Опора участка пути
Изобретение относится к опоре участка пути. Опора участка пути, в частности для участка пути в форме стрелочного перевода, с отличными друг от друга вдоль участка пути сечениями включает в себя несколько точек опоры, каждая из которых снабжена подушкой, такой как ребристая плита, при необходимости с подушкой остряка, или опорная стойка, а также прокладкой из эластичного материала, расположенной между подушкой и связанным с ней опорным основанием, таким как шпала или бетонное основание, имеющим поверхность прилегания. Прокладка имеет прямоугольную геометрию и снабжена поперечными кромками, проходящими вдоль участка пути, и продольными кромками, проходящими поперек участка пути и расположенными вдоль продольной оси прокладки. Каждая точка опоры или, по существу, каждая точка опоры с учетом опирающегося на нее рельсового участка или опирающихся на нее рельсовых участков через опорное основание путем согласования упругой жесткости прокладки с моментом сопротивления участка пути, опирающегося на точку опоры, имеет одинаковую максимальную просадку. Прокладка имеет первый участок, окружающий по кромкам подушку, которым она прижимается к поверхности прилегания опорного основания, и второй участок, который располагается внутри первого участка и при ненагруженной или нагруженной обычно от колеса подушке удален от поверхности прилегания опорного основания. Второй участок в центральной зоне прокладки имеет исходящие от каждой продольной кромки и расположенные симметрично относительно продольной оси прокладки, имеющие геометрию в форме кости углубления, которые ограничивают третий участок, удаленный при ненагруженной или нагруженной обычно от колеса подушке от поверхности прилегания опорного основания. В результате использования такой опоры линия прогиба, например в зоне стрелочного перевода или пересечения, соответствует линии прогиба обычного рельса. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к опоре участка пути с отличными друг от друга вдоль этого участка пути сечениями, в частности в форме стрелочного перевода, содержащей несколько точек опоры соответственно с подушкой, такой как ребристая плита, подушка пяты стрелки, ребристая плита с подушкой остряка или с опорной стойкой, а также прокладку из эластичного материала, расположенную между подушкой и связанной с ней опорой, такой как шпала или бетонная плита.
Для обеспечения определенной эластичности верхнего строения железнодорожного пути и достижения в то же время уменьшения шума, создаваемого кузовом подвижного состава, между подушками для прокладки рельсов, такими как ребристые плиты, и опорой, такой как шпала или бетонная плита, устанавливаются эластичные прокладки, причем они применяются как в щебеночном основании, так и в твердом железнодорожном полотне. Используемые эластичные прокладки могут состоять из пористых эластомеров, таких как пенополиуретан, которые имеют жесткость, которая зависит почти линейно от площади опорной поверхности подушки. Расположенные вдоль пути, в частности в зоне стрелочного перевода, точки опоры имеют различную жесткость, в зависимости от того, находятся ли они в начале или в конце стрелочного перевода.
Для колеса, проезжавшего по пути, на рельсе получается линия прогиба, которая зависит, по существу, от момента сопротивления или момента инерции участка пути, по которому передается нагрузка от колеса на рельс, а также от жесткости точки опоры, на которую в свою очередь оказывает влияние эластичность прокладки. При этом размер подушки, такой как ребристая плита точки опоры, выбирается обычно таким образом, чтобы нагрузка от колеса на рельс передавалась без деформации подушки.
Жесткость пути, которая получается через отношение нагрузки от колеса на рельс к просадке, отличается, следовательно, от жесткости стрелочного перевода или пересечения путей. Из заявки ФРГ 19823812 А1 известно расположение пути с эластичной прокладкой, состоящей из цельного вулканизата и имеющей, по существу, плоскую верхнюю сторону, а также разделенную на зоны нижнюю сторону с различными свойствами.
Заявка ФРГ 3230565 А1 относится к рельсовой подушке для стрелочного перевода, которая выкраивается из сваренных отдельных плит.
Из заявки ФРГ 29807791 U1 известна опора участка пути, которая имеет вырезанные со стороны опоры выступы, которые при обычном приложении силы находятся на расстоянии от опорной поверхности.
В основу настоящего изобретения положена задача такого усовершенствования опоры названного в начале вида для участка пути с отличными друг от друга сечениями участков пути, в частности, в форме стрелочного перевода, чтобы были получены условия, похожие на путевые, т.е. линия прогиба, например, в зоне стрелочного перевода или пересечения соответствовала линии прогиба обычного рельса.
