SK29995A3 - Track for track transport and method for hardening of tracks - Google Patents

Description

Cielom predloženého vynálezu je kolaj pre kolajovú dopravu, ako aj spôsob pre jej spevnenie, ktorý dovoluje vybudovať kolaj na málo nosných pôdnych vrstvách, pričom nie sú potrebné nijaké mostné konštrukcie a impulzné zaťaženia v podloží sa velkoplošne utlmujú a do neho napäťovo rozložené vnikajú. Ďalšia úloha predloženého vynálezu spočíva v spevnení jestvujúcej kolaje pre vyššie zaťaženia so zvlášť nízkymi nákladmi, pričom jestvujúca paralelne prebiehajúca kolaj sa môže ďalej používať pre dopravné účely.

Kolaj pre kolajovú dopravu podlá vynálezu s najmenej dvomi kolajnicami pre dopravný prostriedok, ktoré sú spojené s nosnými telesami, napr. podvalmi, nosnými doskami alebo pod. kolajového zvršku a tento leží na násypovom telese a na ochranných vrstvách na množstve hlavicových dosiek a/alebo hlavicových rozšíreniach hlbokozákladových prvkov, ktoré sú usporiadané v podloží, pričom vrstvy podložia, napr. rašeli3 nové pôdy, piesčitá pôda, násypy, obklopujúce hlbokozákladové prvky majú malú nosnost je charakterizovaná v podstate tým, že na hlavicových niach leží spojovacie vrstvami a najmenej doskách a/alebo hlavicových rozsíreteleso s najmenej dvomi ochrannými s jedným spojovacím prostriedkom a/alebo s najmenej jednou ochrannou vrstvou spevnenou zrnitou zmesou. Prostredníctvom koľajového zvršku, buď so štrkom alebo bez, sa dynamický impulzný silový účinok prenáša na násypové teleso. Impulzné zaťaženie, ktoré pôsobí prostredníctvom kolies na koľajnice a tým na koľajový zvršok, sa potom tlmí násypovým telesom, pričom sa cez spojovacie teleso, ktoré je zosilnené najmenej dvomi ochrannými vrstvami, prenášajú impulzy na množstvo hlavicových dosiek a cez spevnené vrstvy zo zrnitej zmesi sa silové maximá miestne prenášajú na množstvo hlavicových dosiek, ktoré zase zaťažujú hlbokozákladové prvky. Hlbokozákladové prvky odovzdávajú potom privádzané sily tak cez konce ako aj pozdĺž svojich obalov na podložie. Ako hlbokozákladové prvky sa môžu použiť vŕtané pilóty, kýzové pilóty, štrkové stĺpy, vápnité pilóty ako aj cementové pilóty (miešané na mieste), betónové pilóty, štrbinové stenové prvky, stĺpy vyhotovené vysokotlakou injektážou (jetgrouting), alebo pod. Tým že spojovacie teleso má najmenej dve ochranné vrstvy, môže byt na pilóty ďalej prenášané zvlášť dobré tlmenie dynamického impulzného zaťaženia násypového telesa pri vyrovnaní silových maxím. Ďalej sa tým môže obzvlášť účinne zabrániť, rozložením síl, preťaženiu jednotlivých pilót, pretože je tu sendvičová štruktúra, ktorá vplýva na silu prenášajúce zosilnenie pričom je možné zvlášť účinné rozloženie sily pri zvlášť nízkych stavebných nákladoch.

Ak sa hlbokozákladové prvky koľaje pre koľajovú dopravu zabarania do podložia, potom sa môžu tieto použiť aj v nehomogénnej pôde, pričom stanovenie nosnosti jednej pilóty, alebo pod. je možné zvlášť presne zistiť pomocou odporu pri baranení. Nosnost pôdy sa ďalej zlepší jej zhutnením.

Ak sa hlavicové dosky spoja s hlbokozákladovými prvkami, potom sa môže ovplyvniť, pomocou polohovania hlavicovéj dosky podlá nosnosti podložia, dynamické samoregulačné prevedenie síl z telesa násypu do hlbokozákladových prvkov.

