RU2774897C1 - Reinforced concrete universal sleep for anchor type fastening - Google Patents

Reinforced concrete universal sleep for anchor type fastening Download PDF

Info

Publication number
RU2774897C1
RU2774897C1 RU2022105727A RU2022105727A RU2774897C1 RU 2774897 C1 RU2774897 C1 RU 2774897C1 RU 2022105727 A RU2022105727 A RU 2022105727A RU 2022105727 A RU2022105727 A RU 2022105727A RU 2774897 C1 RU2774897 C1 RU 2774897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeper
anchor
rows
section
cross
Prior art date
Application number
RU2022105727A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Михайлович Круглов
Андрей Викторович Саврухин
Борис Алексеевич Лёвин
Антон Алишерович Томилов
Виктор Андреевич Саврухин
Сергей Борисович Лёвин
Original Assignee
Валерий Михайлович Круглов
Андрей Викторович Саврухин
Борис Алексеевич Лёвин
Антон Алишерович Томилов
Виктор Андреевич Саврухин
Сергей Борисович Лёвин
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Михайлович Круглов, Андрей Викторович Саврухин, Борис Алексеевич Лёвин, Антон Алишерович Томилов, Виктор Андреевич Саврухин, Сергей Борисович Лёвин filed Critical Валерий Михайлович Круглов
Application granted granted Critical
Publication of RU2774897C1 publication Critical patent/RU2774897C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: railway track structure.
SUBSTANCE: invention relates to the field of the upper structure of the railway track, in particular to universal reinforced concrete sleepers. The sleeper is made in the form of a beam with a trapezoidal cross-section variable along the length. An anchor with shanks is placed in the area of ​​the under-rail base of the sleeper. Shanks are directed at an angle of 15-75° to the vertical axis. The cross section of the shank at the end sections increases. The geometry of all elements of the lower part of the anchor is a set of transition curves of large radius. The jumper is made in the form of an arched type structure. The sleeper bar is reinforced with high-strength wire. The wire is arranged in four rows in the horizontal plane and six rows in the vertical plane, symmetrically about the vertical axis of the cross section in two rows. The lower rows of wires are fixed with rigid elements at a distance of 120-250 mm from the end surfaces of the sleepers.
EFFECT: crack resistance of the sleepers is increased.
1 cl, 1 tbl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к верхнему строению рельсового пути, в том числе железных дорог общего пользования, магистральных линий, в том числе с повышенными осевыми нагрузками, высокой грузонапряженностью, высокоскоростных линий, подъездных путей, а также путей городского рельсового транспорта. Техническим результатом изобретения является повышенная надежность, трещиностойкость и долговечность, что обеспечивает многократное использование изделия после выполнения ремонтов пути без ограничений. К области применения изобретения относятся магистральные железнодорожные линии, в том числе высокоскоростные, железнодорожные линии общего и необщего пользования, подъездные рельсовые пути промышленных предприятий, рельсовые пути в тоннелях, метрополитенах, трамвайные пути, а также рельсовый транспорт в городских агломерациях.The invention relates to the superstructure of the rail track, including public railways, trunk lines, including those with increased axial loads, high traffic density, high-speed lines, sidings, as well as urban rail transport. The technical result of the invention is increased reliability, crack resistance and durability, which ensures the repeated use of the product after performing track repairs without restrictions. The scope of the invention includes main railway lines, including high-speed, public and non-public railway lines, access rail tracks of industrial enterprises, rail tracks in tunnels, subways, tram tracks, as well as rail transport in urban agglomerations.