Согласно изобретению проблема решается, по существу, тем, что каждая либо, по существу, каждая точка опоры участка пути с учетом опирающегося на нее рельсового участка или участков имеет одинаковую максимальную просадку. Это означает, что прокладка выполнена относительно момента сопротивления, определяемого, по существу, опирающимся на подушку рельсовым участком или опирающимися на нее рельсовыми участками таким образом, чтобы при прохождении колеса по участку пути вдоль него в каждой точке опоры получалась одинаковая или, по существу, одинаковая максимальная просадка.
В частности, предусмотрено, что для точек опоры и, соответственно, для рельсовых участков с одинаковым моментом сопротивления соответствующая прокладка имеет плоскостную протяженность, несущую подушку, и эта протяженность не зависит от несущей нагрузку поверхности днища подушки, обращенной к прокладке. Иными словами, под подушкой, независимо от ее плоскостной протяженности, имеется эластичная прокладка с постоянно одинаковой несущей поверхностью.
В усовершенствованном варианте изобретения предусматривается, чтобы прокладка при отсутствии нагрузки от колеса прижимала подушку, по существу, своей торцевой граничной областью к опоре.
Сама прокладка должна иметь в центральной зоне расположенные вдоль каждой продольной кромки углубления в виде кости, которые расположены, по меньшей мере, симметрично поперечной оси, в частности также симметрично продольной оси прокладки.
Геометрия углублений выбрана предпочтительно таким образом, что каждое углубление параллельно поперечной оси подушки имеет длину la; два углубления ряда, параллельного поперечной оси, расположены на расстоянии lz, лежащем в диапазоне 1,1× la≤lz≤1,5× la. При этом углубления ограничиваются сплошным участком прокладки и при обычных, т.е. допустимых, нагрузках от колеса проходят со смещением назад относительно свободной внешней поверхности расположенных по торцевым кромкам участков прокладки, поддерживающих подушку. Этим обеспечивается, что при недопустимой нагрузке происходит надежное опирание подушки также непосредственно под рельсовым участком, отходящим от подушки, поэтому исключаются недопустимые напряжения.
Далее предусмотрено выполнение в прокладке в соответствующей поперечной граничной зоне, прилегающей к углублениям, имеющим геометрию в форме кости, другого U-образного углубления, продольные стороны которого имеют максимальную ширину, равную длине соответствующего граничного углубления.
Другие подробности, преимущества и признаки изобретения следуют не только из пунктов формулы изобретения и из известных из них признаков - отдельно и/или в комбинации, а из нижеследующего описания предпочтительных примеров выполнения, показанных на чертежах.
Фиг.1 показывает горизонтальную проекцию ребристой плиты подушки,
фиг.2 - вид снизу ребристой плиты согласно фиг.1,
фиг.3 - разрез по линии А-А на фиг.1,
фиг.4 - разрез по линии В-В на фиг.1,
фиг.5 - разрез по линии С-С на фиг.1,
фиг.6 - вид сверху ребристой плиты с подушкой остряка,
фиг.7 - вид снизу ребристой плиты по фиг.6,
фиг.8 - разрез по линии А-А на фиг.7,
фиг.9 - разрез по линии В-В на фиг.7,
фиг.10 - вид сверху ребристой плиты подушки с опорной стойкой,
фиг.11 - вид снизу ребристой плиты по фиг.10,
фиг.12 - разрез по линии А-А на фиг.11 и
фиг.13 - разрез по линии В-В на фиг.11.
На фигурах можно видеть элементы точек опоры вдоль стрелочного перевода, однако этим вариантом изобретательское решение не ограничивается. Напротив, оно относится, в общем и целом, и к участкам пути, на которых точки опоры с опирающимися на них рельсовыми участками имеют отличные друг от друга моменты сопротивления. Однако за счет решения согласно изобретению получается одинаковая максимальная просадка пути в любой точке опоры при прохождении колеса с одинаковым весом. Согласно изобретению это реализуется тем, что между соответствующей ребристой плитой подушки и опорой, такой как шпала или бетонная плита, расположена эластичная прокладка, которая с целью обеспечения одинаковой максимальной просадки рассчитана в первую очередь на момент сопротивления опирающегося или опирающихся на ребристую плиту рельсовых участков, таких как рамный рельс и остряковый рельс. При этом предполагается, что размеры ребристой плиты подушки были выбраны такими, чтобы нагрузка от колеса на рельс распределялась, не деформируя ребристую плиту. В противном случае для реализации изобретательского решения при расчете прокладки было бы необходимо принять во внимание момент сопротивления.