Ak sa hlavicová doska vybuduje zo železobetónu, potom sa môže na základe nosnosti hmoty stlmiť prenášanie impulzov, pričom sa súčasne zvlášť dobre vyhovie požiadavkám na požadovanú tlakovú pevnosť a zohladňujú sa náhodné ťahové zaťaženia ocelovým armovaním.

Ak hlbokozákladový prvok je dutá pilóta a jej dutý priestor je aspoň čiastočne zaplnený maltou, obzvlášť hydraulickou maltou a pilóta je aspoň čiastočne obklopená maltou, potom môže sa zvýšiť na jednej strane trecí odpor medzi pilótou a podložím a na druhej strane je možné volbou malty zvlášť dobre znížiť korozívne namáhanie pilóty.

Ak je medzi hlavicovými doskami aspoň v ich hrúbke zhutnená zrnitá zmes, napr. prsť, potom je možné zvlášť rovnomerné prenesenie síl cez zosilnenú pôdnu vrstvu, takže nevzniknú nijaké previsy medzi hlavicovými doskami.

Ak je spevnená zrnitá zmes spevnená hydraulickým pojivom, najmä cementom, potom vzniká možnosť zvýšenia pevnosti miestnej pôdy, napríklad z odbúraného železničného násypového telesa, pridaním pojiva.

Ak je najmenej jedna ochranná vrstva napr. rúno, tkanina, mrežovina, sieť, vytvorená z polyolefínových umelých hmôt, najmä z polypropylénu, potom je táto nie len chemicky odolná, ale má aj obzvlášť dobré mechanické vlastnosti.

Ak sú ploché ochranné vrstvy vzájomne spojené, najmä zvarené, vytvorí sa ochranná pokrývajúca množstvo hlavicových dosiek alebo pod., čo má za následok veľkoplošnú silovú nosnosť, pričom sú silové maximá, prenášané prostredníctvom veľkej plochy na množstvo napr. hlavicových dosiek a tým na pilóty.

Ak leží ochranná vrstva priamo na hlavicových doskách príp. hlavicových rozšíreniach a nesie elastickú vyrovnávaciu vrstvu, napr. z piesku, do ktorej sa prevádza sila cez spevnenú pôdnu vrstvu na hlbokozákladové prvky, potom je zabezpečená štruktúra, ktorá na jednej strane umožňuje priamy prenos sily na hlavicové dosky alebo pod. a tým na pilóty, pričom na druhej strane sa rozdelia silové maximá prostredníctvom pružnej vyrovnávacej vrstvy, takže sa obzvlášť jednoducho zabráni miestnemu poškodeniu ochrannej vrstvy.

Ak sú pilóty vytvorené z liatiny so zrnitým grafitom, môžu sa použiť konštrukčné prvky, ktoré majú dobré korózne vlastnosti, pričom súčasne zodpovedajúca hrúbka steny môže byť taká, aby dovoľovala prenos sily aj pri pokročilej korózii a zrnitý grafit zabezpečuje, že požadované zaťaženie je možné pri krátkodobé účinkujúcich impulzoch bez zničenia pilót.

Ak sú pilóty vytvorené z čiastkových kusov, ktoré vzájomne do seba zasahujú púzdrovými a zúženými koncami, potom sa môžu zaraziť do podložia ľubovoľne dlhé pilóty, pričom spojenie je možné buď zaklinovaním zúženého konca do púzdrového konca alebo zaskrutkovaním. Rozšírenie pôdy puzdrom umožňuje ľahšie vniknutie nasledujúceho zúženého konca pilóty, takže je zabezpečené dobré spojenie medzi púzdrovým koncom a zúženým koncom.

Okrem hlavicovej dosky alebo namiesto nej môžu byť rozšírené pilóty, pričom je možné dosiahnuť znížené stavebné náklady.