Уровень техникиState of the art

Известно техническое решение - полезная модель шпалы железобетонной универсальной, включающей брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей рельсового скрепления с закладными или анкерными деталями, армированный в четыре вертикальных ряда проволоками расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения, армирование бруса выполнено в виде 16 высокопрочных проволок, при этом каждый первый ряд содержит пять проволок, а каждый второй ряд содержит три проволоки, причем размеры шпалы в торце имеют соответственно номинальные размеры трапецеидального сечения по высоте 190 мм, по ширине верхнего и нижнего оснований 213 мм и 300 мм, а средняя часть трапецеидального сечения имеет номинальные размеры соответственно 185 мм, 178 мм и 235 мм, причем в подрельсовом сечении номинальные размеры шпалы составляют соответственно 225 мм, 185 мм и 277 мм. Каждый узел рельсового скрепления выполнен из двух пластмассовых анкерных деталей с резьбовым отверстием, в котором размещены металлические шурупы для передачи прижимного усилия на упругие клеммы и подошву рельса. Каждый узел рельсового скрепления может быть также выполнен из двух анкеров в виде металлических деталей переменного сечения с выступающей частью над поверхностью бетона для размещения упругих клемм и передачи прижимного усилия от клемм на подошву рельса. (RU (11) 93 812 (13) U1, 10.05.2010). Эта конструкция шпалы принята за аналог.A technical solution is known - a useful model of a universal reinforced concrete sleeper, including a bar with a variable length trapezoidal cross section with upper surfaces for accommodating rail fastening parts with embedded or anchor parts, reinforced in four vertical rows with wires arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the transverse trapezoidal section , the reinforcement of the beam is made in the form of 16 high-strength wires, with each first row containing five wires, and each second row containing three wires, and the dimensions of the sleeper at the end have, respectively, the nominal dimensions of the trapezoidal section in height 190 mm, in the width of the upper and lower bases 213 mm and 300 mm, and the middle part of the trapezoidal section has nominal dimensions of 185 mm, 178 mm and 235 mm, respectively, and in the under-rail section, the nominal dimensions of the sleeper are 225 mm, 185 mm and 277 mm, respectively. Each rail fastening unit is made of two plastic anchor parts with a threaded hole, in which metal screws are placed to transfer the clamping force to the elastic terminals and the rail foot. Each rail fastening unit can also be made of two anchors in the form of metal parts of variable cross section with a protruding part above the concrete surface to accommodate elastic clamps and transfer clamping force from the clamps to the rail foot. (RU (11) 93 812 (13) U1, 05/10/2010). This sleeper design is taken as analogue.

Недостатки данного технического решения заключаются в следующем.The disadvantages of this technical solution are as follows.

Узел рельсового скрепления шпалы выполнен из двух анкеров в виде металлических деталей переменного сечения с выступающей частью над поверхностью бетона для размещения упругих клемм (конструкция изложена в патенте RU 2335593 С1, 18.05.2007). Данная конструкция анкера включает направленные вниз хвостовики, имеющие значительную длину, а также галтели с относительно малыми радиусами перехода от хвостовиков к перемычке, соединяющей головки анкера, что способствует локальной концентрации напряжений в эксплуатации в шпале в зонах окончания хвостовиков, а также в зонах контакта материала шпалы с элементами анкера с малыми радиусами.The rail fastening unit of the sleeper is made of two anchors in the form of metal parts of variable cross section with a protruding part above the concrete surface to accommodate elastic terminals (the design is described in patent RU 2335593 C1, 05/18/2007). This design of the anchor includes downwardly directed shanks of considerable length, as well as fillets with relatively small transition radii from the shanks to the bridge connecting the anchor heads, which contributes to local stress concentration in operation in the sleeper in the areas of the end of the shanks, as well as in the contact zones of the sleeper material with anchor elements with small radii.

Опыт эксплуатации шпалы данной конструкции свидетельствует о формировании продольных трещин в концевых участках шпалы. Эти дефекты являются следствием неравномерного напряженно-деформированного состояния шпалы в эксплуатации с концентрацией напряжений в концевых участках бетона шпалы, что приводит к формированию трещин в этих зонах. Неравномерность напряженного состояния в концевых участках шпалы обусловлена наличием концентраторов напряжений в зонах контакта материала шпалы с окончаниями хвостовиков анкера и в областях анкера, где присутствуют зоны с малыми радиусами, а также с неравномерностью деформационных процессов, протекающих в арматуре, представляющей собой высокопрочные проволоки, расположенные в поперечном сечении вертикальными рядами.Operating experience of a sleeper of this design indicates the formation of longitudinal cracks in the end sections of the sleeper. These defects are a consequence of the uneven stress-strain state of the sleeper in operation with the concentration of stresses in the end sections of the concrete of the sleeper, which leads to the formation of cracks in these areas. The uneven stress state in the end sections of the sleeper is due to the presence of stress concentrators in the contact zones of the sleeper material with the ends of the anchor shanks and in the areas of the anchor where there are zones with small radii, as well as to the uneven deformation processes occurring in the reinforcement, which is a high-strength wire located in cross section in vertical rows.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение прочности, эксплуатационной надежности и долговечности шпалы в течение всего срока эксплуатации на основе:The technical result of the claimed invention is the elimination of these disadvantages, namely the increase in strength, operational reliability and durability of the sleeper during the entire period of operation on the basis of:

- применения анкера новой конструкции отличающейся изменением геометрии анкера в нижней его части, отклонением направлений хвостовиков от вертикальной оси на угол в диапазоне от 15 до 75 градусов, уменьшением длины хвостовиков, имеющих увеличение поперечного сечения на концевых участках;- the use of an anchor of a new design, characterized by a change in the geometry of the anchor in its lower part, deviation of the directions of the shank from the vertical axis by an angle in the range from 15 to 75 degrees, a decrease in the length of the shank having an increase in the cross section at the end sections;

- армирования шпалы в четыре вертикальных ряда 24мя высокопрочными проволоками, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения шпалы;- reinforcing the sleeper in four vertical rows with 24 high-strength wires arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the cross trapezoidal section of the sleeper;

- закрепления четырех, по две смежных в нижних рядах, проволок из высокопрочной стали жесткими элементами, снижающими деформационные процессы в концевых участках указанных проволок и в бетоне на концевых участках шпалы в эксплуатации.- fixing four, two adjacent in the lower rows, high-strength steel wires with rigid elements that reduce deformation processes in the end sections of these wires and in concrete at the end sections of the sleeper in operation.

