Железнодорожный рельс
Изобретение относится к железнодорожному рельсу и применяется на всех видах верхнего строения железнодорожных путей и городского электротранспорта. Железнодорожный рельс содержит П-образную головку с несущими щеками и опорными полуподошвами, а также подошву с несущей стойкой и болтовые скрепления. Несущие щеки головки и несущая стойка подошвы выполнены смещенными в разные стороны относительно друг друга. Несущие щеки выполнены со смещенно-ступенчатыми боковыми выступами, включающими щековые опорные плоскости, опорные щеки и упомянутые полуподошвы с образованием внутренней ступенчато-посадочной полости. Подошва с несущей стойкой выполнена с возможностью размещения внутри упомянутой ступенчато-посадочной полости. При этом между головкой и несущей стойкой образуется воздушное буферное пространство. Смещение несущих щек головки относительно несущей стойки подошвы выполнено за счет установки в отверстиях указанных элементов пяти болтовых скреплений. Техническим результатом изобретения является ликвидация шаговых болтовых соединений или сведение их числа к минимуму, устранение “провальных образований” в балластных основаниях и асфальтового покрытия в зоне стыкового соединения рельсов, улучшение условий эксплуатации, снижение шума и затрат на содержание рельсовых путей. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к железнодорожному рельсу и применяется на всех видах верхнего строения железнодорожных путей и горэлектротранспорта.
Известны способы и конструкции переноса стыков рельс на смежные рельсы срезанием головок рельс в районе стыка посредством применения П-образных головок, например патент США №2843326,1958 г. и Авт.свид. RU №1705454,1992 г., которые технологически и по трудоемкости, а также конструктивно сложны в исполнении. Они не нашли применения, т.к. удваивают число стыковых переходов, а силы ударов колес остаются в зоне этих же стыков и нарушаются балластные основания.
Известен патент RU №2191233, 2002 г. магистрального рельса разъемно-составной формы с заменяемым изношенным несущим элементом, оставлением подошвы закрепленной на шпалах при замене головки. Рельс обеспечивает стыковые разрывы перевести на длину рельса, применением смещений стыков в разные стороны составных элементов. Рельс пока не имеет спроса и практического применения, но будущее дорог за такими рельсами, т.к. они экономичны, бесшумны, менее энергоемкие и металлоемкие в условиях эксплуатации, снижают все затраты дорог.
Рельс имеет подвижно-посадочное соединение элементов посредством болтовых соединений с шаговым расположением.
Задачей изобретения является ликвидация шаговых болтовых соединений элементов или сведение к минимуму их числа сохранением переноса стыковых ударных сил на длину смежного рельса, устранением "провальных образований" в балластных основаниях и асфальтового покрытия в зоне стыкового соединения рельс, при этом сохранением размерности стыков по высоте, улучшением условий эксплуатации при температурных колебаниях до 85-90 градусов местного климата, снижением шума и затрат на содержание рельсовых путей.
Поставленная задача решается предлагаемым разъемно-составным железнодорожным рельсом, содержащим П-образную головку с несущими щеками и опорными полуподошвами, а также подошву с несущей стойкой, причем несущие щеки головки и несущая стойка подошвы выполнены смещенными в разные стороны относительно друг друга, а также болтовые скрепления, отличающимся тем, что несущие щеки выполнены со смещенно-ступенчатами боковыми выступами, включающими щековые опорные плоскости, опорные щеки и упомянутые полуподошвы с образованием внутренней ступенчато-посадочной полости, подошва с несущей стойкой выполнена с вoзможностью размещения внутри умомянутой ступенчато-посадочной полости, при этом между головкой и несущей стойкой образуется воздушное буферное пространство, при этом смещение несущих щек головки относительно несущей стойки подошвы выполнено за счет установки в отверстиях указанных элементов пяти болтовых скреплений, причем отверстия болтовых скреплений выполнены: у несущих щек с отступлением от осевой линии с шаговым смещением в разные стороны размерностью смещения 2,5 м, а отверстия у несущей стойки подошвы выполнены симметричными относительно осевой линии.
