence of a protrusion in the middle part of the sleepers during straightening and lifting, for example, by 50 mm and the presence of serrated protrusions 8, leads to the appearance of a gap (the appearance of a depression 6 increased in comparison with Fig. 1) between the ballast and this zone of the sleepers. That is, the presence of a recess 6 means the absence of support of the Central part of the rail support. Therefore, there is no bending moment in the middle of the sleepers.

Таким образом, введение зубатых выступов 8 на подошве, симметрично и соосно расположенных относительно оси действия сил Р1 и Р2, симметрично и соосно относительно колесной нагрузки, симметрично поперечной оси подрельсового участка, симметрично ложу для установки подошвы рельса позволяет теоретически полностью исключить появление опасных напряжений в любой зоне и участке опоры новой конструкции, а практически помогает значительно их уменьшить, тем самым обеспечить высокую надежность, долговечность и работоспособность предлагаемой шпалы. На выступах расположены зубцы 9. Их оптимальное количество 10 штук на шпалу.Thus, the introduction of the toothed protrusions 8 on the sole symmetrically and coaxially relative to the axis of action of the forces P1 and P2, symmetrically and coaxially with respect to the wheel load, symmetrically to the transverse axis of the rail section, symmetrically the bed for installing the rail sole allows theoretically completely eliminating the appearance of dangerous stresses in any the area and the support section of the new design, and practically helps to significantly reduce them, thereby ensuring high reliability, durability and performance of the proposed joint s. The teeth are located on the protrusions 9. Their optimal amount is 10 pieces per sleeper.

Некоторые варианты исполнения выступов, их формы и зубцов показаны на Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5.Some embodiments of the protrusions, their shape and teeth are shown in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5.

Можно использовать предлагаемое изменение конструкции не только при изготовлении рельсовых опор, но, и это особенно ценно, для модернизации шпал, бывших в употреблении. При этом возможно самозалечивание неопасных мелких трещин в теле старогодной шпалы при заливке ее нижней постели высокопрочным бетоном для получения создаваемых выступов. Нужно отметить, что есть решения, позволяющие при необходимости создать и предварительное напряжение в добавляемом цементном слое.You can use the proposed design change not only in the manufacture of rail supports, but, and this is especially valuable, for the modernization of used sleepers. In this case, self-healing of non-hazardous small cracks in the body of an old-time railroad ties is possible when pouring its lower bed with high-strength concrete to obtain created protrusions. It should be noted that there are solutions that allow, if necessary, to create a prestress in the added cement layer.

Известно, что срок службы железобетонных рельсовых опор составляет 40-50 лет. Капитальный ремонт шпальной решетки (со сменой рельсов) производят через 18-25 лет. При этом одновременно с заменой рельсов приходится заменять и рельсовые опоры, которые выработали свой ресурс всего на 50%. Изобретение позволяет модернизировать демонтированные при капитальном ремонте пути шпалы с целью придания им повышенной устойчивости за счет увеличения усилия сдвига в балласте в 3-5 раз и «залечивания» имеющихся дефектов в виде мелких трещин.It is known that the service life of reinforced concrete rail supports is 40-50 years. Overhaul of the sleepers (with a change of rails) is carried out after 18-25 years. At the same time, along with the replacement of the rails, it is necessary to replace the rail supports, which have exhausted their resource by only 50%. The invention allows to upgrade the sleepers disassembled during major repairs in order to give them increased stability by increasing the shear force in the ballast by 3-5 times and “healing” existing defects in the form of small cracks.

Доработка заключается в получении «зубатого» выступа на подошве в подрельсовой зоне, который можно изготовить с помощью дополнительной пресс-формы, имеющей на своей рабочей поверхности соответствующие углубления.The refinement consists in obtaining a “tooth” protrusion on the sole in the under-rail zone, which can be made using an additional mold having corresponding recesses on its working surface.

Выбор оптимальных размеров предлагаемого местного утолщения шпалы зависит от многих факторов: величины подъемки пути выправочно-подбивочно-рихтовочной машиной, зазора между крайней лопаткой подбивочного блока и подрельсовой зоной, величиной заглубления подбойки в щебень, степенью загрязнения балласта и некоторыми другими.The choice of the optimal sizes of the proposed local thickening of the sleepers depends on many factors: the size of the path lifting by the straightening-tamping-leveling machine, the gap between the extreme blade of the tamping block and the rail area, the depth of the tamping into the rubble, the degree of ballast contamination and some others.

На практике, рационально выбрать выступ, по ширине примерно равный размеру подошвы наиболее применяемого рельса P65, то есть 150 мм. Длину выступа лучше выполнить равной ширине стандартной шпалы, то есть 300 мм. Высоту принять равной средней величине подъемки при текущем содержании пути, то есть 50 мм. Зубцы необязательно размещать на нижней поверхности выступа. Он сам по себе является «зубом» шпалы и существенно увеличивает ее усилие сдвига в балласте. Кроме того, дополнительные зубья могут быть размещены и на других частях нижней, торцевой или боковой поверхности рельсовой опоры. Нижняя, то есть со стороны щебня, поверхность выступа может быть расположена, как вариант, и параллельно поверхности ложа шпалы для установки подошвы рельса, то есть параллельно подрельсовой части, то есть с уклоном 1:20. В общем случае, предлагаемое изобретение эффективно также для двухшарнирных трехблочных шпал и двухблочных с металлической соединительной поперечиной. Выступ может иметь и форму клина.In practice, it is rational to choose a protrusion approximately equal in width to the sole size of the most used P65 rail, i.e. 150 mm. The protrusion length is best performed equal to the width of the standard sleepers, that is 300 mm. Take the height equal to the average lift at the current track content, i.e. 50 mm. The teeth are optionally placed on the lower surface of the protrusion. It itself is the "tooth" of the sleepers and significantly increases its shear stress in the ballast. In addition, additional teeth can be placed on other parts of the bottom, end or side surface of the rail support. The lower, that is, from the rubble side, the surface of the protrusion can be located, as an option, and parallel to the surface of the bed of the sleepers for installing the sole of the rail, that is, parallel to the rail section, that is, with a slope of 1:20. In the General case, the present invention is also effective for double-hinged three-block sleepers and two-block with a metal connecting cross member. The protrusion may also have the form of a wedge.