Для достижения вышеуказанного технического результата предложена шпала железобетонная универсальная, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей анкерного рельсового скрепления, при этом:To achieve the above technical result, a universal reinforced concrete sleeper is proposed, including a beam with a trapezoidal cross-section variable in length with upper surfaces for placing anchor rail fastening parts, while:

в зоне подрельсового основания шпалы размещен анкер с хвостовиками, расположенными в нижней части анкера, находящейся в шпале, направленными под углом к вертикальной оси в диапазоне от 15 до 75° и имеющими увеличение поперечного сечения на концевых участках, с геометрией всех элементов нижней части анкера представляющей собой совокупность переходных кривых большого радиуса, а геометрия перемычки анкера соответствует геометрии конструкции арочного типа;an anchor with shanks located in the lower part of the anchor, located in the sleeper, directed at an angle to the vertical axis in the range from 15 to 75 ° and having an increase in the cross section at the end sections, with the geometry of all elements of the lower part of the anchor representing is a set of transition curves of large radius, and the geometry of the anchor lintel corresponds to the geometry of the arch type structure;

брус шпалы армирован в четыре вертикальных ряда 24мя высокопрочными проволоками, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения шпалы; нижние ряды проволок на расстоянии δ от торцевых поверхностей шпалы закреплены жесткими элементами, значение параметра δ изменяется в диапазоне от 120 до 250 мм.the sleeper beam is reinforced in four vertical rows with 24 high-strength wires arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the cross trapezoidal cross section of the sleeper; the lower rows of wires at a distance δ from the end surfaces of the sleeper are fixed with rigid elements, the value of the parameter δ varies in the range from 120 to 250 mm.

Предложена конструкция заявляемой шпалы, включающая следующие отличительные особенности:The design of the inventive sleeper is proposed, which includes the following distinctive features:

1) Шпала железобетонная универсальная, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей рельсового скрепления, анкера с хвостовиками в нижней, находящейся в шпале, части анкера, направленными под углом к вертикальной оси в диапазоне от 15 до 75°, имеющими увеличение поперечного сечения на концевых участках, с геометрией всех элементов нижней части анкера представляющей собой совокупность переходных кривых большого радиуса, а геометрия перемычки соответствует геометрии конструкции арочного типа. Таким образом, новая конструкция анкера не имеет областей сопряжения смежных элементов с малыми радиусами, что исключает концентрацию напряжений в этих зонах в материале шпалы в эксплуатации.1) Reinforced concrete universal sleeper, including a bar with a trapezoidal cross-section of variable length with upper surfaces for accommodating rail fastening parts, an anchor with shanks in the lower part of the anchor located in the sleeper, directed at an angle to the vertical axis in the range from 15 to 75 ° having an increase in cross-section at the end sections, with the geometry of all elements of the lower part of the anchor, which is a set of transition curves of large radius, and the geometry of the jumper corresponds to the geometry of the arch-type structure. Thus, the new design of the anchor does not have areas of conjugation of adjacent elements with small radii, which eliminates the stress concentration in these areas in the sleeper material in operation.

