RU2817708C1 - Superstructure of a railway track with continuous rail support - Google Patents
Superstructure of a railway track with continuous rail support Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817708C1 RU2817708C1 RU2022133155A RU2022133155A RU2817708C1 RU 2817708 C1 RU2817708 C1 RU 2817708C1 RU 2022133155 A RU2022133155 A RU 2022133155A RU 2022133155 A RU2022133155 A RU 2022133155A RU 2817708 C1 RU2817708 C1 RU 2817708C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- containers
- rail
- track
- rails
- container
- Prior art date
Links
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 14
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству железнодорожного пути на балластном и безбалластном основании на мостах, эстакадах, путепроводах, тоннелях и земляном полотне грузовой, грузопассажирского и высокоскоростного железнодорожного пути с непрерывным опиранием рельсов.The invention relates to the construction of a railway track on a ballast and ballastless base on bridges, overpasses, overpasses, tunnels and the roadbed of a freight, cargo-passenger and high-speed railway track with continuous rail support.
Известно устройство для закрепления рельса на основании, которое содержит подрельсовую упругую прокладку, выполненную с охватом подошвы рельса с каждой стороны и взаимодействующую своими боковыми гранями с боковыми гранями углубления основания. Расположенный около каждой боковой грани подошвы участок прокладки снабжен твердым -образным в поперечном сечении слоем, взаимодействующим верхней гранью с верхней гранью подошвы, а нижней гранью - с нижней гранью подошвы, с образованием зазора с боковой гранью подошвы рельса. Расстояние между боковой гранью подошвы рельса и наружной боковой гранью прокладки выполнено разновеликим с каждой стороны рельса. Суммарная ширина подошвы рельса и смонтированной на подошве рельса прокладки за пределами углубления основания выполнена больше ширины углубления основания. На дно углубления основания установлена регулировочная прокладка (патент РФ №2224835, МПК: Е01В 9/00, опубл. 27.02.2004 г. Бюл. №6) - аналог.A device is known for securing a rail to a base, which contains an under-rail elastic spacer made to cover the base of the rail on each side and interacting with its side edges with the side edges of the base recess. The padding area located near each side edge of the sole is equipped with a hard --shaped layer in cross section, interacting with the upper edge with the upper edge of the sole, and the lower edge with the lower edge of the sole, forming a gap with the side edge of the rail sole. The distance between the side edge of the rail base and the outer side edge of the spacer is made different on each side of the rail. The total width of the rail base and the spacer mounted on the rail base outside the base recess is greater than the width of the base recess. An adjusting gasket is installed at the bottom of the base recess (RF patent No. 2224835, IPC: E01B 9/00, publ. 02/27/2004, Bulletin No. 6) - analogue.
Недостатком известного решения является возможность его применения исключительно при безбалластном полотне на сплошном бетонном основании, невозможность достижения нормативных показателей при закреплении рельса, сложность в практической реализации.The disadvantage of the known solution is the possibility of its use only with a ballast-free track on a solid concrete base, the impossibility of achieving standard indicators when fastening the rail, and the difficulty of practical implementation.
Известна конструкция для укладки рельса фирмы Tines «Система ERS» (Embedded Rail System), применяемая в городских условиях для укладки трамвайных путей или пути на мостах с безбалластным мостовым полотном (https://www.youtube.com/watch?v=fx9xCtQb6L8 «How to upgrade an existing steel railway bridge and extend its lifetime») - прототип.There is a well-known design for laying rail from the Tines company “ERS System” (Embedded Rail System), used in urban environments for laying tram tracks or tracks on bridges with ballastless bridge deck (https://www.youtube.com/watch?v=fx9xCtQb6L8 “ How to upgrade an existing steel railway bridge and extend its lifetime") - prototype.
Данная система применяется разработчиками в сочетании с безбалластным полотном на железобетонных плитах или как элемент, интегрированный в безбалластное мостовое полотно металлических балок. Ее применение вызвано необходимостью снижением шума и вибрации от рельса при проходе колес и устройством безбалластной конструкции верхнего строения пути в городских условиях и на мостах.This system is used by developers in combination with a ballastless deck on reinforced concrete slabs or as an element integrated into a ballastless bridge deck of metal beams. Its use is caused by the need to reduce noise and vibration from the rail during the passage of wheels and to install a ballast-free structure of the superstructure of the track in urban environments and on bridges.