Ak má spojovacie teleso nad spevnenou zrnitou zmesou ďalšiu vrstvu so zrnitou zmesou so zníženou tlakovou pevnosťou, ako má spevnená zrnitá zmes, potom vznikne štruktúra, ktorá umožňuje zvlášť výhodné rozloženie síl, pričom tlakové maximá sa môžu rozložiť a odviesť na vrstvy s rôznou pevnosťou a uplatňuje sa pritom zvlášť výhodný účinok spojovacieho telesa ako dynamicky tlmiaceho sendvičového prvku.

Ak má spojovacie teleso hornú a dolnú ochrannú vrstvu z geoumelých látok, ktoré obklopujú spojovacie teleso a sú vzájomne silové spojené vo smere svahu násypového telesa, potom môže sendvičové teleso preberať zvlášť výhodne tiež priečne sily, takže ovplyvňuje nie len silový účinok vo zvislom smere, ale aj stabilizovanie vo vodorovnom smere.

Ak sa koľajnice premietajú na hlavicové dosky, obzvlášť pilóty v smere tiažovej sily, potom sa dosiahne zvlášť nízke momentové zaťaženie hlavicových dosiek, príp. pilót, takže aj pri veľkom zaťažení zosilnených vrstiev pôdy príp. ochranných vrstiev nenastane ich predčasné zničenie.

Spôsob spevnenie koľají podľa vynálezu s najmenej dvomi jazdnými dráhami s najmenej dvomi koľajnicami, pričom medzi dvomi jazdnými dráhami sa vsadí štetová stena zakotvená proti priečnemu posuvu, koľajový zvršok a časť násypu prvej jazdnej dráhy sa najmenej čiastočne odbúra a znova vytvorí, spočívajúci v podstate v tom, že po odbúraní časti násypu sa zarazia, najmä zabarania (zatlčú pomocou barana) do podložia pilóty, pričom počas zarážania sa cez dutý priestor pilót vtláča do podložia malta, na hlavicový koniec pilót sa položia hlavicové dosky a medzi nimi sa pôda zhutní a umiestni sa ploché spojovacie teleso s najmenej dvomi ochrannými vrstvami a aspoň s jednou vrstvou spevnenou spojovacím prostriedkom a/alebo aspoň jednou so zrnitej zmesi pozostávajúcou ochrannou vrstvou, na ktorú sa umiestni násypové teleso a koľajový zvršok, načo sa štetová stena znovu zakotví a druhá jazdná dráha sa odbúra a vybuduje sa spôsobom ako prvá jazdná dráha a potom sa štetová stena (16) vytiahne.

Takýmto postupom sa zabezpečí, že napriek tesne susediacim jazdným dráham nevznikne nijaké podstatné ovplyvnenie zostávajúcej jazdnej dráhy, pretože následkom zarazených pilót do podložia nenastane jeho zoslabenie, ale zosilnenie, pričom sa jednoduchým spôsobom podoprie štetová stena nie len vo smere kotevných tiahel, ale aj proti nim. Postupným umiestnením hlavicových dosiek, plochých ochranných vrstiev a spojovacích telies je možné rýchle vybudovanie koľajových tratí, pričom je zvlášť jednoducho možné recyklovanie odobratého materiálu zo železničného násypu primiešaním spojovacieho materiálu do zrnitej zmesi. Štetová stena ako taká má pri vysokej schopnosti prenosu sily malý nárok na miesto a jej usadenie je možné s nízkym strojovým nákladom.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález objasňujú obrázky, ktoré znázorňujú:

Obr.l. prierez železničným násypom,

Obr.2 usporiadanie pilót v pôdoryse

Obr.3 duktilná pilota

Na obr.l je znázornená na pravej strane železničného násypového telesa pôvodná daná koncepcia a na lavej strane spevnený tvar vyhotovenia železničného násypového telesa. Prierez železničného násypového telesa je v priamej železničnej koľaji, pričom oba účinné prierezy obrysu vagóna la 2 symbolizujú dve rozdielne jazdné dráhy dopravného prostriedku. Každá jazdná dráha 3_, 4. má dve koľajnice 5, ktoré sú rozoberateľné spojené podvalmi 6. Tieto podvaly .6 sú uložené v štrkovom lôžku 7 s veľkosťou zrna od 25 mm do