Результаты проведенных исследований напряженно-деформированного состояния шпалы с анкером новой конструкции, расположенным в зоне подрельсового основания шпалы, свидетельствуют о существенном влиянии угла отклонения хвостовиков анкера от вертикальной оси на напряженно-деформированное состояние шпалы. При углах отклонения хвостовиков анкера от вертикальной оси более 75° или менее 15° радиусы сопряжения хвостовиков с перемычкой анкера, соединяющей головки анкера, существенно уменьшаются, что приводит к формированию в этих областях шпалы зон с концентрацией напряжений высокой интенсивности. Повторно-переменные нагрузки, которые воздействуют на анкер и зону подрельсового основания шпалы в процессе эксплуатации, приводят к формированию в зонах контакта материала шпалы с анкером в местах сопряжения хвостовиков с перемычкой анкера зон концентрации напряжений. Причем, как показали проведенные исследования концентрация и интенсивность напряжений в материале шпалы тем выше, чем меньше радиусы сопряжения хвостовиков анкера с перемычкой. Поэтому, применение в шпале анкера новой конструкции исключает на практике формирование в материале шпалы областей с концентрацией и интенсивностью напряжений высокого уровня, близкого к значениям прочностных характеристик материала шпалы, и, как следствие, формированию условий для зарождения и развития трещиноподобных дефектов.The results of the studies of the stress-strain state of a sleeper with a new design anchor located in the area of the under-rail base of the sleeper indicate a significant influence of the angle of deviation of the anchor shanks from the vertical axis on the stress-strain state of the sleeper. At angles of deviation of the anchor shanks from the vertical axis of more than 75° or less than 15°, the radii of conjugation of the shanks with the anchor bridge connecting the anchor heads are significantly reduced, which leads to the formation of zones with high intensity stress concentration in these areas of the sleeper. Repetitive-variable loads that act on the anchor and the area of the under-rail base of the sleeper during operation lead to the formation of stress concentration zones in the contact zones of the sleeper material with the anchor at the points of junction of the shanks with the anchor bridge. Moreover, as studies have shown, the concentration and intensity of stresses in the sleeper material are the higher, the smaller the radii of conjugation of the anchor shanks with the jumper. Therefore, the use of an anchor of a new design in a sleeper excludes in practice the formation in the sleeper material of areas with a concentration and intensity of stresses of a high level close to the values of the strength characteristics of the sleeper material, and, as a result, the formation of conditions for the initiation and development of crack-like defects.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что именно данный диапазон отклонения хвостовиков от вертикальной оси является наиболее эффективным для достижения заявленного технического результата -повышения долговечности, трещиностойкости и надежности шпалы.Thus, on the basis of the conducted studies, it has been established that it is this range of deviation of the liner from the vertical axis that is the most effective for achieving the claimed technical result - increasing the durability, crack resistance and reliability of the sleeper.

2) Брус шпалы армирован в четыре вертикальных ряда высокопрочными проволоками, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения. Армирование бруса выполнено в виде 24 высокопрочных проволок.2) The sleeper beam is reinforced in four vertical rows with high-strength wires arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the transverse trapezoidal section. The reinforcement of the beam is made in the form of 24 high-strength wires.

Проведенные исследования показали, что равномерное армирование одинаковым количеством проволок по 4 ряда в горизонтальной плоскости и 6 рядов вертикальной плоскости обеспечивает равномерное по сечению шпалы усиление материала шпалы элементами более высокой жесткости - высокопрочными проволоками. Такое размещение армирующих элементов обеспечивает повышение не только продольной, но и поперечной жесткости шпалы, что является важным фактором с позиции воздействия на шпалу не только вертикальных усилий вследствие взаимодействия колеса подвижного состава с рельсом в вертикальной плоскости, но и горизонтальных усилий, реализуемых при взаимодействии гребня колеса с головкой рельса, при том, что величина боковых сил может достигать 40% от величины вертикального усилия. Также, данная схема армирования способствует повышению прочности шпалы при действии на нее сдвигового усилия со стороны рельса при реализации подвижным составом режимов тяги или торможения, что способствует формированию значительных нагрузок, в том числе, на анкер, а при реализации предложенной схемы армирования локальная напряженность материала шпалы перераспределяется по сечению шпалы армирующими проволоками.The conducted studies have shown that uniform reinforcement with the same number of wires in 4 rows in the horizontal plane and 6 rows in the vertical plane provides a uniform reinforcement of the sleeper material over the sleeper cross section with elements of higher rigidity - high-strength wires. This arrangement of reinforcing elements provides an increase not only in the longitudinal but also in the transverse stiffness of the sleeper, which is an important factor in terms of the impact on the sleeper not only of vertical forces due to the interaction of the rolling stock wheel with the rail in the vertical plane, but also of the horizontal forces implemented by the interaction of the wheel flange. with a rail head, despite the fact that the magnitude of the lateral forces can reach 40% of the magnitude of the vertical force. Also, this reinforcement scheme helps to increase the strength of the sleeper under the action of a shear force from the side of the rail when the rolling stock implements traction or braking modes, which contributes to the formation of significant loads, including on the anchor, and when implementing the proposed reinforcement scheme, the local tension of the sleeper material redistributed over the cross section of the sleeper with reinforcing wires.