Недостатком известного решения является ограниченность его применения безбалластным полотном на сплошном железобетонном основании (трамвайный путь) в городских условиях или на мостах (в сочетании с несущей металлической балочной системой), невозможность его выправки в случае необходимости или при расстройстве основания, невозможность его сочетания с традиционной конструкцией пути, имеющей в своей основе рельсошпальную решетку, уложенную на щебеночном балласте, которая позволяет успешно выправлять деформации пути.The disadvantage of the known solution is the limited use of a ballast-free sheet on a solid reinforced concrete base (tram track) in urban environments or on bridges (in combination with a load-bearing metal beam system), the impossibility of its straightening if necessary or if the base is damaged, the impossibility of combining it with a traditional design track, which is based on a rail and sleeper grid laid on crushed stone ballast, which makes it possible to successfully correct track deformations.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение устойчивости рельсошпальной решетки к температурным воздействиям на бесстыковые рельсы бесстыкового пути, и повышение величин осевых нагрузок воспринимаемых рельсошпальной решеткой в сочетании с возможностью содержания и обслуживания пути современными путевыми механизированными комплексами.The technical result to be achieved by the claimed solution is to increase the resistance of the rail and sleeper grid to temperature effects on the continuous rails of a continuous track, and to increase the magnitude of axial loads perceived by the rail and sleeper grid in combination with the possibility of maintaining and servicing the track with modern mechanized track complexes.
Указанный технический результат достигается тем, что в верхнем строении железнодорожного пути с непрерывным опиранием рельсов, которые имеют непрерывную протяженность, соответствующую длине бесстыкового участка пути, и размещены в трехсторонних с открытым верхом контейнерах, установленных по длине пути, имеющих основание и две боковых вертикально ориентированных стороны, в контейнерах между их внутренней поверхностью и рельсом размещены прокладки из упругого материала под подошвой рельса, и охватывающие рельс с фиксацией его положения, высота боковых прокладок из упругого материала не превышает высоту Н от подошвы рельса до его головки, причем контейнеры, с размещенными внутри них бесстыковыми рельсами, закреплены на шпалах, с образованием рельсошпальной решетки, контейнеры каждого из рельсов колеи имеют ограниченную длину и зазоры между контейнерами. Для прикрепления контейнеров к шпалам, на внешних поверхностях их боковых сторон выполнены элементы для прижатия контейнеров к шпалам скобами упругих клемм, а длина контейнеров и зазоров между ними выбирается из условия сохранения зазора между контейнерами в расчетном диапазоне изменения температуры.The specified technical result is achieved by the fact that in the upper structure of a railway track with continuous support of rails, which have a continuous length corresponding to the length of the seamless section of the track, and are placed in three-sided open-top containers installed along the length of the track, having a base and two lateral vertically oriented sides , in the containers between their inner surface and the rail there are gaskets made of elastic material under the sole of the rail, and covering the rail with fixation of its position, the height of the side gaskets made of elastic material does not exceed the height H from the sole of the rail to its head, and the containers with placed inside them continuous rails, fixed on sleepers, forming a rail and sleeper lattice; the containers of each of the track rails have a limited length and gaps between the containers. To attach the containers to the sleepers, on the outer surfaces of their sides there are elements for pressing the containers to the sleepers with elastic clamps, and the length of the containers and the gaps between them is selected from the condition of maintaining the gap between the containers in the calculated temperature range.
Верхнее строение пути, в котором контейнер выполнен из стали или сплава алюминия.The upper structure of the track, in which the container is made of steel or aluminum alloy.
Верхнее строение пути, характеризующееся тем, что контейнер выполнен из композитного материала на основе углеродных, стеклянных или минеральных волокон.The upper structure of the track, characterized by the fact that the container is made of a composite material based on carbon, glass or mineral fibers.