mm. Pod štrkovým lôžkom je násypové teleso 8, ktoré je vybudované z miestnej zrnitej zmesi a má hornú ochrannú vrstvu odolnú proti mrazu. Pod násypovým telesom (8) je ochranná vrstva 9 a to polypropylénová tkanina s odolnosťou proti roztrhnutiu 100 kN/m. Stredná vzdialenosť hornej hrany koľajnice od polypropylénovej tkaniny je medzi 1,0 až 1,3 m. Pod polypropylénovou tkaninou 9 je zrnitá zmes 10 , ktorá je vytvorená z recyklovaného piesčitého materiálu. Hrúbka tejto zhutnenej vrstvy je 40 cm až 50 cm a nemá nijakú meratelnú axiálnu tlakovú pevnosť. Pod touto vrstvou 10 je vrstva 11 zo spevnenej zrnitej zmesi, ktorá je stabilizovaná cementom, pričom tlaková pevnosť meraná na valcovom telese, ktorého pomer výšky k priemeru je 2:1 je medzi 1 MN/m² a 2 MN/m² po 28 dňoch, merané podlá DIN 18.136. Miesto cementového spevnenia môže byť ďalšia ochranná vrstva. Pod touto vrstvou 11 s hrúbkou 25 cm je vrstva 12 s hrúbkou 5 cm z piesku, ktorá leží na ďalšej polypropylénovej tkanine 13 s pevnosťou proti roztrhnutiu 100 kN/m. Obe vrstvy sa v predloženom príklade najprv spoločne nanesú a potom sa horná vrstva s hrúbkou 25 cm spevní na mieste zamiešaním cementu. Táto polypropylénová tkanina leží na hlavicových doskách 14 zo železobetónu s rozmermi 100x125x25 cm. Medzi hlavicovými doskami je zhutnená zrnitá zmes, a to pôda 15. Medzi oboma jazdnými dráhami 2,4 sa zarazí štetová stena 16, ktorá je polohové fixovaná kotevnými doskami 17 a kotvami 18., takže podlá obr.l lavá strana pôvodného železničného násypu sa môže odbúrať a môže sa uskutočniť riešenie podľa vynálezu.

Ochranné vrstvy 9 a 13 sa môžu vo smere násypového svahu A, ako je čiarkované znázornené, vzájomne zviazať, takže sa dosiahne vankúšový účinok vrstvového telesa, ktoré môže zvlášť dobre preberať rozpieracie sily.

Hlavicové dosky sa rozložia podlá obr.2, pričom rady hlavicových dosiek 14 sú usporiadané tak, že hlavicové doska a obzvlášť pilóty sa nachádzajú pod koľajnicami 5. Stredná vzájomná vzdialenosť pilót vo smere jazdy je 225 cm a priečne na smer jazdy 190 cm, príp. 185 cm a od stetovej steny 16 95 cm.

Pilóty 19 sú, ako je to na obr.3 zvlášť jasne viditeľné, vybudované z jednotlivých vysúvacích dielov 19a a 19b a prechádzajú cez pôdne vrstvy 20,21.,.22 a 23 (obr.l) s rôznymi nosnosťami, ako vápenito-piesočná pôda, pieskové vrstvy a podobne. Počas usadzovania pilót sa vykonáva zatlačenie s cementovou maltou, takže pilóty, ako je to znázornené na pravej pilóte, sú zvonka obklopené vrstvou 24 , z malty a z podložia zmiešaného s maltou (obr.21) čím je účinný prierez pilót väčší ako jej geometrický prierez.