Размеры шпалы в торце имеют соответственно номинальные размеры трапецеидального сечения по высоте H1, по ширине верхнего и нижнего оснований L1 и L2, а средняя часть трапецеидального сечения имеет номинальные размеры соответственно Н2, L3 и L4, причем в подрельсовом сечении номинальные размеры шпалы составляют соответственно Н3, L5 и L6 мм. Геометрические размеры Н1…Н3 и L1…L6 определяются для каждой шпалы с учетом сферы ее применения. Например, при изготовлении шпалы для применения на сети магистральных железнодорожных линий, в том числе высокоскоростных, железнодорожных линиях общего и необщего пользования, подъездных рельсовых путях промышленных предприятий, рельсовых путях в тоннелях геометрические размеры шпал составляют: Н1=145…155 мм, Н2=142…150 мм, Н3=226…235 мм, L1=222…226 мм, L2=290…310 мм, L3=180…185 мм, L4=243…255 мм, L5=167…173 мм, L6=L2. Геометрические размеры шпал для использования в условиях городских агломераций определяются с учетом осевых нагрузок, типа применяемого подвижного состава, технических характеристик рельсов.The dimensions of the sleeper at the end have, respectively, the nominal dimensions of the trapezoidal section along the height H1, along the width of the upper and lower bases L1 and L2, and the middle part of the trapezoidal section has nominal dimensions, respectively, H2, L3 and L4, and in the under-rail section, the nominal dimensions of the sleeper are, respectively, H3, L5 and L6 mm. The geometric dimensions H1…H3 and L1…L6 are determined for each sleeper, taking into account the scope of its application. For example, in the manufacture of sleepers for use on a network of main railway lines, including high-speed, public and non-public railway lines, access rail tracks of industrial enterprises, rail tracks in tunnels, the geometric dimensions of the sleepers are: H1 = 145 ... 155 mm, H2 = 142 …150 mm, Н3=226…235 mm, L1=222…226 mm, L2=290…310 mm, L3=180…185 mm, L4=243…255 mm, L5=167…173 mm, L6=L2. The geometric dimensions of sleepers for use in urban agglomerations are determined taking into account axial loads, the type of rolling stock used, and the technical characteristics of the rails.

Для выравнивания деформационных процессов всех элементов арматуры в рядах по высоте нижние ряды на расстоянии δ от торцевых поверхностей шпал закреплены жесткими элементами. В процессе эксплуатации данные закрепления делают концевые участки этих рядов арматуры недонагруженными, что в сочетании с применением анкера новой конструкции исключает формирование растягивающих напряжений в бетоне в этих зонах, и как следствие, исключает формирование условий для трещинообразования. Значение параметра δ изменяется в диапазоне от 120 до 250 мм. В результате проведенных исследований установлено, что при размере δ<120 мм не наблюдается необходимой разгрузки концевых участков закрепленных проволок при нагружении шпалы в эксплуатации и, как следствие, не обеспечивается выполнения требуемого условия по исключению формирования растягивающих напряжений в бетоне в концевых участках шпалы. В случае δ>250 мм, напротив, закрепления располагаются настолько далеко от концов шпалы, что это приводит к существенной разгрузке концевых участков закрепленных проволок при повышении в эксплуатации нагруженности средней части этих проволок, а также повышенному нагружению всех остальных рядов проволок, что отрицательно сказывается на напряженно-деформированном состоянии шпалы в целом. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что рациональным диапазоном для параметра δ является диапазон от 120 до 250 мм.To equalize the deformation processes of all reinforcement elements in rows in height, the lower rows at a distance δ from the end surfaces of the sleepers are fixed with rigid elements. During operation, these fastenings make the end sections of these rows of reinforcement underloaded, which, in combination with the use of an anchor of a new design, eliminates the formation of tensile stresses in concrete in these zones, and as a result, eliminates the formation of conditions for cracking. The value of the parameter δ varies in the range from 120 to 250 mm. As a result of the research, it was found that with a size of δ<120 mm, the necessary unloading of the end sections of the fixed wires is not observed when the sleeper is loaded in operation and, as a result, the required condition is not met to exclude the formation of tensile stresses in concrete in the end sections of the sleeper. In the case of δ>250 mm, on the contrary, the fastenings are located so far from the ends of the sleeper that this leads to a significant unloading of the end sections of the fixed wires with an increase in the load in the middle part of these wires in operation, as well as an increased loading of all other rows of wires, which negatively affects stress-strain state of the sleeper as a whole. Thus, as a result of the research, it was found that the rational range for the parameter δ is the range from 120 to 250 mm.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Предлагаемое изобретение иллюстрируется Фигурами, на которых изображены геометрии предлагаемого технического решения и элементов предлагаемой конструкции шпалы.The proposed invention is illustrated by Figures, which depict the geometry of the proposed technical solution and elements of the proposed design of the sleeper.