Верхнее строение пути, характеризующееся тем, что контейнер крепится к шпалам типовыми рельсовыми скреплениями КБ-65 или ЖБР-65 или иными с упругой клеммой.The upper structure of the track, characterized by the fact that the container is attached to the sleepers using standard rail fastenings KB-65 or ZhBR-65 or others with an elastic terminal.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг. 1, 2 и 3, где на фиг. 1 и 2 представлен общий вид заявляемого устройства с расположением основных элементов и детализирован упругий элемент прикрепления рельса внутри контейнера, на фиг. 3 - показан стык контейнеров уложенных в одну нитку с зазором между ними - общий вид пути с бесстыковым рельсом внутри.The claimed solution is specified in Fig. 1, 2 and 3, where in FIG. 1 and 2 show a general view of the inventive device with the location of the main elements and detail the elastic element for attaching the rail inside the container, in Fig. 3 - shows the joint of containers laid in one thread with a gap between them - a general view of the track with a seamless rail inside.
Рельс 1 расположен внутри установленного по длине пути П-образного контейнера 2, уложенного основанием на железобетонные или деревянные шпалы 3, прикрепленный к ним упругим скреплением 4. Контейнер 2 имеет основание 7 и две боковые вертикально ориентированные стороны 8 и 9, в контейнере между его внутренней поверхностью и рельсом 1 размещены прокладки 5 из упругого материала, охватывающие рельс 1 с боковых сторон и под подошвой, фиксирующие его положение. Высота боковых прокладок из упругого материала не превышает высоту Н от верха основания рельса до его головки. Это обусловлено необходимостью захвата головки специальными роликами при подъемке пути путевой машиной. Контейнеры 2, с размещенными внутри них бесстыковыми рельсами 1, закреплены на шпалах 3, с образованием рельсошпальной решетки. Контейнеры каждого из рельсов колеи имеют ограниченную длину, определяемую в том числе их прочностными характеристиками, и установлены с зазорами 10 между собой.Rail 1 is located inside a U-shaped container 2 installed along the length of the track, laid with its base on reinforced concrete or wooden sleepers 3, attached to them with an elastic fastener 4. Container 2 has a base 7 and two vertically oriented sides 8 and 9, in the container between its inner The surface and rail 1 contain spacers 5 made of elastic material, covering rail 1 from the sides and under the sole, fixing its position. The height of the side gaskets made of elastic material does not exceed the height H from the top of the base of the rail to its head. This is due to the need to grip the head with special rollers when lifting the track with a track machine. Containers 2, with weldless rails 1 placed inside them, are secured to sleepers 3, forming a rail and sleeper grid. The containers of each of the track rails have a limited length, determined, among other things, by their strength characteristics, and are installed with gaps of 10 between them.
При установке контейнеров для размещения каждого из рельсов колеи, общая суммарная длина всех контейнеров не превышает длины рельса, заключенного в них.When installing containers to accommodate each of the track rails, the total total length of all containers does not exceed the length of the rail enclosed in them.
Величина зазоров между контейнерами выбирается из условия сохранения зазора в расчетном диапазоне изменения температуры, с обеспечением допускаемой прочности и устойчивости рельсов при воздействии колес подвижного состава и температурных продольных деформаций между самими контейнерами, и между контейнерами и бесстыковыми рельсами. Эта величина определяется в соответствии с СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» для данной местности или региона с учетом воздействия солнечной радиации для максимальных положительных температур увеличением их на 10°С, с обеспечением допускаемой прочности и устойчивости рельсов при воздействии колес подвижного состава и температурными продольными деформациями между самими контейнерами, и между контейнерами и бесстыковыми рельсами. Это не означает, что величина зазора остается неизменной, зазор может уменьшаться или увеличиваться, в зависимости от окружающей температуры. Главное, чтобы не происходило смыкания зазоров между контейнерами, т.е. зазор был бы всегда. При повышении температуры воздуха происходит нагрев и расширение материала контейнера и его длина увеличивается. При смыкании зазора между контейнерами есть опасность появления в самом контейнере сжимающих напряжений, которые, суммируясь с такими же напряжениями в рельсе, могут привести к потере устойчивости рельсошпальной решетки в целом с образованием выброса пути. Величина зазора между контейнерами является расчетной для данной местности на основании величин расчетных температур для зимы и лета. При этом для зазоров между контейнерами нет ограничений по их раскрытию при понижении температуры, как для рельса, поскольку отсутствует движение колеса по контейнеру. Величина зазора ограничивается величинами напряжений в самом рельсе в сечении зазора между контейнерами, поскольку