Бетонная шпала для железнодорожного пути. Бетонная шпала

Бетонная шпала

Изобретение относится к бетонной шпале для рельсовых путей на грузонапряженных, высокоскоростных и городских участках железной дороги. Цель изобретения - оптимизация укладки и крепления рельсов. Два конца 1 бетонной шпалы в виде брусьев из полимерного бетона имеют клиновидную поверхность 14 с уклоном 1:40 к центру рельсового пути. На шпале для рельса 2 размещены подкладки 3, 4, 5, 6 из пружинящих пластин, выполненных из неэлектропроводного материала. В середине между подкладками 3, 4, либо 5, 6 подошва рельса зафиксирована с помощью направляющей пластины 7, стяжного хомута 8 и винта 9. Прорезь 10 и крепежная плоскость 11 предназначена для "анкера Нельсона". Шпала содержит полиэтиленовые дюбели и траверсы из углеродного волокна или стеклоламината для усиления шпалы. Перемычки траверс соединены с дюбелями. Конструкция шпалы равномерно воспринимает и распределяет нагрузку, действующую на нее, и устраняет помехи, вызываемые металлическими элементами в железнодорожных электросистемах. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s Е 01 В 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

10 (21) 4202691/11 (22) 08.06.87 (31) P 361917.4 (32) 10.06.86 (33) 0Е (46) 30.07.91. Бюл, М 28 (71) Штальверке Пайне-Зальцгиттер АГ (DE) (72) Гюнтер Фастердинг и Юрген Френцель (О Е) (53) 625.142.44 (088.8) (56) Патент СССР М 727156, кл. Е 01 В 3/00, 1977. (54) БЕТОННАЯ ШПАЛА (57) Изобретение относится к бетонной шпале для рельсовых путем на грузонапряженных, высокоскоростных и городских участках железной дороги. Цель изобретения вЂ” оптимизация укладки и крепления рельсов. Два конца 1 бетонной шпалы в виде брусьев из полимерного бетона имеют

„„Я „„1667635 АЗ клиновидную поверхность 14 с уклоном 1:40 к центру рельсового пути. На шпале для рельса 2 размещены подкладки 3, 4, 5, 6 иэ пружинных пластин, выполненных из неэлектропроводного материала. B середине между подкладками 3, 4, либо 5, 6 подошва рельса зафиксирована с помощью направляющей пластины 7, стяжного хомута 8 и винта 9. Прорезь 10 и крепежная плоскость

11 предназначена для "анкеаа Нельсона".

Шпала содержит полиэтиленовые дюбели и траверсы из углеродного волокна или стеклоламината для усиления шпалы, Перемычки траверс соединены с дюбелями.

Конструкция шпалы равномерно воспринимает и распределяет нагрузку, действующую на нее ° и устраняет помехи, вызываемые металлическими элементами в железнодорожных электросистемах, 4 з,п.ф-лы, 3 ил, 1667635

Изобретение относится к бетонной шпале для рельсовых путей на груэонапряженных, высокоскоростных и городских участках железной дороги, Цель изобретения- оптимизация укладки и крепления рельсов.

На фиг. 1 показан раздвоенный конец шпалы, вид сверху; на фиг. 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” бетонная шпала, разрез.

Два конца 1 бетонной шпалы в виде брусьев иэ полимерного бетона имеют клиновидную поверхность с уклоном 1:40 к центру рельсового пути, На шпале для рельса 2 размещены подкладки 3-6 из пружинящих пластин, выполненных иэ неэлектропроводного материала. Расстояние между центрами подкладок 4 и 5 составляет 600 мм, расстояние между центрами подкладок 3 и

4 либо 5 и 6 вЂ” 170 мм. В середине между подкладками 3 и 4 либо 5 и 6 подошва рельса зафиксирована с помощью найравляющей пластины 7, стяжного хомута 8 и винта 9.

Прорезь 10 и крепежная плоскость 11 предназначены для "анкера Нельсона" 12.

При этом подошвы 13 рельсов через пластины упруго закреплены на. клиновидной по верхности 14 шпалы. "Анкер Нельсона" затянут гайкой 15. Направляющая пластина

7 одним своим краем взаимодействует с наклонной поверхностью 16. Шпала содержит полиэтиленовые дюбели 17. На фиг. 3 показан конец шпалы с залитой траверсой 18 из углеродного волокна для усиления подрельсовой зоны. а другой конец шпалы, как вариант, содержит перемычку 19 иэ стеклоламината траверсы 20. Перемычка 19 траверсы 20 соединена с полиэтиленовыми дюбелями 17. Предварительно "анкер Нельсона" приваривается к полосовой стали 21 в асфальтовом основании 22. Анкер затягивается гайкой 15 через шайбу 23 к плоскости

11. Перемычки размещены вдоль всей шпалы,и заканчиваются на плече 24 отверстием для "ан кера Н ел ьсо на".

LLI кала работает следующим образом.

Двойное налегание рельса на нормальную бетонную поперечную шпалу в виде бруса с промежуточным креплением подо.швы 13 рельса 2 дает оптимальную фиксацию рельса в трех точках. Чем больше расстояние между подкладками на концах шпалы, тем более благоприятным является распределение напряжения в рельсе и шпале при нагрузке. В идеальном случае расстояние между подкладками 3 и 4 или 5 и 6 всех шпал должно быть постоянным, однако это приводит к слишком большому расходу шпал. Промежуточное решение с расстоянием между подкладками на шпалах, составляющим более 20o расстояния до подкладки на соседней шпале, уже обеспечивает значительное уменьшение напряжения в рельсе. Расстояние между подкладками ограничено шириной шпалы и, следовательно, увеличением ее веса, а также повышением опасности разрушения шпалы при увеличенном плече рычага до оси шпалы, Проблемы массы решает У-образная форма бетонной шпалы, при которой экономится примерно 20% массы бетона на единицу длины укладываемого рельса.

Применение бетонной шпалы согласно изобретению с двумя или более рельсовыми подкладками целесообразно не более груэонапряженных железобетонных участках, каковыми являются городская железная дорога, высокоскоростные участки и участки для тяжеловесных поездов. Несмотря на общую упругость рельсового пути элемент неподвижной опоры предохраняет рельс от поломки в результате скручивания и изгиба.

Это достигается, во-первых, распределением нагрузки на шпалу в трех точках на каждом конце шпалы. и, во-вторых. применением известного полимерного бетона из коллоидного цемента с 4-10 добавкой полимеров, таких как поливинилацетат.

Можно использовать также бетонную шпалу с рубленными или слоистыми GFK (углеродными)-волокнами, Технологические свойства этих комбинированных материалов лучше, чем свойства простого или предварительно напряженного бетона. B случае необходимости участки шпал, наиболее подверженные нагрузке, могут быть усилены смесью комбинированных веществ или добавлением длинноволокнистых углеродных волокон или стекла волокна. Это усиление имеет то преимущество, что при нем исключается электропроводный материал, который может создавать помехи в сигнальных системах с рельсовой электрической цепью вследствие индукции или возникновения электрической цепи (образование электролита при дожде между рельсом и шпалой, или усилением шпалы). Таким же образом системой шпал можно исключить влияние магнитного поля, образуемого транспортным средством с приводом постоянноготока. Для повышения сопротивления сдвигу, в особенности на асфальтовом основании, бетонные шпалы могут быть связаны с основанием с помощью, так называемых, "анкеров Нельсона" 12. Это увеличиваетжесткость шпалы как рельсовой опоры. Усиление шпалы в наиболее нагруженных точках с помощью соединения дюбелей 17, предназначенных для натяжения анкеров, например, шпальных винтов 9, и залитых в бетон в виде мостика иэ искусственного ма1667635 териала или волокнистого жгута, может осуществляться соединением винтовых дюбелей на рельсе с бдной траверсой, соединением дюбелей, находящихся на внутренней стороне рельса, и соединением всех дюбелей с креплением в виде "анкера

Нельсона". В усиление может быть включена зона крепления "анкера Нельсона".