На фиг. 1 представлен общий вид шпалы сбоку и сверху. На фиг. 2 представлен вид шпалы с торцевой части, вид обозначен буквой А на фиг. 1, а на фиг. 3 представлено поперечное сечение шпалы по сечению Б-Б, показанному на фиг. 1. На фиг. 4 представлена конструкция закрепления нижних рядов высокопрочной проволоки на расстоянии δ от торцевых поверхностей шпал.In FIG. 1 shows a general view of the sleeper from the side and from above. In FIG. 2 shows a view of the sleeper from the end part, the view is indicated by the letter A in Fig. 1, and in Fig. 3 shows a cross section of a sleeper along the B-B section shown in FIG. 1. In FIG. 4 shows the design of fastening the lower rows of high-strength wire at a distance δ from the end surfaces of the sleepers.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

На фиг. 1 поз. 1 показано расположение анкера новой конструкции с хвостовиками, в нижней части анкера, находящейся в шпале, направленными под углом к вертикальной оси в диапазоне от 15 до 75°, имеющими увеличение поперечного сечения на концевых участках, с геометрией всех элементов нижней части анкера представляющей собой совокупность переходных кривых большого радиуса, а геометрия перемычки соответствует геометрии конструкции арочного типа. Также на фиг. 1 показано размещение закреплений нижних рядов высокопрочной проволоки поз. 2 на расстоянии δ от торцевой части шпалы. На фиг. 2 показано размещение четырех рядов высокопрочной проволоки по сечению шпалы. На фиг. 3 показано закрепления нижних рядов высокопрочной проволоки поз. 2. На фиг. 4 показаны геометрия и конструкция закреплений нижних рядов высокопрочной проволоки. Проволоки, фиг. 3 закрепляются попарно специальными закреплениями поз. 2, исключающими любые перемещения концевых участков этих проволок в процессе эксплуатации, что обеспечивает снижение уровня усилий передаваемых на концевые участки проволоки при деформировании шпалы в эксплуатации.In FIG. 1 pos. 1 shows the location of the anchor of a new design with shanks, in the lower part of the anchor, located in the sleeper, directed at an angle to the vertical axis in the range from 15 to 75 °, having an increase in cross-section at the end sections, with the geometry of all elements of the lower part of the anchor, which is a combination transition curves of large radius, and the geometry of the lintel corresponds to the geometry of the arch type structure. Also in FIG. 1 shows the placement of the fastenings of the lower rows of high-strength wire pos. 2 at a distance δ from the end part of the sleeper. In FIG. 2 shows the placement of four rows of high-strength wire over the sleeper cross section. In FIG. 3 shows the fastening of the lower rows of high-strength wire pos. 2. In FIG. 4 shows the geometry and design of the fastenings of the lower rows of high-strength wire. Wires, fig. 3 are fixed in pairs with special fastenings pos. 2, excluding any movement of the end sections of these wires during operation, which reduces the level of forces transmitted to the end sections of the wire when the sleeper is deformed in operation.

Шпала железобетонная универсальная, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением. Анкер 1 жестко размещается в шпале. Каждая головка анкера 1, выступающая над поверхностью подрельсового основания шпалы имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна. Нижняя часть анкера, находящаяся в шпале, включает направленные под углом к вертикальной оси в диапазоне от 15 до 75° элементы, имеющие увеличение поперечного сечения на концевых участках. Геометрия всех элементов нижней части анкера представляет собой совокупность переходных кривых большого радиуса, а геометрия перемычки соответствует геометрии конструкции арочного типа.Universal reinforced concrete sleeper, including a beam with a trapezoidal cross-section variable along the length. Anchor 1 is rigidly placed in the sleeper. Each anchor head 1 protruding above the surface of the under-rail base of the sleeper has two brackets spaced along the rail. The lower part of the anchor, located in the sleeper, includes elements directed at an angle to the vertical axis in the range from 15 to 75°, having an increase in the cross section at the end sections. The geometry of all elements of the lower part of the anchor is a set of transition curves of large radius, and the geometry of the lintel corresponds to the geometry of the arch-type structure.

Размеры шпалы имеют соответственно номинальные размеры трапецеидального сечения по высоте H1, по ширине верхнего и нижнего оснований L1 и L2 мм, а средняя часть трапецеидального сечения имеет номинальные размеры соответственно Н2, L3 и L4, причем в подрельсовом сечении номинальные размеры шпалы составляют соответственно Н3, L5 и L6.The dimensions of the sleeper have, respectively, the nominal dimensions of the trapezoidal section along the height H1, along the width of the upper and lower bases L1 and L2 mm, and the middle part of the trapezoidal section has the nominal dimensions, respectively, H2, L3 and L4, and in the under-rail section, the nominal dimensions of the sleeper are, respectively, H3, L5 and L6.