в этом месте отсутствует непрерывность опирания рельса и вся нагрузка воспринимается только его сечением.The size of the gaps between containers is selected from the condition of maintaining the gap in the design range of temperature changes, ensuring the permissible strength and stability of the rails under the influence of rolling stock wheels and thermal longitudinal deformations between the containers themselves, and between containers and seamless rails. This value is determined in accordance with SP 131.13330.2012 “Construction climatology” for a given area or region, taking into account the impact of solar radiation for maximum positive temperatures, increasing them by 10 ° C, ensuring the permissible strength and stability of the rails when exposed to rolling stock wheels and temperature longitudinal deformations between the containers themselves, and between containers and seamless rails. This does not mean that the gap size remains unchanged; the gap may decrease or increase depending on the ambient temperature. The main thing is that the gaps between the containers do not close, i.e. there would always be a gap. As the air temperature rises, the container material heats up and expands, and its length increases. When closing the gap between containers, there is a danger of compressive stresses appearing in the container itself, which, when added to the same stresses in the rail, can lead to loss of stability of the rail and sleeper grid as a whole with the formation of track overshoot. The gap between containers is calculated for a given area based on the calculated temperatures for winter and summer. At the same time, for the gaps between containers there are no restrictions on their opening when the temperature drops, as for a rail, since there is no movement of the wheel along the container. The size of the gap is limited by the stress values in the rail itself in the section of the gap between the containers, since in this place there is no continuity of rail support and the entire load is perceived only by its section.
Контейнер может быть выполнен из стали или сплава алюминия, удовлетворяющих требованиям по прочности и ударной вязкости при минимальных нормативных температурах по СП 131.13330.2012, контейнер также может быть выполнен из композитного материала на основе углеродных, стеклянных или минеральных волокон., в соответствии с требованием по прочности и ударной вязкости при минимальных нормативных температурах по СП 131.13330.2012, в соответствии с которыми, например для Брянска самая низкая температура составит -42°С, а наивысшая 38+10=48°С. Расчетный диапазон температуры составит 90°С.The container can be made of steel or aluminum alloy that meets the requirements for strength and impact strength at minimum standard temperatures according to SP 131.13330.2012, the container can also be made of a composite material based on carbon, glass or mineral fibers, in accordance with the requirements for strength and impact strength at minimum standard temperatures according to SP 131.13330.2012, according to which, for example, for Bryansk the lowest temperature will be -42°C, and the highest 38+10=48°C. The estimated temperature range will be 90°C.
Для прикрепления контейнеров 2 к шпалам 3, на внешних поверхностях боковых сторон контейнеров 8 и 9 выполнены элементы для прижатия контейнеров к шпалам скобами упругих клемм 6. Элементы для прижатия упругими клеммами являются типовыми, предусмотренными конструкцией рельсового скрепления.To attach containers 2 to sleepers 3, on the outer surfaces of the sides of containers 8 and 9 there are elements for pressing the containers to the sleepers with brackets of elastic clamps 6. Elements for pressing with elastic clamps are standard, provided for by the design of the rail fastening.
Современный железнодорожный путь испытывает большие нагрузки от колес подвижного состава. Традиционная типовая конструкция пути, описанная в литературе и применяемая повсеместно на сети дорог ОАО РЖД, содержащая рельсы типа Р65, упругие скрепления, железобетонные шпалы с эпюрой от 1800 до 2000 шт. на 1 километр пути, близка к исчерпанию несущей способности с точки зрения повышения осевых нагрузок или увеличения осей вагонов. Увеличение сечения рельса до Р75 приводит к снижению устойчивости бесстыкового пути. Дискретное опирание рельса на шпалы вызывает его изгиб на участке между шпалами и накопление усталостных повреждений.A modern railway track experiences heavy loads from rolling stock wheels. Traditional standard track design, described in the literature and used everywhere on the road network of JSC Russian Railways, containing rails of the P65 type, elastic fastenings, reinforced concrete sleepers with a diagram from 1800 to 2000 pcs. per 1 kilometer of track, is close to exhausting the load-bearing capacity in terms of increasing axle loads or increasing the axles of cars. Increasing the rail cross-section to P75 leads to a decrease in the stability of the seamless track. Discrete support of the rail on the sleepers causes it to bend in the area between the sleepers and accumulate fatigue damage.