Формула изобретения

1. Бетонная шпала с концами в виде брусьев и отношением ширины к высоте менее чем 2:1, содержащая подкладки и анкерные крепления подошвы рельсов, о тл ича ю щая с я тем, что, с цельюоптимизации укладки и крепления рельсов, на каждом конце шпалы расположены по меньшей мере две подкладки, размещенные по обе стороны от натяжного анкера для крепления подошвы рельса, при этом тело шпалы в зонах крепления выполнено с армированием из неэлектропроводного материала.

5 2. Шпала по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена У-образной формы в плане, 3. Шпала по и, 2, отличающаяся тем, что расстояние между центрами сосед10 них подкладок в 0,2 раза больше расстояния между центрами смежных внутренних подкладок раздвоенного конца шпалы.

4. Шпала по пп. 1-3, отл и ч а ю ща яс я тем, что тело шпалы выполнено из пол15 имерного или волокнистого бетона.

5, Шпала по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что армирование выполнено из углеродного и/или стойкого против омыления стекловолокна.

Составитель А.Петрухин

Редактор М. Недолуженко Техред М. Морге нтал Корректор T. Колб

Заказ 2536 Тираж 342 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

www.findpatent.ru

Бетонная шпала и способ ее изготовления

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Бетонная шпала снабжена бетонным телом (12), которое имеет нижнюю сторону (14). Однослойная или многослойная пластиковая плита (18) расположена на нижней стороне (14) бетонного тела (12) посредством слоя (16) волокон с неориентированным расположением. Слой имеет волокна, которые соединены с пластиковой плитой (18) и/или утоплены в бетонное тело (12). Слой (16) волокон с неориентированным расположением имеет волокна с диаметром от 15 мкм до 50 мкм и плотностью от 20 до 200 волокон на каждый квадратный миллиметр, и примерно от 20% до 60% волокон выполнены с утопленными в бетонное тело (12) свободными концами. Утопленные участки других волокон выполнены в виде петель. Примерно от 10% до 60% утопленных в бетонное тело (12) свободных концов изогнуты относительно нижней стороны (14) бетонного тела (12) на величину от 30° до 90°. Достигается простота изготовления шпалы, надёжность и простота крепления пластиковой подошвы с бетонным телом. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к бетонной шпале с нанесенной на нее снизу структурой с неориентированным расположением волокон и способу изготовления подобной бетонной шпалы.

В известных композитных системах из структур текстильных волокон и бетона, таких как, например, подошвы шпал из предварительно напряженного бетона или же бетона, известны решения, в которых волокна соединяются с бетонными конструкциями с силовым замыканием.

Согласно ЕР-В-1298252, например, эластичные пластиковые слои фиксируются на нижней стороне шпал посредством слоя волокон с неориентированным расположением таким образом, что текстильный слой волокон с неориентированным расположением как приклеен или приварен в пластиковый слой или на пластиковый слой, так и соединяется с бетоном за счет включения волокон в цементный раствор или отдельно наносимого композитного материала, например клея. В качестве слоев волокон с неориентированным расположением для соединения между названными в качестве примера шпалами и эластичной подошвой шпалы используются, например, геотекстильные или же нетканые материалы.

Множество известных нетканых материалов и также другие соединительные среды, например геотекстильные нетканые материалы, имеют только ограниченные свойства обеспечивающих силовое замыкание, неограниченно осуществляющих функциональность соединения нанесений.

Пластиковые сплетения с жесткими структурами волокон могут, например, не так интенсивно смещать минеральные структуры в свежем бетоне, что все соединительные структуры полностью включаются в бетон. Между соединительной средой и бетоном возникают дефекты, которые, например, ухудшают заданные эластичные характеристики, при поступлении воды приводят к эффектам всасывания и нарушают структурное состояние бетона.

Задачей изобретения является разработка бетонной шпалы с расположенной с нижней стороны пластиковой подошвой, которая может быть просто изготовлена, а ее пластиковая подошва надежно механически соединена с бетонным телом бетонной шпалы, а также способа изготовления такой бетонной шпалы.

Для решения этой задачи изобретение предлагает бетонную шпалу с расположенной с нижней стороны пластиковой подошвой, которая снабжена: бетонным телом, которое имеет нижнюю сторону, и пластиковой плитой, которая расположена на нижней стороне бетонного тела, при этом однослойная или многослойная пластиковая плита соединена с бетонным слоем посредством слоя волокон с неориентированным расположением, который имеет волокна, которые соединены с пластиковой плитой и/или утоплены в бетонное тело.

В случае этой бетонной шпалы согласно изобретению предусмотрено,

что слой волокон с неориентированным расположением имеет волокна диаметром 15 мкм - 50 мкм с плотностью 20-200 волокон на квадратный миллиметр и

что примерно от 20% до 60% волокон выполнены с утопленными в бетонное тело свободными концами, и утопленные участки других волокон выполнены в виде петель, при этом примерно от 10% до 60% утопленных в бетон свободных концов волокон изогнуты относительно нижней стороны бетонного тела на величину от 30° до 90°.

Согласно изобретению волокна имеют по существу круглое или эллипсоидное поперечное сечение, при этом соотношение сторон эллипса составляет не более чем 1:2.

Согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения волокна являются химически сродными использованным для бетонного тела при его изготовлении компонентам.

Было установлено, что известные нетканые материалы и подобные нетканым материалы из волокон с неориентированным расположением, такие как, например, фетр (изготовленный посредством иглопрокалывания, аппретирования, прохождения волокон и форм волокон), только условно подходят для того, чтобы самостоятельно схватываться свежим бетоном за счет возникающего в процессе отвердевания бетона подсоса гидратации таким образом, что обеспечивается нанесение согласно требованиям.

В случае изобретения для изготовления бетонной шпалы с расположенной с нижней стороны пластиковой подошвой в качестве механического соединения между двумя этими элементами используется имеющий специальные волокна слой волокон с неориентированным расположением, благодаря чему концы волокон в результате подсоса гидратации бетона при его затвердевании попадают в капиллярные и/или гелевые поры бетона и в затвердевшем состоянии бетона удерживаются в нем. При этом слой волокон с неориентированным расположением с его обращенной от нижней стороны бетонной шпалы стороны может быть соединен с однослойной или многослойной пластиковой плитой, а именно либо до, либо после соединения слоя волокон с неориентированным расположением с бетонным телом.

Кроме того, изобретение предлагает бетонную шпалу, которая изготовлена согласно указанному выше способу и, предпочтительным образом, имеет в качестве подошвы с нижней стороны прочно соединенную механическим способом с волокнистым слоем пластиковую плиту.

Исходя из знания, что свежий бетон при определяемых условиях рецептуры и обработки создает подсос гидратации, согласно изобретению слой волокон с неориентированным расположением и бетон согласованы друг с другом таким образом, что подсос гидратации всасывает соединяющие волокнистые структуры в свежий бетон.

Для технического использования этого подсоса гидратации следующие бетоно-технологические, цементо-химические, текстильно-технические и специфические для нанесения критерии в их процессе воздействия определены в качестве предлагаемого решения.

Гидратация как реакция воды и цемента вызывает образование цементного камня. Некоторые из основных составных частей цемента, которые возникают при сгорании исходных веществ и в клинкерной фазе претерпевают дальнейшую модификацию, вызывают различные реакции между водой затворения и именно этими составными частями цемента.

Прежде всего, трикальциевый алюминат и трикальциевый силикат вызывают высокую скорость реакции и отверждение цементного камня. Доля сульфата кальция (гипс) влияет или же замедляет действие трикальциевого алюмината. Согласно изобретению при проверке на пригодность рецептуры бетона путем выбора сорта цемента способ следует модифицировать или же оптимизировать.