Брус шпалы армирован высокопрочными проволоками в четыре вертикальных ряда, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения шпалы. Армирование бруса выполнено в виде 24 высокопрочных проволок. Равномерное армирование одинаковым количеством проволок по 4 ряда в горизонтальной плоскости и 6 рядов вертикальной плоскости вместо армирования рядами по 5 и 3 проволоки, реализованного в прототипе, обеспечивает равномерное по сечению шпалы усиление по сечению материала шпалы элементами более высокой жесткости и соответственно, ведет к повышению надежности, трещиностойкости и долговечности шпалы. Результаты исследований, подтверждающие повышение итогового срока эксплуатации, приведены в Таблице 1.The sleeper beam is reinforced with high-strength wires in four vertical rows, arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the cross trapezoidal cross section of the sleeper. The reinforcement of the beam is made in the form of 24 high-strength wires. Uniform reinforcement with the same number of wires in 4 rows in the horizontal plane and 6 rows in the vertical plane instead of reinforcement in rows of 5 and 3 wires, implemented in the prototype, provides a uniform cross-section of the sleeper reinforcement over the cross-section of the sleeper material with elements of higher rigidity and, accordingly, leads to an increase in reliability , crack resistance and durability of the sleeper. The results of studies confirming the increase in the final service life are shown in Table 1.

Для выравнивания деформационных процессов всех элементов арматуры по высоте нижние ряды высокопрочной проволоки на расстоянии δ от торцевых поверхностей шпалы закреплены специальными элементами (фиг. 1. поз. 2), которые могут выполняться в виде скоб. В процессе эксплуатации данные закрепления делают концевые участки этих рядов арматуры недонагруженными, что исключает формирование растягивающих напряжений в бетоне в этих зонах, и как следствие, исключает формирование условий для образование трещин. Таким образом, закрепление нижних рядов армирующих проволок приводит к перераспределению напряжений, как в поперечном сечении, так и в направлении продольной оси на концевых участках шпалы в эксплуатации, что снижает уровень напряжений в бетоне в этих зонах, исключает образование трещин в концевых участках шпал в эксплуатации, увеличивает срок службы шпалы.To equalize the deformation processes of all reinforcement elements in height, the lower rows of high-strength wire at a distance δ from the end surfaces of the sleeper are fixed with special elements (Fig. 1, pos. 2), which can be made in the form of brackets. During operation, these fastenings make the end sections of these rows of reinforcement underloaded, which eliminates the formation of tensile stresses in concrete in these zones, and as a result, eliminates the formation of conditions for the formation of cracks. Thus, fixing the lower rows of reinforcing wires leads to a redistribution of stresses, both in the cross section and in the direction of the longitudinal axis, at the end sections of the sleeper in operation, which reduces the stress level in concrete in these areas, eliminates the formation of cracks in the end sections of the sleepers in operation. , increases the service life of the sleeper.

Реализация изобретения шпалы закреплением двух нижних рядов арматуры шпалы иллюстрируется конкретным примером, приведенным в таблице 1.The implementation of the invention of the sleeper by fixing the two lower rows of reinforcement of the sleeper is illustrated by a specific example given in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретения:Sources of information taken into account when compiling the description of the invention:

1. Полезная модель RU(11) 93812 (13) U1, 10.05.2010.1. Utility model RU(11) 93812 (13) U1, 05/10/2010.

Claims (4)

Шпала железобетонная универсальная, включающая брус с переменным по длине трапецеидальным поперечным сечением с верхними поверхностями для размещения деталей анкерного рельсового скрепления, отличающаяся тем, что:Universal reinforced concrete sleeper, including a beam with a trapezoidal cross-section of variable length with upper surfaces for placing anchor rail fastening parts, characterized in that: в зоне подрельсового основания шпалы размещен анкер с хвостовиками, расположенными в нижней части анкера, находящейся в шпале, направленными под углом к вертикальной оси в диапазоне от 15 до 75° и имеющими увеличение поперечного сечения на концевых участках, с геометрией всех элементов нижней части анкера, представляющей собой совокупность переходных кривых большого радиуса, а геометрия перемычки анкера соответствует геометрии конструкции арочного типа;in the area of the under-rail base of the sleeper there is an anchor with shanks located in the lower part of the anchor, located in the sleeper, directed at an angle to the vertical axis in the range from 15 to 75° and having an increase in cross-section at the end sections, with the geometry of all elements of the lower part of the anchor, which is a set of transition curves of large radius, and the geometry of the anchor lintel corresponds to the geometry of the arch-type structure; брус шпалы армирован по 4 ряда в горизонтальной плоскости и 6 рядов вертикальной плоскости высокопрочными проволоками, расположенными симметрично по два ряда относительно вертикальной оси поперечного трапецеидального сечения шпалы; нижние ряды проволок на расстоянии δ от торцевых поверхностей шпал закреплены жесткими элементами,the sleeper beam is reinforced in 4 rows in the horizontal plane and 6 rows in the vertical plane with high-strength wires arranged symmetrically in two rows relative to the vertical axis of the transverse trapezoidal section of the sleeper; the lower rows of wires at a distance δ from the end surfaces of the sleepers are fixed with rigid elements, значение параметра δ изменяется в диапазоне от 120 до 250 мм.the value of the parameter δ varies in the range from 120 to 250 mm.
RU2022105727A 2022-03-03 Reinforced concrete universal sleep for anchor type fastening RU2774897C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774897C1 true RU2774897C1 (en) 2022-06-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218558U1 (en) * 2023-03-10 2023-05-31 Акционерное общество "БетЭлТранс" Reinforced concrete base for the railway track