Использование известных решений без рельсошпальной решетки не позволяет использовать их преимущества для основного типа полотна железнодорожного транспорта, остается нишевым продуктом, для особых случаев пути, как например городской трамвай.The use of known solutions without a rail and sleeper grid does not allow using their advantages for the main type of railway track; it remains a niche product for special track cases, such as a city tram.
В соответствии с заявляемым решением, на шпалы укладывается металлический элемент П-образного сечения на его горизонтальную полку (основание), так, что боковые полки направлены вверх - контейнер для размещения рельса. Контейнер может прикрепляться к шпалам типовыми рельсовыми скреплениями, на пример КБ-65 или ЖБР-65 или индивидуальным рельсовым скреплением, разработанным специально для его прикрепления. Сам контейнер может быть выполнен сварным, когда боковые стенки привариваются к нижней полке по всей длине соприкосновения, а может быть согнут из единого листа. Контейнер может быть металлическим, например, из стали или алюминия, или выполнен из композитного материала на основе углеродных, стеклянных или минеральных волокон. Композитный материал из указанных волокон обладает высокой прочностью на уровне низколегированных строительных сталей и технологичностью производства с обеспечением стабильных показателей качества (пултрузионная вытяжка).In accordance with the proposed solution, a U-shaped metal element is placed on the sleepers on its horizontal shelf (base), so that the side shelves are directed upward - a container for placing the rail. The container can be attached to the sleepers with standard rail fastenings, for example KB-65 or ZhBR-65, or with an individual rail fastening designed specifically for its attachment. The container itself can be welded, when the side walls are welded to the bottom shelf along the entire length of contact, or it can be bent from a single sheet. The container can be metal, such as steel or aluminum, or made of a composite material based on carbon, glass or mineral fibers. Composite material made from these fibers has high strength at the level of low-alloy construction steels and manufacturability while ensuring stable quality indicators (pultruded drawing).
Рельс укладывается внутрь контейнера и закрепляется упругими прокладками, охватывающими всю его поверхность, за исключением головки. Упругость прокладок подбирается, исходя из толщин слоев, модуля упругости материала, требуемой жесткости пути и технической возможности монтажа-демонтажа. При этом контейнер воспринимает вертикальную и тормозную нагрузку от колес поезда, передаваемую через рельс, и работает с ним совместно. Таким образом, моменты инерции рельса и контейнера суммируются, что позволяет уменьшить площадь сечения рельса по сравнению с рельсом Р65, а общий момент инерции рельса и контейнера становится больше, чем у рельса Р75. Температурная нагрузка возникает только в рельсе, поскольку он является протяженнонепрерывным (непрерывным по длине в пределах бесстыкового участка пути). Контейнер может быть выполнен, например, из отрезков дискретной длины, на пример по 25 или 12,5 м с зазорами между соседними контейнерами около 30-50 мм, без каких-либо соединений между смежными секциями. Поэтому в нем не возникнет температурных напряжений. Вместе с тем он увеличивает горизонтальную и вертикальную жесткость рельсошпальной решетки (РШР) по сравнению с типовой конструкцией, обеспечивая более высокую устойчивость рельсошпальной решетки по сравнению с типовой конструкцией пути.The rail is placed inside the container and secured with elastic gaskets covering its entire surface, with the exception of the head. The elasticity of the gaskets is selected based on the thickness of the layers, the elastic modulus of the material, the required rigidity of the track and the technical possibility of installation and dismantling. In this case, the container perceives the vertical and braking load from the train wheels, transmitted through the rail, and works together with it. Thus, the moments of inertia of the rail and container are summed up, which makes it possible to reduce the cross-sectional area of the rail compared to the P65 rail, and the total moment of inertia of the rail and container becomes greater than that of the P75 rail. Thermal load occurs only in the rail, since it is long-continuous (continuous in length within the continuous section of the track). The container can be made, for example, from sections of discrete length, for example 25 or 12.5 m with gaps between adjacent containers of about 30-50 mm, without any connections between adjacent sections. Therefore, there will be no thermal stresses in it. At the same time, it increases the horizontal and vertical rigidity of the rail and sleeper grid (RSG) compared to the standard design, providing higher stability of the rail and sleeper grid compared to the standard track design.