Свежий бетон из-за высокой доли трикальциевого алюмината и его взаимодействия со свойствами других составных частей клинкера (по существу с трикальциевым силикатом, дикальциевым силикатом и тетракальциевым ферритом алюмината), еще не находящегося в стадии схватывания и отвердевания свежего бетона, приобретает свойство образования мелких гидратов силиката кальция в форме волокон и пленок и малых кристаллов из гидроксида кальция.

Кроме того, при реакции алюминатов с сульфатом кальция возникают сульфатгидраты алюмината кальция в виде игольчатых трисульфатов, так называемого эттрингита.

Реакция трикальциевого алюмината с сульфатами кальция связана с увеличением объема, которое в еще не отвердевшем бетоне не имеет последствий, так как не происходит вспенивания эттрингита.

Однако увеличение объема вызывает в образующемся цементном геле и содержащихся в нем капиллярных и гелевых порах так называемый подсос гидратации.

Этот подсос гидратации, насколько известно, не используется ни в одной из известных бетонных технологий в качестве технологического преимущества. Использование подобных эффектов известно исключительно при нанесении средств дополнительной обработки при строительстве дорог с бетонным покрытием.

Согласно изобретению для целенаправленного включения волокон в поверхность свежего бетона технически и экономически используется бетонно-технологический подсос гидратации.

Гелевые поры с долей, предпочтительным образом, примерно в 25% гелевого объема и радиусом пор от 10-7 мм до 10-5 мм подходят для всасывания волокон уложенного на свежий бетон материала, если эти волокна имеют конклюдентную структуру и свойства относительно капиллярных и гелевых пор. Капиллярные и гелевые поры имеют, в общем, цилиндрическую форму и сужаются при увеличении глубины пор в так называемые бутылочные поры. Подходящие для использования подсоса гидратации волокна должны быть конклюдентными в том отношении, что согласно изобретению они могут проникать как в цилиндрическую, так и в сужающуюся часть пор. Капиллярные поры с радиусом пор, прежде всего, от 10-5 мм до 10-1 мм дополняют гелевые поры в размере пор практически без оказывающего технически невыгодное воздействие перехода.

В случае использованных на примере подошвы шпалы геотекстильных материалов используется структура волокон с неориентированным расположением из ПЭ или же ПЭТ с диаметрами волокон, прежде всего, от 20 мкм до 40 мкм. Этот диаметр волокон и использованная плотность волокон целесообразным образом от 40 до 130 нитей/мм2 обеспечивает необходимую для всасывания волокон совместимость подсоса гидратации, капиллярных и гелевых пор, диаметра волокон и плотности волокон.

В качестве дополнительных условий для эффективности самостоятельного впитывания волокон с заданной толщиной и плотностью за счет подсоса гидратации можно определить свободную длину волокон, геометрическую форму волокон и форму их поперечного сечения, а также их направление и химическое сродство к воде затворения и цементному гелю. Это касается, например, таких геотекстильных материалов или иных структур с неориентированным расположением волокон или же волокнистых материалов, которые в процессе изготовления наделяются гидрофобными свойствами или/и за счет разбрызгивания имеют несовместимое с геометрией пор гидратации, например прямоугольное, поперечное сечение.

Затем, имеющиеся для включения в бетон волокна должны иметь свободные концы в заданной доле, предпочтительным образом, от 20% до 50%. Только ограниченная доля, предпочтительным образом, менее 50% волокон должна быть выполнена в форме петли. Свободные концы волокон не должны проходить исключительно по прямой; доля, например, от 10% до 60% должна быть изогнута таким образом, что угол изгиба составляет не менее 30°, но не более 90°.

Поперечное сечение волокон должно быть округлым вплоть до эллиптического, при этом соотношение сторон эллипса должно быть не больше 1:2.

Сами волокна следует освободить от остатков изготовления волокон или трикотажных материалов, которые могут ухудшить химическое сродство к цементному клею, гелю или воде затворения. В качестве материалов для волокон могут использоваться известные пластиковые волокнистые материалы (например термопласты, такие как ПЭ и ПЭТ), металлы (металлические волокна) или также возобновляемые или же растительные сырьевые материалы.

Ниже на основании чертежа, который показывает поперечное сечение бетонной шпалы с механически закрепленной снизу посредством слоя волокон с неориентированным расположением, эластичной пластиковой плитой, пример осуществления изобретения поясняется более подробно.

На чертеже в качестве примера показана бетонная шпала 10 с армированным, слабо армированным или неармированным бетонным (сплошным) телом 12, которое на его нижней стороне имеет частично утопленный в нее слой 16 волокон с неориентированным расположением, который за счет склеивания или приваривания или иным образом механически соединен с однослойной или многослойной пластиковой плитой 18. Наличие показанного на чертеже для более наглядного представления расстояния между нижней стороной 14 бетонного тела 12 и пластиковой плитой 18 является необязательным.

В случае называемых подошвой шпалы, расположенных с нижней стороны эластичных покрытий шпал из бетона или предварительно напряженного бетона в материалы эластичного покрытия вплавляются слои волокон с неориентированным расположением с заданными свойствами волокон.

Эти слои волокон с неориентированным расположением имеют после с одной стороны примерно половинного включения в эластичные материалы не включенную, выступающую из эластичных материалов долю волокон для присоединения к бетонным шпалам.

Эта свободная доля волокон состоит из концов волокон и петель волокон. Петли волокон при прикладывании к свежему бетону находящейся в процессе изготовления бетонной шпалы обволакиваются цементным клеем и приводят к базовой прочности соединения.

С этой базовой прочностью можно достичь прочности на отрыв между бетоном и эластичным покрытием примерно от 0,3 Н/мм2 до 0,5 Н/мм2. Эти значения находятся в предельном диапазоне технических требований эксплуатирующих пути предприятий и их сводов правил.

Техническое использование подсоса гидратации для включения с силовым замыканием свободных концов волокон в свежий бетон обеспечивает прочность на отрыв более 1,5 Н/мм2 и, тем самым, позволяет обеспечивать выполнение высоких требований по качеству путей и оптимальную избыточность системы.

При диаметре волокон от прим. 25 мкм до прим. 40 мкм и плотности волокон от 40 до 130 волокон на каждый мм2 и использовании цементов с низким содержанием сульфатов кальция свободные концы волокон всасываются в образующийся эттрингит за счет подсоса гидратации. Находящийся в окружении возникающей за счет этого матрицы из волокон и цементного клея, имеющий атмосферное давление воздух только условно выступает в качестве реципиента. Имеется еще одна техническая взаимосвязь - с энергией гидратации. За счет этого также существует возможность в условиях пониженного давления воздуха (например, вакуум-бетон) наносить по этому принципу на бетонные шпалы эластичные пластики.

Выше изобретение было пояснено на примере бетонной шпалы в качестве случая применения бетонного конструктивного элемента. Само собой разумеется, что изобретение тем самым не ограничивается бетонными шпалами, а применяется везде, где бетонное тело бетонного конструктивного элемента необходимо механически соединить с пластиковой плитой.

1. Бетонная шпала с расположенной с нижней стороны пластиковой подошвой, с:- бетонным телом (12), которое имеет нижнюю сторону (14), и- пластиковой плитой (18), которая расположена на нижней стороне (14) бетонного тела (12),при этом однослойная или многослойная пластиковая плита (18) соединена с бетонным телом (12) посредством слоя (16) волокон с неориентированным расположением, который имеет волокна, которые соединены с пластиковой плитой (18) и/или утоплены в бетонное тело (12),отличающаяся тем, что- слой (16) волокон с неориентированным расположением имеет волокна с диаметром от 15 мкм до 50 мкм и плотностью от 20 до 200 волокон на каждый квадратный миллиметр, и- примерно от 20% до 60% волокон выполнены с утопленными в бетонное тело (12) свободными концами, а утопленные участки других волокон выполнены в виде петель,при этом примерно от 10% до 60% утопленных в бетонное тело (12) свободных концов изогнуты относительно нижней стороны (14) бетонного тела (12) на величину от 30° до 90°.