Ako je to znázornené na obr.3, majú rúry 19a a 19b zúžený koniec 25 a púzdrový koniec 26. Zúžený koniec 25 sa zasunie do púzrového konca 26, takže jednotlivé časti pilót sa počas usadzovania pilót zaklinujú. Pilóty majú spravidla dĺžku 5 m. Vonkajší priemer pilóty je 118 mm, kým hrúbka steny je 8,5 mm. Na dolnom konci je uzatváracia zátka 27, ktorá zabezpečuje, že malta zavedená do vnútra rúry počas usadzovania pilót môže vychádzať cez otvory 28 a môže sa tým zmiešať s pôdou okolo pilót, čím účinná plocha pilót sa značne zväčšé. Súčasne môže takáto malta značne zlepšiť korózne podmienky liatiny.

Pri spevňovaní koíaje sa postupuje tak, že medzi dve jazdné dráhy sa zarazí štetová stena 16., ktorá sa potom polohu j e kotvami 18 a kotvovými doskami 17. Potom sa odstráni koíajový zvršok, štrkové lôžko a násypové teleso a v prípade potreby časť podložia. Na tejto výkopovej ploche sa položí tkanina (neznázornená na obraze). Na ňu príde zhutnená vrstva štrku, aby sa dosiahla pracovná rovina. Následný krok je postupné usadzovanie pilót, pričom sa na usadené pilóty nasadia hlavicové dosky. Medzi hlavicové dosky sa nanesie pôda a zhutní sa. Potom sa položí polypropylénová tkanina 13, ktorá sa pokryje piesčitou vrstvou s hrúbkou 30 cm. Horná oblasť s hrúbkou 25 cm sa zmieša 5% cementu za pridania vody. Na túto vrstvu sa nanesie ďalšia vrstva piesčitého recyklovaného materiálu s hrúbkou 40 cm, na ktorú sa položí ďalšia tkanina 9 z polypropylénu. Na túto tkaninu sa potom nasype násypové teleso a naň štrkové lôžko s koľajovým zvrškom.

Koľajový zvršok môže byť buď s bezštrkovým zvrškom alebo so štrkovým zvrškom. Vrstva 11 môže pritom prípadne pozostávať z chudobného betónu. Miesto tkanín sa môžu použiť tiež tkanivo, mrežovina, sieť alebo iné geoumelé látky s analogickými pevnostnými a tvarovateľnými vlastnosťami.

Hoci zabaranené pilóty sú zvlášť vhodné, môžu sa tiež použiť vŕtané pilóty, kýzové pilóty, maltované štrkové stĺpy, betónové stĺpy, štrbinové stenové prvky, stĺpy vyhotovené pomocou vysokotlakovej injektáže (jetgrouting), vápnité pilóty ako aj cementové pilóty (miešané na mieste) ako hlbokozakladové prvky.

Claims (16)

1. Kolaje pre koľajovú dopravu s najmenej dvomi koľajnicami (5) pre dopravný prostriedok, ktoré sú spojené s nosnými telesami (6), napr.podvalmi, nosnými doskami alebo pod. koľajového zvršku a tento leží na násypovom telese (8) a ochranných vrstvách (13) na množstve hlavicových dosiek (14) a/alebo hlavicových rozšíreniach hlbokozákladových prvkov (19), ktoré sú v podloží, pričom vrstvy podložia (20,21,22,23), napr. rašelinové pôdy, piesčitá pôda, násypy, obklopujúce hlbokozákladové prvky (19) majú malú nosnosť, vyznačené tým, že na hlavicových doskách (14) a/alebo hlavicových rozšíreniach leží spojovacie teleso s najmenej dvomi ochrannými vrstvami (9,13) a najmenej s pojivom a/alebo s najmenej jednou so zrnitou zmesou (11) spevnenou ochrannou vrstvou.

2. Koľaj pre koľajovú dopravu podľa nároku 1, vyzná č e n á t ý m, že hlbokozákladové prvky (19) sú zatlčené do podložia.

3. Koľaj pre koľajovú dopravu podľa nároku 1, alebo 2, vyznačená tým, že hlavicová doska (14) je spojená s hlbokozákladovým prvkom (19).

4. Koľaj pre koľajovú dopravu podľa jedného z nárokov 1,2 alebo 3,vyznačená tým, že hlavicové dosky sú vybudované zo železobetónu.