Изобретение поясняется чертежами:
на фиг.1 - вид сбоку, железнодорожный рельс со смещениями стыков в разные стороны головки и подошвы;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вид сборки рельса,
на фиг.3 - сечение С-С на фиг.1, вид подошвы со стойкой,
на фиг.4 - сечение B-В на фиг.1, вид головки со ступенчатыми щеками и полуподошвами,
на фиг.5 - вид сбоку на отверстия ОЦ несущих щек головки,
на фиг.6 - вид сбоку на отверстия ОЦ стойки подошвы.
Железнодорожный рельс на фиг.1-6 выполнен содержащим П-образную головку /1/ с несущими щеками /2/ и опорными полуподошвами /5/, а также подошву /6/ с несущей стойкой /7/, причем несущие щеки /2/ головки /1/ и несущая стойка /7/ подошвы /6/ выполнены смещенными в разные стороны относительно друг друга за счет установки пяти болтовых скреплений, при этом несущие щеки /2/ головки /1/ выполнены со смещенно-ступенчатыми боковыми выступами /В/, включающими щековые опорные плоскости /3/, опорные щеки /4/ и упомянутые полуподошвы /5/, с образованием внутренней ступенчато-посадочной полости, содержащей у основания по длине боковые соосно-опорные плоскости /Ощ/ несущих щек /2/, а также вертикальные плоскости /Кп/ опорных щек /4/, выполненные параллельно оси /у-у/ и к посадочным плоскостям /Кщ/ несущих щек /2/, образующими при вершине сходящийся свод под головкой /1/ радиусом R.
Подошва /6/ с несущей стойкой /7/ выполнена с возможностью размещения внутри упомянутой ступенчато-посадочной полости с образованными боковыми опорно-несущими плоскостями /Оп/ и вертикальными контактно-посадочными плоскостями /Кп/ подошвы /6/ с несущей стойкой /7/. Посадочные плоскости /Кс/ несущей стойки /7/ и контактно-посадочные плоскости /Кп/ подошвы /6/ соответственно выполнены параллельными к осевой линии /у-у/ со сходящимися плоскостями /Кс/ при вершине радиусом R в виде свода. Плоские основания подошвы /6/ и полуподошв /5/ опорных щек /4/ выполнены линейно совпадающими. Высота несущей стойки /7/ меньше высоты свода головки /1/ c учетом износа несущих опорных плоскостей /Оп/ и /Ощ/ подошвы /6/ и несущих щек /2/.
Отверстия /ОЦ/ пяти болтовых скреплений выполнены симметричным расположением относительно осевых линий: у несущих щек /2/ с отступлением от осевой линии 0-0 с шаговыми смещениями L01 и L02 в равные стороны на осевых линиях 01-01 и 02-02 с размерностью смещения 2,5 м, а отверстия /ОЦ/ у несущей стойки /7/ выполнены на осевой линии 0-0.
Сборка рельса производится следующим образом: на сборочный стенд укладывается основанием подошва /6/ с несущей стойкой /7/, затем сверху накладывается головка /1/ с несущими элементами, с выравнивающим совпадением отверстий /ОЦ/ сборочных элементов на осевой линии 01-01 или 02-02 у несущих щек /2/, с учетом направлений транспортировки и ведения строительства пути для сокращения разворотов, т.к. при строительстве удобнее накладывать смещенную назад головку /1/ на смещенную вперед подошву /6/ с несущей стойкой /7/ в сторону прокладки пути. Затем сборочные элементы рельса скрепляются болтовыми соединениями с затяжкой их, при этом головки болтов удерживаются от проворачиваний опорными плоскоcтями /8/, болтовые скрепления являются также противоюзной защитой от относительных смещений элементов от тормозных моментов транспорта и образующими шаговые смещения стыков L1=L2 головки /1/ с несущими элементами и подошвы /6/ с несущей стойкой /7/ в разные стороны.