2. Бетонная шпала по п.1, отличающаяся тем, что волокна имеют по существу круглое или эллиптическое поперечное сечение, при этом соотношение сторон эллипса составляет не более чем 1:2.

3. Бетонная шпала по п.1 или 2, отличающаяся тем, что волокна являются химически сродными использованным для бетонного тела (12) при его изготовлении компонентам.

4. Способ изготовления бетонной шпалы (10) с присоединенным к ней с нижней стороны имеющим волокна слоем (16) волокон с неориентированным расположением, отличающийся тем, что концы волокон в результате подсоса гидратации бетона при его отвердевании попадают в капиллярные и/или гелевые поры бетона и в отвержденном состоянии бетона удерживаются в нем.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что слой (16) волокон с неориентированным расположением на его обращенной от нижней стороны (14) бетонной шпалы (10) стороне соединяют с однослойной или многослойной пластиковой плитой (18), а именно либо до, либо после соединения слоя (16) волокон с неориентированным расположением с бетонной шпалой (10).

6. Бетонная шпала с присоединенным по п.4 слоем (16) волокон с неориентированным расположением.

7. Бетонная шпала по п.6 с соединенной по п.5 со слоем (16) волокон с неориентированным расположением пластиковой плитой (18).

www.findpatent.ru

Бетонная шпала-демпфер

Изобретение относится к конструкции верхнего строения пути и предназначено для восприятия нагрузки от подвижного состава. Может быть использовано на грузонапряженных линиях железнодорожного пути в местах с продольной негомогенностью пути, в частности с меняющейся по длине жесткостью нижнего строения пути, зоной стыкования различных конструкций верхнего строения пути и др. Бетонная шпала-демпфер имеет не менее двух канавок на разных уровнях. В канавки уложены квазинепрерывные упругие тросовые кольца, сложенные в две нити и сжатые до соприкосновения. Концевые участки колец выходят из бетонного тела, охватывают основания рельсовых плетей и прижаты к ним закладными болтами. Техническим результатом является снижение динамических нагрузок на рельсы и колесные пары и снижение вибрационных нагрузок. 3 ил.

Изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, предназначено для восприятия нагрузки от подвижного состава и может быть использовано на грузонапряженных линиях железнодорожного пути в местах с продольной негомогенностью пути, в частности с меняющейся по длине жесткостью нижнего строения пути, зоной стыкования различных конструкций верхнего строения пути и др.

Известна бетонная шпала, выполненная переменного по длине сечения с деревянными вкладышами и металлическими подрельсовыми подкладками, содержащая вкладыши, установленные в продольных пазах шпалы и выполненные многослойными из слоев разноплотной древесины, разделенных эластичными упругими прокладками. Эксплуатационный ресурс данной шпалы увеличен в два раза по сравнению, например, со шпалами с короткими сменными деревянными вкладышами, так как в данной конструкции предусмотрена переустановка вкладыша путем разворота в горизонтальной плоскости на 180° и повторного использования в качестве опоры другой его части [патент РФ №2042758, МПК E01B 3/44, «Бетонная шпала», авторы Самодуров И.С. и др., опубл. 27.08.95 г., бюл. №24].

Недостатками данной конструкции являются необходимость регламентных работ по переустановке вкладышей, периодическая замена вкладышей и прокладок из-за значительной разницы в ресурсах самой шпалы и вкладышей, низкая эффективность снижения динамических нагрузок на рельсы и колесные пары (малое демпфирование в опорных узлах), недостаточный срок их службы, малое сопротивление сдвигу рельса относительно шпалы и, как следствие из этого, высокие динамические нагрузки на рельсы и колесные пары.

Известна бетонная шпала-демпфер, содержащая тело бетонной шпалы, упругие нашпальные прокладки и металлические подкладки, в теле шпалы выполнен карман, в кторый установлены подрельсовые подкладки и вкладыши в виде горизонтальных упругих пластин [Патент РФ №533340, МПК E01B 3/32, опубл. 25.10.76 г., бюл. №39].

Недостатками данной конструкции являются низкая упругость подрельсовых зон и низкая эффективность снижения динамической нагрузки на рельсы и колесные пары из-за малого демпфирования в опорных подрельсовых узлах и в теле шпалы.

Данное техническое решение авторами выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом является снижение динамических нагрузок на рельсы и колесные пары и снижение вибрационных нагрузок.

Технический результат достигается тем, что в бетонном теле шпалы-демпфера выполнено не менее двух канавок на разных уровнях, в канавки уложены квазинепрерывные упругие тросовые кольца, сложенные в две нити и сжатые до соприкосновения, концевые участки колец выходят из бетонного тела, охватывают основания рельсовых плетей и прижаты к ним закладными болтами.

Бетонная шпала-демпфер изображена на фиг.1 (продольный разрез) и фиг.2 (разрез по А-А). Бетонная шпала-демпфер состоит из бетонного тела 1 с продольными прямоугольными отверстиями 2 и 3, в которых уложены в сжатом до соприкасания виде квазинепрерывные тросовые кольца 4 и 5, концы которых прижаты закладными болтами 6 с гайками 7 и шайбами 8 к рельсам 9 через подрельсовые прокладки 10, подкладки 11 и прокладки 12 к шпале 1. Вместо прямоугольных отверстий 2 и 3 в теле шпалы 1 могут быть выполнены продольные пазы 13 и 14 (см. фиг.3).

Бетонную шпалу-демпфер собирают следующим образом: вначале изготавливают квазинепрерывные тросовые кольца, заневоливают эти кольца в специальных кондукторах и устанавливают их в прмоугольные отверстия 2 и 3 бетонной шпалы 1. Затем устанавливают на шпалу через подкладку 11 и прокладки 10 и 12 рельсы 9, используя прижимной элемент в виде петель из концов квазинепрерывных тросовых колец.

Рельсовое скрепление работает следующим образом.

Заданное усилие прижатия рельса (20 кН) обеспечивают тарированной затяжкой крепежного болта 6 за счет суммарной жесткости на изгиб пружинных клемм 4 и 5, выполненных из изогнутых в кондукторах квазинепрерывных тросовых колец. При затяжке клемм болтом 6 тросовые кольца упруго изгибаются из-за разности высот основания рельса 4 и верхней поверхности подкладки 11, что обеспечивает постоянное осевое усилие в болтовом соединении, препятствующее отворачиванию болта 6 при эксплуатации рельсового скрепления. Это мероприятие предотвращает также сползание клеммы 4 и 5 по подошве рельса 9 в сторону закладного болта, так как уже при незначительном сползании клеммы осевое усилие в болтовом соединении возрастает, что усиливает поджатие клеммы к рельсу и еще более интенсивно препятствует дальнейшему сползанию клеммы.

При движении по рельсу состава рельс 9 давит на прижимные элементы 4 и 5, увеличивая их прогиб и, тем самым, осевое усилие в крепежном болте 6, что приводит к увеличению усилия зажима основания рельса 9 и его заклиниванию.

Главным преимуществом заявленного изобретения является его высокая демпфирующая способность. Это подтверждает анализ упругофрикционных характеристик рельсовых скреплений, представленный, в частности, в работе [Радыгин Ю.Н., Стойда Ю.М. Лабораторные испытания рельсовых скреплений. - Путь и путевое хозяйство. - №12, 2005, с.8-12]. По данным этой работы большинство эксплуатируемых в настоящее время рельсовых скреплений имеет относительный коэффициент рассеивания энергии ψ≤0,1 (ψ - это отношение площади петли гистерезиса к площади прямоугольного треугольника, ограниченного сверху (гипотенуза) верхней нагрузочной характеристикой скрепления, а снизу - осью абсцисс). Выполнение пружинной клеммы из многожильного стального каната по данным работы [Антипов В.А. и др. Расчет и конструирование средств виброзащиты сухого трения. - Самара: СамГУПС, 2005. - 207 с.] дает возможность увеличить коэффициент расеивания до величин ψ=2…3. Это происходит за счет работы сил трения при проскальзывании стальных нитей тросовых прядей друг относительно друга из-за его изгиба. При этом энергия вибрации переходит в тепло и рассеивается в окружающее пространство. Армирование тела шпалы тросовыми прядями еще более увеличивает количество рассеиваемой энергии вследствие работы сил трения при проскальзывании проволочек друг относительно друга из-за упругой деформации тела шпалы. При этом коэффициент рассеивания энергии может достигнуть величин ψ=3…4, что значительно увеличивает эффективность подавления вибрации.