5. Koľaj pre koľajou vedenú dopravu podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačená tým, že hlbokozákladový prvok (19) je dutá pilóta a jej dutý priestor je aspoň čiastočne zaplnený maltou, obzvlášť hydraulickou maltou a pilóta je aspoň čiastočne obklopená maltou.

6. Koľaj pre koľajovú dopravu podľa jedného z nárokov laž 5,vyznačená tým, že medzi hlavicovými doskami (14) aspoň v ich hrúbke je zhutnenená zrnitá zmes (15).

7. Koľaj pre koľajovú dopravu podľa jedného z nárokov laž6, vyznačená tým, že spevnená zrnitá zmes (11) je spevnená hydraulickým pojivom najmä cementom.

8. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov laž 7,vyznačená tým, že je aspoň jedna ochranná vrstva (9,13), napr. rúno, tkanina, mrežovina, siet je tvorená z polyofelínových umelých hmôt, najmä z polypropylénu.

9. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov laž 8, vyznačená tým, že plché ochranné vrstvy (9,13) sú vzájomne spojené, najmä zvarené, čím sa vytvorí ochranná vrstva viacnásobne prečnievajúca cez hlavicové dosky (14) príp. rozšírenia.

10. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov 1 až 9, vyznačená tým, že ochranná vrstva (13) leží priamo na hlavicových doskách príp. rozšíreniach (14) a nesie elastickú vyrovnávaciu vrstvu (12), napr. piesok, do ktorej sa prevádza sila cez spevnenú zrnitú zmes (11) na hlbokozákladové prvky (19).

11. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov 1 až 10, vyznače nátým, že pilóty sú vytvorené zo zliatiny so zrnitým grafitom.

12. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov laž 11,vyznačená tým, že hlbokozákladové elementy (19) sú vytvorené z čiastkových kusov (19a,19b), ktoré vzájomne do seba zasahujú púzdrovými a zúženými koncami.

13. Kolaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov 1 až 12, vyznačená tým, že spojovacie teleso má nad spevnenou zrnitou zmesou (11) má ďalšiu vrstvu (10) so zrnitou zmesou s nižšou tlakovou pevnosťou ako má spevnená zrnitá zmes (11).

14. Koľaj pre kolajovú dopravu, podľa jedného z nárokov laz 13,vyznačená tým, že spojovacie teleso má hornú a dolnú ochrannú vrstvu (9,13) z geoumelých hmôt, ktoré obklopujú spojovavcie teleso a sú vzájomne silové spojené vo smere násypového svahu (A) .

15. Koľaj pre koľajovú dopravu, podľa jedného z nárokov 1 až 14, vyznačená tým, že koľajnice (5) sá premietajú na hlavicové dosky (14), obzvlášť na pilóty vo smere tiažovej sily.

16. Spôsob spevnená koľají podľa jedného z nárokov 1 až 15, s najmenej dvomi jazdnými dráhami s najmenej dvomi koľajnicami (5), pričom medzi dvomi jazdnými dráhami sa vsadí štetová stena (16) zakotvená proti priečnemu posuvu, koľajový zvršok a časť násypu prvej jazdnej dráhy sa najmenej čiastočne odbúra a znovu vytvorí, vyznačený tým, že po odbúraní časti násypu sa zarazia, najmä zabarania do podložia, pilóty, pričom počas zarážania sa cez dutý priestor pilót vtláča do podložia malta, na hlavicový koniec pilót sa položia hlavicové dosky (14) a medzi nimi sa zrnitá zmes zhutní a umiestni sa ploché spojovacie teleso s najmenej dvomi ochrannými vrstvami (9,13) a aspoň s jednou vrstvou (11) spevnenou spojovacím prostriedkom a/alebo aspoň jednou so zrnitej zmesi pozostávajúcou ochrannou vrstvou, na ktorú sa umiestni násypové teleso a koľajový zvršok, načo sa štetová stena (16) znovu zakotví a druhá jazdná dráha sa odbúra a vybuduje sa spôsobom ako prvá jazdná dráha a potom sa štetová stena (16) vytiahne.