Заявляемое решение обеспечивает движение пассажирских поездов со скоростями до 400 км/ч с осевой статической нагрузкой до 20 тс, грузовых контейнерных поездов со скоростями до 250 км/ч с осевой статической нагрузкой до 23 тс и грузовых и хозяйственных поездов со скоростями до 120 км/ч с осевой статической нагрузкой до 30 тс.The proposed solution ensures the movement of passenger trains at speeds of up to 400 km/h with an axial static load of up to 20 tf, freight container trains at speeds of up to 250 km/h with an axial static load of up to 23 tf, and freight and utility trains with speeds of up to 120 km/h with axial static load up to 30 tf.
В качестве иллюстрации достижения заявляемого технического результата при использовании предлагаемого решения, ниже представлены расчетные показатели кромочных напряжений в подошве рельса (Р 43, Р 50, и Р 65) от колеса вагона с нагрузкой 250 кН/ось (без динамики) в типовой конструкции пути (без контейнера) и напряжения в рельсах Р 43 и Р 50 при такой же нагрузке, уложенных в контейнере. В первом случае кромочные напряжения составляют 57,4, 40,6 и 37,4 МПа соответственно. Во втором случае напряжения снижаются до 19,6 и 21,5 МПа соответственно (контейнер для рельса Р 65 не рассматривался) Для рельса Р 50 контейнер меньше, чем для Р 43, поэтому напряжения в рельсе Р 50 немного выше, чем в Р 43. Температурные напряжения от перепада в 55°С (перепад, близкий к максимальному для России) составляют для всех рельсов одинаковую величину.As an illustration of achieving the claimed technical result when using the proposed solution, below are the calculated indicators of edge stresses in the base of the rail (R 43, R 50, and R 65) from a car wheel with a load of 250 kN/axle (without dynamics) in a typical track design ( without container) and stress in rails R 43 and R 50 at the same load, laid in a container. In the first case, the edge stresses are 57.4, 40.6 and 37.4 MPa, respectively. In the second case, the stresses are reduced to 19.6 and 21.5 MPa, respectively (the container for the P 65 rail was not considered). For the P 50 rail, the container is smaller than for the P 43, so the stresses in the P 50 rail are slightly higher than in the P 43. Temperature stresses from a difference of 55°C (a difference close to the maximum for Russia) are the same for all rails.
Температурные напряжения составят σt=136,3 МПа.Temperature stresses will be σ t =136.3 MPa.
Однако сила, возникающая в рельсе от перепада температуры для всех рельсов определяется выражениемHowever, the force arising in the rail from the temperature difference for all rails is determined by the expression
Pt=Fp σt, гдеP t =F p σ t , where
Fp - площадь сечения рельса.F p - cross-sectional area of the rail.
PtP43=776,9 кН, PtP50=892,6 кН, PtP65=1126,6 кН.P tP43 =776.9 kN, P tP50 =892.6 kN, P tP65 =1126.6 kN.
Поскольку потеря устойчивости рельсошпальной решетки (выброс пути) определяется действием продольной силы в рельсе и удерживающими свойствами шпал и балласта (собственный вес и трение), приведенные цифры показывают, что рельс с большим сечением имеет большую силу. При этом рельс с минимальным сечением в контейнере, как на пример Р 43 имеет минимальную продольную силу и наиболее низкие напряжения в кромках подошвы. Удерживающие свойства шпал и балласта во всех случаях одинаковы.Since the loss of stability of the rail and sleeper grid (track throw) is determined by the action of the longitudinal force in the rail and the holding properties of the sleepers and ballast (its own weight and friction), the given figures show that a rail with a large cross-section has a greater force. In this case, a rail with a minimum cross-section in a container, as for example P 43, has a minimum longitudinal force and the lowest stresses in the edges of the sole. The holding properties of sleepers and ballast are the same in all cases.
Напряжения в контейнере от колеса вагона мало зависят от материала контейнера и составляют для контейнера Р43 25 МПа, для контейнера Р 50 24 МПа.The stresses in the container from the car wheel depend little on the material of the container and amount to 25 MPa for the P43 container, 24 MPa for the P 50 container.