В результате оснащения железнодорожного пути предлагаемыми шпалами-демпферами значительно улучшены вибрационные характеристики рельсошпальной решетки, буксовых и опорных узлов подвижного состава, что приводит к значительному увеличению ресурса и надежности этих узлов, увеличена надежность работы самого рельсового скрепления из-за эффекта заклинивания-расклинивания основания рельса при прохождении над скреплением колеса вагона (чем больше вес вагона, тем надежнее скрепление) и, наконец, существенно улучшены упругие и диссипативные свойства шпалы из-за ее армирования тросовыми упругими элементами.

При воздействии вибрации или ударной нагрузки со стороны подвижного состава упругие тросовые элементы в опорных узлах и в теле шпалы изгибаются, проволочки тросов проскальзывают с трением друг относительно друга, энергия вибрации переходит в тепло и рассеивается в окружающее пространство.

Бетонная шпала-демпфер для железнодорожного пути, состоящая из бетонного тела с продольной канавкой вдоль бетонного тела и закладных болтов, отличающаяся тем, что в бетонном теле выполнены не менее двух канавок на разных уровнях, в канавки уложены квазинепрерывные упругие тросовые кольца, сложенные в две нити и сжатые до соприкосновения, концевые участки колец выходят из бетонного тела, охватывают основания рельсовых плетей и прижаты к ним закладными болтами.

www.findpatent.ru

Бетонные шпалы: главные разновидности, особенности и

В данной статье мы поведаем о том, что собой являются данными изделия, и о том, каковы особенности их эксплуатации и производства. Рассмотрим, где употребляются бетонные шпалы б у,и какие конкретно требования предъявляются к производителям данного вида материалов.

Первоначально под ЖД рельсы подкладывались каменные бруски. Чуть позднее камень заменили деревом, которое не только владело лучшими амортизационными качествами, но и было несложнее в плане механической обработки. Но, обстановка кардинально изменилась лишь только тогда, в то время, когда началось производство бетонных шпал.

Мало истории

Как уже было сообщено, история железных дорог насчитывает пара разновидностей подпорок, каковые укладываются под рельсы. Все решения имели последовательность эксплуатационных недочётов. К примеру, камень был очень сложен в обработке и имел низкие амортизационные свойства.

Помимо этого, не обращая внимания на кажущуюся прочность, эти плиты были не самым долговечным решением, поскольку благодаря продолжительного механического действия трескались и приходили в частичную либо полную негодность.

Чуть лучше дело обстояло с изделиями из древесины. Такие шпалы просмаливались для защиты от негативного действия факторов окружающей среды. Но древесина, непременно, не обращая внимания на особую обработку, гниёт. И, как следствие, ЖД дороги требуют ремонта.

Не обращая внимания на хорошие амортизационные качества, древесина имеет один значительный недочёт - это большая цена пиломатериалов, кроме того с учётом простоты их механической обработки. Обстановка изменилась к лучшему во второй половине двадцатого века, в то время, когда были созданы первые шпалы из железобетона.

Не обращая внимания на то что древесные изделия и сейчас используются на второстепенных ветках, как раз бетонные конструкции небезосновательно считаются наиболее современным и перспективным решением.

Главные характеристики

Инструкция применения бетонных шпал на территории постсоветского пространства апробирована в течении более чем 40 лет.

В соответствии с ГОСТом 23009, современные цементные шпалы являются рельсовые опоры, изготавливаемые в виде брусьев с формой сечения и переменным размером. Изделие армируется арматурной проволокой с диаметром сечения 3-6 мм в зависимости от модификации.

В ходе эксплуатации изделие укладывается поверх балластного слоя. Применительно к простым дорогам в качестве балластной насыпи используется крупноразмерный щебень, а при обустройстве метро используется цементное основание плитного типа.

Изделия из напряжённого железобетона, применяемые в качестве подрельсовых опор, это оптимальное решение, как для бесстыковых, так и для остальных категорий дорог.

Актуальность данных конструкций разъясняется рядом технических и эксплуатационных преимуществ, среди которых:

продолжительный эксплуатационный ресурс;
оптимальные показатели устойчивости к негативным действиям факторов окружающей среды;
устойчивость к механическим нагрузкам;
неподверженность гниению в течение всего ресурса эксплуатации;
возможность монтажа на дорогах с любым уровнем загруженности;
довольно низкая цена;
минимальные затраты, нужные для эксплуатационного обслуживания;
простота монтажа и укладки, в сравнении с древесными аналогами;
веса и типоразмеров абсолютная идентичность форм, что гарантирует отгрузки и удобство транспортировки.

Имеется ли недочёты,талантливые очень плохо сказаться на применении этих ЖБИ?

Таких недочётов мало:

Во-первых, это возможность усталостного разрушения цементной конструкции и, как следствие, необходимость периодического осмотра дорог.
Во-вторых, вес бетонной шпалы(270 кг) делает неосуществимым ее монтаж своими руками без применения спецтехники. Исходя из этого, в отличие от древесных аналогов, цементные конструкции устанавливаются при помощи специальных шпалоукладчиков.

условия и Сфера применения

Шпалы, изготовленные с применением предварительно напряженного железобетона,везде используются при постройке ЖД дорог транспортного сообщения в мире.

Учитывая разнообразие климатических условий, в которых осуществляется эксплуатация этих изделий,и различную степень механических нагрузок, к производству шпал, равно как и к качеству готового изделия,предъявляются повышенные требования.В итоге, в зависимости от благоприятности условий применения, эти ЖБИ смогут употребляться в течение30-60 лет.

Повсеместное вытеснение привычных древесных подпорок бетонными аналогами разъясняется не только долговечностью и прочностью, но и сжатыми сроками изготовления.

К примеру, для производства готовых к монтажу ЖБИ нужно всего лишь пара часов, что весьма комфортно в то время, когда речь заходит о постройке большой ветки и нужен постоянный подвоз громадных объемов строительных материалов. Снова же ЖБИ возможно ремонтировать и приспособить для эксплуатационных потребностей используя алмазное бурение отверстий в бетоне.

Принципиально важно: Шпалы,изготавливаемые отечественными производителями с применением предварительно напряженного железобетона в соответствии с требованиями ГОСТ, по несущей материалоемкости и способности превосходят зарубежные аналоги.

Требования, предъявляемые к ЖД ж/б шпалам

Как уже было сообщено, эксплуатационные условия, в которых употребляются шпалы предъявляют высокие требования к разработке производства этих ЖБИ и в частности к разработке изготовления предварительно напряженного железобетона.

К материалу и готовому изделию предъявляются следующие требования:

Прочность, достаточная для передачи силы предварительного напряжения уже через пара часов (время задаётся в соответствии с модификацией ЖБИ) по окончанию производственного процесса.
Максимальная степень однородности консистенции свежеприготовленного бетона.
Точность форм и размеров - на порядок выше,чем подобные требования, предъявляемые к другим категориям общеупотребимых бетонных и предварительно напряженных бетонных конструкций. Под этими требованиями подразумеваются допуски по углу наклона,длине и ширине отдельных конструкционных элементов. Особенно строго контролируются размеры на участках примыкания к рельсам.

Принципиально важно: На территории Западной Европы технические требования, определяющие уровень качества исходного материала,применяемого при изготовлении бетонных шпал, регламентируется стандартом EN 13230. Класс прочности исходного материала на отечественном производстве определяется более высокими требованиями приведенными в ГОСТ 26633.