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1957713B1 (en) * 2005-12-01 2010-03-10 voestalpine BWG GmbH & Co.KG Concrete sleeper
RU93812U1 (en) * 2009-10-09 2010-05-10 ФЛЕКС Интернешенл Мануфэкчеринг энд Трейдинг ЛТД UNIVERSAL REINFORCED CONCRETE SLEEP (OPTIONS)
UA76133U (en) * 2012-06-05 2012-12-25 Олександр Миколайович Пшінько Prestressed concrete sleeper
RU126008U1 (en) * 2012-05-03 2013-03-20 Открытое акционерное общество "Алмалыкский горно-металлургический комбинат" REINFORCED concrete sleepers
EP2669433A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Abetong AB A concrete sleeper

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1957713B1 (en) * 2005-12-01 2010-03-10 voestalpine BWG GmbH & Co.KG Concrete sleeper
RU93812U1 (en) * 2009-10-09 2010-05-10 ФЛЕКС Интернешенл Мануфэкчеринг энд Трейдинг ЛТД UNIVERSAL REINFORCED CONCRETE SLEEP (OPTIONS)
RU126008U1 (en) * 2012-05-03 2013-03-20 Открытое акционерное общество "Алмалыкский горно-металлургический комбинат" REINFORCED concrete sleepers
EP2669433A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Abetong AB A concrete sleeper
UA76133U (en) * 2012-06-05 2012-12-25 Олександр Миколайович Пшінько Prestressed concrete sleeper

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218558U1 (en) * 2023-03-10 2023-05-31 Акционерное общество "БетЭлТранс" Reinforced concrete base for the railway track
RU225496U1 (en) * 2023-12-22 2024-04-23 Общество с ограниченной ответственностью Производственно коммерческая фирма "Еврохим Резинотехника" Prestressed reinforced concrete sleeper with elastic screw-dowel fastening
RU226321U1 (en) * 2023-12-22 2024-05-30 Общество с ограниченной ответственностью Производственно коммерческая фирма "Еврохим Резинотехника" Prestressed reinforced concrete sleeper with elastic anchor fastening

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU184004U1 (en) RAIL ANCHOR ANCHOR
US3223328A (en) Track structure for railroads and the like
RU2774897C1 (en) Reinforced concrete universal sleep for anchor type fastening
RU2742439C1 (en) Rail fastening anchor
RU2328569C1 (en) Railway track for tunnels
KR101673957B1 (en) Steel-Concrete Composite Sleeper and Railway Ballasted Track using such Composite Sleeper
Plugin et al. Regarding the replacement of steel reinforcement in pre-stressed concrete sleepers with composite rebars
RU217858U1 (en) Reinforced concrete sleeper
RU2504610C1 (en) Reinforced concrete sleeper
RU218558U1 (en) Reinforced concrete base for the railway track
RU112203U1 (en) UPPER WAY DEVICE
Serdelová et al. Analysis and design of steel bridges with ballastless track
RU186580U1 (en) STRENGTHENING DEVICE FOR UPPER WAY STRUCTURE
RU216547U1 (en) REINFORCED CONCRETE BEAM FOR TURNOUTS
RU164035U1 (en) RAILWAY REINFORCED CONCRETE STRESSED
RU128621U1 (en) RAILWAY REINFORCED CONCRETE PRELIMINARY STRESSED FOR Tramways of a wide gauge
US1358536A (en) Railroad-tie
KR102138365B1 (en) Non-ballast track structure for allowing longitudinal direction slip of steel railway bridge
RU218659U1 (en) REINFORCED CONCRETE SLEEP
RU217580U1 (en) Sleeper for urban rail transport
RU93812U1 (en) UNIVERSAL REINFORCED CONCRETE SLEEP (OPTIONS)
US1458945A (en) Reenforced-concrete railroad tie
RU2262565C1 (en) Method for sleeper laying in rail track
Ovchinnikov Increasing the resource of the railway track by improving the design of its elements
Hasan Qualification of Track Parameters Based on a Review of Previous Studies