Температурные напряжения в контейнере низкие, поскольку он имеет разрезы (конечную длину). Принимая длину секции контейнера равной 25 м, а перепад температуры, который вызывает в ней напряжения (до проскальзывания по шпалам) 5°С, получим для контейнера из стали максимальные напряжения 12,4 МПа, из композитного материала 1,6 МПа.Thermal stresses in the container are low because it has slits (finite length). Taking the length of the container section to be 25 m, and the temperature difference that causes stress in it (before slipping along the sleepers) to be 5°C, we obtain a maximum stress of 12.4 MPa for a steel container and 1.6 MPa for a composite material.
Представленные расчетные показатели подтверждают эффективность предлагаемой конструкции - использования рельсов, в том числе и облегченных, в контейнере в сочетании с типовой рельсошпальной решеткой.The presented calculated indicators confirm the effectiveness of the proposed design - the use of rails, including lightweight ones, in a container in combination with a standard rail and sleeper grid.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817708C1 true RU2817708C1 (en) | 2024-04-18 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19503220A1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-17 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | System for ballastless permanent way of rail track |
| DE19519745C2 (en) * | 1995-05-30 | 2001-02-01 | Contitech Transp Bandsysteme G | Ballastless track superstructure |
| RU2224835C2 (en) * | 2001-01-24 | 2004-02-27 | Столповский Андрей Александрович | Device for fastening rail on base |
| RU137556U1 (en) * | 2007-11-30 | 2014-02-20 | Портнов Владимир Павлович | PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE COVERING OF WAYS, LOCKERS (OPTIONS) AND REINFORCED CONCRETE PLATES FOR HIM |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19503220A1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-17 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | System for ballastless permanent way of rail track |
| DE19519745C2 (en) * | 1995-05-30 | 2001-02-01 | Contitech Transp Bandsysteme G | Ballastless track superstructure |
| RU2224835C2 (en) * | 2001-01-24 | 2004-02-27 | Столповский Андрей Александрович | Device for fastening rail on base |
| RU137556U1 (en) * | 2007-11-30 | 2014-02-20 | Портнов Владимир Павлович | PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE COVERING OF WAYS, LOCKERS (OPTIONS) AND REINFORCED CONCRETE PLATES FOR HIM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100655861B1 (en) | Sleeper fixing system for railway - bridge | |
| Kaewunruen | Acoustic and dynamic characteristics of a complex urban turnout using fibre-reinforced foamed urethane (FFU) bearers | |
| Kaewunruen | Effectiveness of using elastomeric pads to mitigate impact vibration at an urban turnout crossing | |
| Giannakos | Deflection of a railway reinforced concrete slab track: Comparing the theoretical results with experimental measurements | |
| KR101399839B1 (en) | Transition track structure of railway bridge deck end and Construction method | |
| Giannakos et al. | Transition zone between ballastless and ballasted track: influence of changing stiffness on acting forces | |
| RU2817708C1 (en) | Superstructure of a railway track with continuous rail support | |
| KR101272472B1 (en) | Low-vibration Railroad Bridge of Elastic Resin Fixing Method | |
| KR20100137509A (en) | Fixed track for rail-bound vehicles on a bridge | |
| Giannakos | Influence of rail pad stiffness on track stressing, life-cycle and noise emission | |
| Bezgin | An insight into design of prefabricated and prestressed concrete monoblock railway ties for service loads | |
| KR101161628B1 (en) | Girde railway bridge having rail fastener | |
| RU2328569C1 (en) | Railway track for tunnels | |
| CN109235151A (en) | Elastic long sleeper buried-type ballastless track structure on a kind of Railway Steel Truss Girder Bridges | |
| RU112203U1 (en) | UPPER WAY DEVICE | |
| RU2415987C2 (en) | Track for bridges and tunnels | |
| CN209975275U (en) | Elastic support line structure for high-speed magnetic levitation track traffic | |
| KR20020033337A (en) | Non sleeper track apparatus of railroad | |
| Hess | Rail expansion joints–the underestimated track work material? | |
| KR200236034Y1 (en) | crossway resisting power reinforcement device for a sleeper of railroad | |
| Matsumoto et al. | Some experiences on track-bridge interaction in Japan | |
| RU86956U1 (en) | RAIL STAPLE WITH RAILWAY RAILWAY | |
| JP2014163150A (en) | Through girder | |
| EP4352303A1 (en) | Bridging structure for supporting at least one rail of a railroad track in the area of a construction joint and railroad structure with such a bridging structure | |
| Lund et al. | Transition Zones between Ballasted and Ballast less Tracks |