Производственные разработки

Независимо от того, планируется фундамент из бетонных шпал либо же ЖБИ будут использованы по своему прямому назначению, прочность этих конструкционных элементов будет гарантирована. Эксплуатационные качества готовых изделий обеспечиваются производственными разработками.

Не обращая внимания на то, что в течение пятидесяти с лишним лет было апробировано много способов изготовления шпал, сейчас везде используется четыре наиболее распространённые производственные разработки, отвечающие требованиям западных стандартов.

Разработка карусельного типа с задержкой снятия формы. Особенность этого технологического процесса в том, что готовая смесь заливается в формы и уплотняется. Извлечение изделия из формы осуществляется лишь после достижения оптимальных прочностных показателей, достаточных для приложения силы предварительного напряжения. В ходе изготовления используются специальные разборные кассетные формы, каковые способны вместить до шести единиц изделия. За счет применения особых механизмов натяжения, обеспечивается предварительное напряжение арматурных прутьев, которое потом передается и на бетон и снабжает оптимальное с ним сцепление. По окончании того как бетонная шпала готова, форма возможно демонтирована и сразу же применена для очередного производственного цикла. Наименование способа разъясняется типом производственного процесса и конструкционными изюминками применяемых форм, каковые находятся на транспортной системе карусельного типа. Таковой способ стал широко распространен в государствах Западной Европы и считается наиболее перспективным и технологичным.
Линейная разработка. Независимо от того, что изготавливается бетонная полушпала для рельсовых кранов либо полноразмерное изделие,производственный процесс возможно реализован на базе линейной разработке. На протяжении производственного процесса используется конвейер с рядом последовательно расположенных форм. Неспециализированная протяженность цепочки, в большинстве случаев,образовывает не меньше 100 метров. В торцах форм используются особые устройства,каковые не только закрывают форму,но и передают предварительное напряжение на арматурные прутья. По мере подсыхания смеси упрочнение передаётся на бетон.
Разработка снятия формы с последующим напряжением.

В этом случае в формы вставляются шаблоны, каковые будут определять размещение железной арматуры. После этого бетон заливается в формы и уплотняется.

По мере застывания, в толщу смеси вводятся железные штыри,на каковые оказывается механическое упрочнение. Через маленький временной отрезок форма демонтируется и извлекаются шаблоны. Преимущество данного метода в том, что процесс по сути постоянный, а потому для получения требуемого результата нужно ограниченное количество форм.

Разработка снятия формы с предварительным напряжением. В этом случае форма снимается так же быстро, как и в прошлом методе. Единственным значительным отличием этого технологического процесса есть то, что напрягающее упрочнение изделию передается не через штыри, а при помощи рам.

Особенности монтажа, утилизации и ремонта бетонных шпал

Укладка ЖД дорог с применением ж/б шпал имеет последовательность характерных изюминок.

бетонные шпалы и Рельсы, при сооружении железных дорог,монтируются на изначально подготовленное полотно на базе земельного грунта, щебневой засыпки и песка.Чтобы не допустить повреждение шпал при прохождении поездов и обеспечить сохранность земляного полотна, требуется особая подготовка, которая содержится в устройстве песчаных полос.

Укладка производится при помощи механизированных комплексов,каковые разрешают минимизировать степень применения физического труда. В итоге понижается себестоимость монтажного процесса, а помимо этого, уменьшаются сроки реализации укладки пути в целом.

Как ранее было сообщено,эксплуатационный ресурс ж/б шпал ограничивается 30-60 годами. Но такие параметры долговечности вероятны лишь в том случае, если состояние дорог систематично осматривается на предмет частичных деформаций и поломок.

К примеру на эксплуатационное состояние ЖБИ воздействует состояние шурупов, крепящих подкладку к шпале. В случае если шуруп сломан и неполадка вовремя не найдена громадна возможность того, что подкладка при прохождении состава будет бить по бетону, вызывая в нем усталостные напряжения. (См. кроме этого статью Застывание бетона: изюминки.)

В случае если неприятность не устраняется по окончании срыва головки шурупа, в относительно маленький временной отрезок в толще бетона появляются микротрещины, каковые приводят к частичному либо полному разрушению шпалы.

По окончании эксплуатационного ресурса либо благодаря естественных разрушений, шпалы подлежат замене. Одновременно с этим негодные к применению ЖБДИ подлежат утилизации.

Так как резка железобетона алмазными кругами с целью измельчения представляется неоправданно дорогостоящим процессом, переработка осуществляется с применением особых механизированных комплексов. Главным рабочим элементом комплекса есть щековая дробилка, которая измельчает ЖБИ до консистенции средне либо мелкоразмерного щебня. (См. кроме этого статью Упрочнение бетона: как сделать.)

Переработанные шпалы потом смогут быть применены в качестве материалов для засыпки котлованов либо для создания насыпей.

Вывод

Сейчас вы понимаете,какое количество весит бетонная шпала, как она изготавливается и каковы ее эксплуатационные изюминки. Нужно считать, что использование этих ЖБИ будет актуальным и востребованным в течение продолжительного времени.

Так как кроме того не обращая внимания на разработку всецело пластиковых шпал в Японии, как раз соответствие ГОСТ на бетонные шпалы гарантирует оптимальное сочетание прочности, приемлемой стоимости и долговечности. Больше нужной и занимательной информации вы сможете найти, взглянув видео в данной статье.

blog-oremonte.ru

Бетонная шпала

Использование: изобретение к строительству и может быть использовано для сооружения железнодорожных путей. Сущность изобретения: вкладыши из древесины установлены в продольных пазах, открытых со стороны торцов шпал, и выполнены из нескольких слоев разноплотной древесины, разделенных эластичными упругими прокладками 5. Верхний слой 3 вкладыша выполнен из прессованной древесины плотностью 900-1100 кг/м3, а остальные из натуральной древесины плотностью 450-650 кг/м3. Длина вкладыша более чем в два раза превышает длину металлической подкладки 5. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения железнодорожных путей.