Зубцы нижней поверхности выступа в поперечном сечении имеют произвольную форму с эквивалентным диаметром от 5 до 150 мм, расположены друг от друга с зазором от 0 до 50 мм и имеют высоту от 10 до 100 мм. Размещение зубцов по подошве может быть как в шахматном порядке, так и произвольным, хаотичным, или упорядоченным с заданным шагом и интервалом по выбранному направлению. Высота зубцов может быть одинаковой или разной, вычисляемой по определенному закону или быть функцией случайной величины в диапазоне от 10 до 100 мм.The teeth of the lower surface of the protrusion in cross section have an arbitrary shape with an equivalent diameter of 5 to 150 mm, are spaced from each other with a gap of 0 to 50 mm and have a height of 10 to 100 mm. The placement of the teeth on the sole can be either staggered or random, chaotic, or ordered with a given step and interval in the selected direction. The height of the teeth can be the same or different, calculated according to a certain law or be a function of a random value in the range from 10 to 100 mm.

Целесообразно использовать предлагаемое техническое решение совместно с изобретением RU 2378444 C2, которое предполагает принудительное осаживание пути вертикальной силой 35-100 тс во время рабочего цикла выправки. Это позволит полностью вдавить выступы на подошве 10 шпалы в балласт 11 верхнего строения железнодорожного пути, исключить появление впадин 5 и 7 и гарантированно обеспечить такое дополнительное уплотнение щебня, которое способно выдержать максимальную поездную нагрузку.It is advisable to use the proposed technical solution in conjunction with the invention RU 2378444 C2, which involves the forced upsetting of the path with a vertical force of 35-100 tf during the working cycle of dressing. This will allow you to completely push the tabs on the sole 10 of the sleepers into the ballast 11 of the upper structure of the railway track, to exclude the appearance of depressions 5 and 7 and guaranteed to provide such an additional crushed stone compaction that can withstand the maximum train load.

Поэтому проектное положение рельсов сохраняется, теоретически, неизменным вне зависимости от пропущенного тоннажа. Объясняется это тем, что, щебень при выправке путевой машиной, работающей по принципу RU 2378444 C2, сжат под выступом и под подошвой шпалы (за исключением средней части) с такой силой, что способен без просадки воспринимать максимально возможную нагрузку от колесной пары поезда равную 40 тс. Это означает достижение идеального качества уплотнения балласта железнодорожного пути. Поэтому просадка рельсов вниз от проектного положения не происходит при любом пропущенном тоннаже. Надо отметить, достижение этого эффекта происходит по RU 2378444 C2 без снижения производительности путевой машины, при работе ее в штатном режиме. Таким образом, отпадает необходимость использования динамического стабилизатора пути (ДСП).Therefore, the design position of the rails remains, theoretically, unchanged regardless of the missed tonnage. This is explained by the fact that, when straightened by a track machine operating on the principle of RU 2378444 C2, the crushed stone is compressed under the ledge and under the sole of the sleepers (with the exception of the middle part) with such force that it is capable of absorbing the maximum possible load from the train’s wheelset equal to 40 tf This means achieving perfect quality ballast compaction of the railway track. Therefore, the subsidence of the rails down from the design position does not occur with any missed tonnage. It should be noted that this effect is achieved in accordance with RU 2378444 C2 without reducing the performance of the track machine, when it is operating in normal mode. Thus, there is no need to use a dynamic path stabilizer (DSP).

Но известно, что ДСП обеспечивает уплотнение балласта всего на 20-30% и при этом снижается точность установки рельсов в проектное положение, выполненное перед работой ДСП выправочно-подбивочно-рихтовочной машиной.But it is known that chipboard provides ballast compaction of only 20-30%, and at the same time, the accuracy of rails installation in the design position, which was performed before the chipboard was operated with a straightening, tamping and leveling machine, is reduced.

Научные исследования показали, что некоторое повышение стабилизации балласта при работе ДСП объясняется повышением площади опирания шпалы, так как при ее вибрации происходит разравнивание бугров 1…4. Дополнительного же уплотнения и сжатия щебенок верхнего строения пути практически не происходит.Scientific studies have shown that a slight increase in ballast stabilization during chipboard operation is explained by an increase in the bearing area of the sleepers, since when it vibrates, the mounds are leveled 1 ... 4. The additional compaction and compression of crushed stone of the upper structure of the path practically does not occur.

Применение нового технического решения позволяет значительно увеличить усилие фиксации шпал в балластной призме, оказывать эффективное противодействие сжимающим температурным силам, исключить возможность выброса и угона пути, организовать безаварийное движение поездов на высокоскоростных магистралях, повторно использовать старогодные шпалы после их доработки не только на малодеятельных, но и на главных железнодорожных путях.The use of a new technical solution can significantly increase the fixing force of sleepers in a ballast prism, provide effective resistance to compressive temperature forces, eliminate the possibility of ejection and hijacking, organize trouble-free train movement on high-speed highways, and reuse old-fashioned sleepers after they are completed not only on low-activity, but also on the main railway tracks.

Claims

Reinforced concrete sleepers, all-bar, prestressed, having a protrusion in the rail areas, characterized in that the protrusion contains teeth.