После сборки рельса между головкой /1/ и вершиной стойки /7/ образуется воздушное буферное пространство /БП/, а вертикальные плоскости /Кп/ опорных щек /4/ с вертикальными контактно-посадочными плоскостями /Кп/ подошвы /6/, а также посадочные плоскости /Кщ/ несущих щек /2/ с посадочными плоскостями /Кс/ несущей стойки /7/, и соосно-опорные плоскости /Ощ/ несущих щек /2/ с боковыми опорно-несущими плоскостями /Оп/ подошвы /6/ выполнены имеющими скользящее касание между плоскостями, создающими опорно-накладочную и контактно-боковую устойчивую связь несущей способности от противоопрокидывания закрепленного рельса.
Рельс может быть собран также из отдельных элементов по месту ведения строительства пути или при проведении ремонтных работ заменой изношенного элемента. Рельсовая головка может быть выполнена желобчатой формы для городского электротранспорта с асфальтовым покрытием, т.е. для закрытых путей.
Рельс крепится установкой основания на подкладку и с последующей забивкой костылей в шпалу и установкой к основанию рельса противоугонных шайб, или спецкреплениями на железобетонных шпалах.
Рельс работает следующим образом: при прохождении груженого колеса транспорта в зоне стыка разрывы смещений L1 головок с несущими щеками /2/ опорными щеками /4/ с полуподошвами /5/ находятся на длине смещения L2 подошвы /6/ с несущей стойкой /7/ смежного рельса. При этом несмотря на отсутствие накладок стыкового крепления, стыковые разрывы не подтапливаются, т.к. нагрузка колеса передается от головки /1/ через несущие щеки /2/ и соосно-опорные плоскости /Ощ/ несущих щек /2/ на боковые опорно-несущие плоскости /Оп/ подошвы /6/ с несущей стойкой /7/, а также часть нагрузки перераспределяется через боковые выступы /В/ и опорные щеки /4/ на полуподошвы /5/, закрепленные костылями на шпалах через пазовую подкладку. Рельс имеет увеличенную несущую способность.
Радиусные поперечные изгибы рельс производятся применением специального кондуктора при комплектно-собранном виде рельса, с радиусами в пределах установленных нормативов.
Относительные суточные и сезонные удлинения и усадки от температурных колебаний производятся осевыми перемещениями элементов рельса вдоль посадочных плоскостей.
Рельс по изобретению с внутренним расположением подошвы /6/ с несущей стойкой /7/ позволяет эксплуатацию путей без перепадов высоты голoвoк /1/, cохранением балластного основания на стыковых переходах, с переносом нагрузок груженых колес на смещенные стыковые плечи подошвы /6/ с несущей стойкой /7/ от головки /1/ через несущие элементы. Это благоприятно скажется в городских условиях работы рельса, в условиях "закрытых асфальтовых дорог" без их разрушения в зоне стыковых переходов, сохраняя материальные ресурсы и денежные средства, снижением эксплуатационных расходов.
Рельс отвечает требованиям магистральных условий эксплуатации, а также применением в различных климатических зонах с холодным и жарким температурными колебаниями до 85-90 градусов сезонных и суточных колебаний температур.
1. Железнодорожный рельс, содержащий П-образную головку с несущими щеками и опорными полуподошвами, а также подошву с несущей стойкой, причем несущие щеки головки и несущая стойка подошвы выполнены смещенными в разные стороны относительно друг друга, и болтовые скрепления, отличающийся тем, что несущие щеки выполнены со смещенно-ступенчатыми боковыми выступами, включающими щековые опорные плоскости, опорные щеки и упомянутые полуподошвы с образованием внутренней ступенчато-посадочной полости, подошва с несущей стойкой выполнена с возможностью размещения внутри упомянутой ступенчато-посадочной полости, при этом между головкой и несущей стойкой образуется воздушное буферное пространство, а смещение несущих щек головки относительно несущей стойки подошвы выполнено за счет установки в отверстиях указанных элементов пяти болтовых скреплений.
2. Железнодорожный рельс по п.1, отличающийся тем, что отверстия болтовых скреплений выполнены у несущих щек с отступлением от осевой линии с шаговым смещением в разные стороны размерностью смещения 2,5 м, а отверстия у несущей стойки подошвы выполнены симметричными относительно осевой линии.