Цель изобретения повышение надежности и долговечности бетонных шпал, улучшение их амортизационных свойств, упрощение и удешевление ремонтных работ. На фиг. 1 показана шпала, вид спереди с частичным разрезом; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 то же, вид сбоку; на фиг. 4 вид консоли шпалы в аксонометрии; на фиг. 5 вид шпалы с древесными вкладышами в аксонометрии. Бетонная шпала имеет тело 1, на торцовых частях которого выполнены продольные пазы 2 для вкладышей. Каждый вкладыш состоит из нескольких слоев 3 и 4 разноплотной древесины, разделенных эластичными прокладками 5. Верхний слой 3 вкладыша выполнен из прессованной древесины плотностью 900-1100 кг/м3, а остальные слои из натуральной цельной древесины плотностью 450-650 кг/м3. Выполнение в торцах бетонных шпал продольных пазов позволяет устанавливать в них вкладыши больших размеров (100х140-150 мм), длиной 800 мм, что достаточно для прочного крепления как самого рельса с вкладышем с помощью металлической подкладки, так и вкладыша с телом шпалы при помощи закладных болтов 6, закрепленных в днище торца шпалы. Для лучшего сцепления шпалы с постелью пути в подошве каждого торца шпалы выполнены нижние продольные пазы 7. Выполнение вкладышей из разноплотной древесины обеспечивает одновременное повышение их амортизационных свойств за счет применения натуральной древесины низкой или средней плотности (450-650 кг/м3) и повышение их износостойкости от истирания металлической подкладкой за счет применения прессованной древесины с высокой плотностью 900-1100 кг/м3. Введение между древесными элементами упругих эластичных прокладок 5 дополнительно улучшает амортизационные свойства вкладыша и шпалы в целом. В качестве эластичных упругих прокладок 5 можно использовать стандартные прокладки из прорезиненного корда. Такая конструкция опорных вкладышей приближает бетонную шпалу по своим амортизационным свойствам к стандартной деревянной шпале, но значительно превосходит ее по надежности и сроку службы, так как вкладыши защищены высокопрочными слоями из прессованной древесины, способными выдерживать нагрузки до 20-25 МПа без заметных деформаций по толщине и ширине в замкнутом объеме. В данном случае замкнутым объемом являются продольные пазы в торцах шпалы. Изготовление вкладышей в виде многослойных конструкций из относительно короткомерных и тонких древесных элементов позволяет отказаться от применения дефицитного крупногабаритного бруса хвойных пород, а использовать для этих целей деловые отходы (доски, горбыль) менее ценных древесных пород осины, березы, тополя и др. Кроме того, снижаются затраты на сушку тонкомерных заготовок, повышается качество их пропитки анитисептиками и другими водозащитными веществами, повышается срок их службы. Длина вкладыша выполнена такой, что при проведении ремонта и в случае заметного износа опорной его части, находящейся под металлической подкладкой, вкладыши разворачивают на 180о в горизонтальной плоскости и повторно используют в качестве опоры другую его часть. Чтобы не допустить касания металлической подкладки о бетонные верхние поверхности торцов шпал, верхний слой вкладыша из прессованной древесины на 15-20 мм выше поверхности этих торцов. Для рассредоточения подвижной нагрузки на опорную часть вкладыша выполняют ширину верхнего слоя вкладыша на 10 мм, а длину на 30 мм больше соответствующих размеров стандартной металлической подкладки. Все древесные элементы вкладыша пропитывают известными антисептиками, а торцовые их поверхности покрывают влагозащитными полимерными смазками. Конструктивные особенности шпалы обеспечивают: повышенную надежность и долговечность; высокие амортизационные свойства вкладыша и его долговечность за счет применения разноплотной древесины и упругих эластичных прокладок; снижение шума от подвижного транспорта, уменьшение динамических нагрузок на рельсы и колесные пары и за счет этого повышение их срока службы; упрощение и ускорение ремонта, экономию дефицитной хвойной древесины; улучшение сушки и качества пропитки антисептиком тонкомерных и короткомерных древесных заготовок. Приведенные производственные испытания на отдельном участке ЮВЖД в течение 7 лет эксплуатации деревянных шпал, защищенных от истирания прокладками из прессованной древесины, показали, что поверхность опорных частей шпал, находящихся непосредственно под прокладками из прессованной древесины, заметного износа не имела, а сама прокладка при ее начальной толщине 15 мм износилась всего на 2-3 мм.

Формула изобретения

1. БЕТОННАЯ ШПАЛА, выполненная переменного по длине сечения с деревянными вкладышами и металлическими подрельсовыми подкладками, отличающаяся тем, что вкладыши установлены в продольных открытых со стороны торцов шпалы пазах и выполнены по меньшей мере из трех слоев разноплотной древесины, разделенных эластичными упругими прокладками, причем верхний слой образован из прессованной древесины плотностью 900-1100 кг/м3, остальные из натуральной древесины плотностью 450-650 кг/м3. 2. Шпала по п.1, отличающаяся тем, что длина вкладыша более чем в 2 раза больше длины металлической подрельсовой подкладки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции подрельсового основания пути

Изобретение относится к области строительства , позволяет повысить долговечность дорожно-строительного элемента, упростить крепление рельсов к элементу и обеспечивает стабильность пути

Изобретение относится к области строительства , позволяет повысить надежность и стабильность пути

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения пути, преимущественно железнодорожного, трамвайного или метрополитена

Изобретение относится к транспортным конструкциям и предназначено для скоростного рельсового транспорта

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения рельсовых путей и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах, трамвайных путях и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения рельсовых путей на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, на мостах, в тоннелях, метрополитенах, трамвайных путях и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения рельсовых путей, в частности к армированным шпалам

Изобретение относится к шпалам для пути без применения балластного слоя или в туннеле/виадуке, где опорой для шпал служит подошва/плита

Изобретение относится к новым композициям для железнодорожных шпал и к способам их производства. Способ изготовления шпалы, включающей первую часть, изготовленную из первой композиции, и вторую часть, изготовленную из второй композиции, причем первая композиция включает 15-75 мас.% первого асфальтового компонента и 85-25 мас.% первого полимерного компонента, и вторая композиция включает 20-85 мас.% второго асфальтового компонента и 80-15 мас.% второго полимерного компонента, и каждый из полимерных компонентов включает смесь пригодной для переработки пластмассы и волокнистого армирующего материала, включает стадии: (i) отдельное приготовление и смешивание выбранных количеств асфальта и пластмассы для получения первой и второй смеси; (ii) отдельное плавление и переработка указанной первой и второй смеси в процессорах, способных нагревать и подавать указанные смеси отдельно в виде сложной асфальтово-пластмассовой композиции на насосные устройства, связанные с соэкструзионной фильерой; и (а) перекачивание первой композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение второй композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы или (b) перекачивание второй композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение первой композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы. Полученная железнодорожная шпала обладает долговечностью, стойкостью к погодным условиям и насекомым. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожной технике, в частности к железнодорожным шпалам, выполненным из композитного материала, который профилирован для уменьшения ограничения по центру. Железнодорожная шпала содержит блок прямоугольной формы из композитного материала. На концах нижней стороны шпалы сформированы плоские поверхности. Между плоскими поверхностями расположена средняя часть, которая имеет первую кривизну, ортогональную продольной оси шпалы. Радиус кривизны варьируется вдоль продольной оси шпалы, имея минимум в центре шпалы. Вторая кривизна параллельна продольной оси шпалы. Первая кривизна и вторая кривизна образуют седловидный профиль. Достигается ослабление проблемы ограничения по центру, предотвращение растрескивания шпалы. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения железнодорожных путей

www.findpatent.ru

Бетонная шпала для железнодорожного пути

О И C А Н И E 5ззз4о

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 06.07.71 (21) 1679051/11 (23) Приоритет вЂ” (32) 04.1 1.70 (31) А 99 42/70 (33) Австрия (43) Опубликовано 25.10.76.Бюллетень ¹ 39 (45) Дата опубликования описания 16.07.77 (51) М. Кл.е

E 01 В 3/32

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 625.142 (088.8) Иностранец

Гунтер Нойманн (Австрия) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Гунтер Нойманн Терразан-Эрцойгниссе" (Австрия ) (71) Заявитель (54) БЕТОННАЯ ШПАЛА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОМ(НОГО ПУТИ

Изобретение касается верхнего строения пути, Известны бетонные шпалы дляжелезнодс рожного пути, Однако подобные шпалы недостаточно долговечны в эксплуатации, 5

Бель изобретения - повышение срока службы шпалы, а также повышение сопротивления сдвигу относительно основания пути.

Для этого шпала снабжена защитным сло ем, нанесенным на ее подошву в области 1О опирания на них рельсов так, что он выступает над основной поверхностью шпалы, причем зернистость наполнителязащитногослоя выше зернистости самой шпалы. В качестве связующего бетона шпалы может быть ис- 15 пользована синтетическая смола.

Защитный слой может быть выполнен и=синтетической смолы и кварцевого песка.

По продольной оси шпалы может быть выполнено отверстие, заполненное полистиролом. оп

На фиг. 1 изображена предлагаемая шпала; на фиг. 2 вЂ” то же, разрез А-A на фиг. 1.

Бетонная шпала 1, связующим которой является синтетическая смола, снабжена защитным слоем 2. И

Защитный слой нанесен на подошву 3 и боковые стороны 4 шпалы в области опирания на них рельсов 5.

Для лучшего сцепления шпалы с основанием пути зернисгость наполнигеля зашигного слоя выше зернистости наполнигеля самой шпалы. По продольной оси шпалы выполнено огверстие 6, заполненное полистиролом

7, Формула изобретения

1, Бетонная шпала для железнодорожн го пути, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивления сдвигу относительно основания пути, она снабжена защитным слоем, нанесенным на ее подошву и в области оппрания на них рельсов так, что он выступает над остальной поверхностью шпалы, причем зернистость наполнителя за щитного слоя выше зернистости наполнителя самой шпалы, 2, Бетонная шпала для железнодорожного пути по п.1, отличающаяся 533340

Составитель Л. Пикуз

Техред ° Уговаи Корректор Т. Чаброва

О. Л

Редактор Н. Козлова

Заказ 5504/250 Тираж 752 Подписное

Ы ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 использованием синтетическои смолы в ка- .

1 честве связующего бетона.

3. Бетонная шпала для железнодорожногопути по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что защитный слой состоит va синтетической смолы и кварцевого песка.

4, Бетонная шпала для железнодорожного пути по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что по ее продольной оси выполнено отверстие и заполнено полистиролом,

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства железобетонных изделий, а именно к способу формования бетонной массы железнодорожных шпал

Изобретение относится к дорожному строительству, например плитам покрытий колейных автомобильных дорог и аэродромов, а также балкам, например шпалам железнодорожных, лесовозных и трамвайных путей

Изобретение относится к конструкциям и способам изготовления удлиненных конструктивных элементов, используемых как морская свая, или телефонная опора, или рельсовая шпала

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, предназначено служить опорой рельсов, является основанием для деталей рельсового скрепления, воспринимает от рельсов и скрепления эксплуатационные усилия и передает их на балластный слой и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения рельсовых путей, в частности к армированным шпалам

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к железобетонным шпалам и брусьям, используемым в верхнем строении высокоскоростных железнодорожных путей, выполненных с использованием щебеночного балласта или железобетонного основания

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в железнодорожном пути

Изобретение относится к конструкциям верхнего строения рельсовых путей, в частности к армированным шпалам

Изобретение относится к верхнему строению пути и может быть использовано для железнодорожных, трамвайных и подкрановых путей в качестве подрельсовых опор на сплошном упругом основании

Бетонная шпала для железнодорожного пути

www.findpatent.ru

Шпала из бетона для железных дорог

Изобретение относится к верхнему строению пути, а именно к шпалам из бетона, естественного или искусственного камня с арматурой или усилением. Шпала содержит брус из бетона и размещённую внутри него арматуру. Рабочая арматура выполнена из четырех стеклопластиковых стержней диаметром 5÷10 мм с периодическим профилем, расположенных в объеме шпалы по всей ее длине. Расстояние от верхней поверхности бетона до крайнего верхнего ряда рабочей арматуры составляет не менее 25 мм, а от нижней поверхности бетона до крайнего нижнего ряда рабочей арматуры - не менее 30 мм. В объеме бетон армирован кусками полимерной фибры с рельефной поверхностью размером до 100 мм, которые добавлены в состав сухой шихты бетона. Достигается исключение электропроводности шпалы, снижение массы шпалы, повышается прочность, увеличивается долговечность. 1 ил.

Изобретение относится к верхнему строению пути, а именно к шпалам из бетона, естественного или искусственного камня с арматурой или усилением.

Известны шпалы железобетонные для железных дорог (ГОСТ Р 54747 - 2011. Шпалы железобетонные для железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2012), состоящие из бруса специального профиля и металлической арматуры, изготовленные из напряженного железобетона.

Недостатком железобетонной шпалы является электропроводность, значительная масса, высокая стоимость из-за применения металлической арматуры, а также коррозионная неустойчивость

Известна также шпала бетонная (Пат. ПМ №126710, МПК Е01В 3/00. Король М.А., Богатина А.Ю., Курочка П.Н., Моргун Л.В. Шпала бетонная. - Опубл. 10.04.2013), представляющая собой параллелепипед, симметричный относительно вертикальной оси, с коническими сквозными отверстиями для крепления рельсов, выполненная из фибробетона на минеральном связующем, армированного отрезками минеральных или органических волокон, их различными комбинациями.

Недостатком данной полезной модели является то, что признаки даны в неопределенной общей форме, по которым невозможно изготовить конкретную рабочую шпалу, определить достигаемый технический результат.

Цель предлагаемого изобретения - исключить электропроводность, снизить массу шпалы, повысить прочность и долговечность.

Указанная цель достигается тем, что металлическую арматуру заменяют полимерной арматурой.

Сущность изобретения заключается в том, что рабочая арматура выполнена из четырех стеклопластиковых стержней диаметром 5÷10 мм с периодическим профилем, расположенных в объеме шпалы по всей ее длине, при этом расстояние от верхней поверхности бетона до крайнего верхнего ряда рабочей арматуры составляет не менее 25, а от нижней поверхности бетона до крайнего нижнего ряда рабочей арматуры - не менее 30 мм, а в объеме бетон армирован кусками полимерной фибры с рельефной поверхностью размером до 100 мм, которые добавлены в состав сухой шихты бетона.

На фиг.1 представлено поперечное сечение бетонной шпалы 1 и бетона 2 с арматурой из стеклопластиковых стержней, где 5 - верхний ряд рабочей арматуры, 4 - нижний ряд рабочей арматуры, а в объеме бетона 2 хаотично расположены куски полимерной фибры 3.

Предлагаемое устройство изготавливают следующим образом.

Деревянные шпалы имеют ряд недостатков - небольшой срок службы, большой расход древесины, неоднородность упругих свойств пути по длине, поэтому большое распространение получили бетонные шпалы специального профиля с размещенной внутри них металлической арматурой. Железобетонные шпалы имеют ряд преимуществ - долговечность, стабильность ширины рельсовой колеи, однородность упругих свойств по длине пути.

Однако железобетонные шпалы являются электропроводными, что может привести к замыканию сигнального тока в рельсовых цепях, в связи с чем необходимо использовать изолирующие элементы в промежуточных рельсовых скреплениях, которые обладают низкой надежностью, вследствие чего часто выходят из строя.

При приготовлении бетона для предлагаемой шпалы для железных дорог составляют сухую шихту, в которую, кроме стандартных составляющих: цемента, песка, щебня, добавляют куски полимерной фибры с рельефной поверхностью размером до 100 мм, а рельефная поверхность фибры улучшает ее сцепление с бетоном. Приготовленный таким образом бетон заливают в стандартные формы.

Стеклопластиковые стержни имеют периодический профиль (ГОСТ Р 54747 - 2011. Шпалы железобетонные для железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2012. С.9-10), что улучшает их сцепление с бетоном. Количество стержней в шпале - четыре и диаметр стержней выбран исходя из стандартного числа металлических стержней, так как стеклопластик обладает прочностью на разрыв почти в 3,5 раза выше (http://www.armaplus.ru/), чем металлическая арматура, что обеспечит необходимую прочность предлагаемой шпале.

Так как куски полимерной фибры в объеме бетона упрочняют бетон, то защитный слой в 25 и 30 мм верхнего и нижнего рядов стеклопластиковых стержней от верхней и нижней поверхностей бетона будет обеспечивать защиту арматуры от повреждений.

Как стеклопластиковые стержни, так и полимерная фибра не являются электропроводным материалом, что исключает использование изолирующих элементов в промежуточных рельсовых скреплениях.

Таким образом, предлагаемая шпала из бетона для железных дорог позволяет исключить электропроводность шпалы, снизить массу шпалы за счет уменьшения веса арматуры, повысить прочность за счет объемного армирования бетона, увеличить долговечность за счет исключения коррозии.

Шпала из бетона для железных дорог, включающая брус из бетона с размещенной внутри него арматурой, отличающаяся тем, что рабочая арматура выполнена из четырех стеклопластиковых стержней диаметром 5÷10 мм с периодическим профилем, расположенных в объеме шпалы по всей ее длине, при этом расстояние от верхней поверхности бетона до крайнего верхнего ряда рабочей арматуры составляет не менее 25 мм, а от нижней поверхности бетона до крайнего нижнего ряда рабочей арматуры - не менее 30 мм, а в объеме бетон армирован кусками полимерной фибры с рельефной поверхностью размером до 100 мм, которые добавлены в состав сухой шихты бетона.