На фиг.1 изображена ребристая плита 10 подушки, которая расположена, например, в начале стрелочного перевода. На ней крепится не показанный рамный рельс, который в свою очередь проложен между ребрами 12, 14, 16, 18 и закреплен не показанными натяжными зажимами. Сама ребристая плита 10 соединена вставленными в отверстия 20, 22 болтами с опорой, такой как шпала или бетонная плита.
На нижней стороне ребристой плиты 10 предусмотрена эластичная прокладка 24. При этом прокладка 24 может полностью окружать ребристую плиту 10 как со стороны днища, так и по краям, как показывают изображения фиг.3-5 в разрезе. Прокладка 24 и ребристая плита 10 подушки могут быть соединены вулканизацией.
Как видно из фиг.3 и 4, ребристая плита 10 опирается на граничные торцевые участки 26, 28 прокладки 24. Имеющийся между ними участок 32 при ненагруженной или нагруженной обычно ребристой плите 10 проходит на расстоянии от опорной поверхности 34 прокладки 24, которая может совпадать с верхней поверхностью шпалы или бетонной плиты или подушки, поддерживающей непосредственно прокладку 24. В этом отношении можно сослаться однако на достаточно известные конструкции.
Сам участок 32 состоит из центрального участка 36, а также находящихся между углублениями 38, 40, 42, 44 участков 46, 48, 50, 52, 54, 56, которые в совокупности и образуют участок 32. Далее поперек продольной оси 58 прокладки 24, соответственно, между участком 32 и торцевыми граничными областями 30, 28 располагается по одному дополнительному прямоугольному в плане углублению 60, 62.
Выполненные в продольной граничной области углубления 38, 40, 42, 44 имеют форму кости и расположены симметрично как относительно продольной оси 58, так и относительно поперечной оси 64 прокладки 24.
За счет углублений 38, 40, 42, 44, 60, 62 получается такая общая опорная поверхность прокладки 24 и тем самым такая жесткость, что максимальная просадка точки опоры, заданной ребристой плитой 10 подушки, достигает требуемого значения, которое задано также в качестве параметра другими опорами в зоне стрелочного перевода, независимо от того, отличаются ли моменты сопротивления или моменты инерции опирающихся на них участков рельсов по сравнению с конструкцией согласно фиг.1-5. Это достигается тем, что при увеличении момента сопротивления верхнего строения пути соответственно уменьшается жесткость соответствующей прокладки за счет уменьшения максимальной опорной поверхности или использования материала прокладки, имеющего иную эластичность. Иными словами, изобретением предусматривается, что с увеличением момента сопротивления опирающегося участка или опирающихся участков рельса прокладка выполняется мягче.
На фиг.6-9 изображена ребристая плита 66 подушки с встроенной подушкой 68 остряка, вдоль нижней стороны и вдоль кромки 70 которой расположена, охватывая ее, эластичная прокладка 72, на которую, по существу, в граничной области опирается ребристая плита 66 при отсутствии нагрузки или при обычной нагрузке, в то время как имеющийся в центральной области участок 74 расположен на расстоянии от прокладки 76.
Участок 74 ограничивает согласно примеру выполнения по фиг.1-5 углубления 78, 80, 82, 84 в форме кости, которые проходят симметрично относительно продольной оси 86 и относительно поперечной оси 88 прокладки 72. По кромкам предусмотрены U-образные углубления 86, 88, которые, по существу, состоят из двух U-образных базовых участков 90, 92 и проходящих на расстоянии от них L-образных участков 94, 96, 98, 100, стороны которых 104, 106, 108 и 110, параллельные поперечной оси 88, имеют протяженность, которая соответствует протяженности углублений 78, 80, 82, 84, параллельных поперечной оси 88 прокладки 72. Углубления 78, 80, 82, 84, 86, 88 ограничиваются участком 74 прокладки 72, как показывает сравнение вида в плане прокладки 72 согласно фиг.7 с изображениями по фиг.8 и 9.
Равно как углубления 38, 40, 42, 44 по фиг.1-5, внутренние углубления 78, 80, 82, 84, расположенные в непосредственной близости от поперечной оси 88, имеют форму кости. Вследствие этого участки прокладки 72, находящиеся между углублениями 78, 80, 82, 84, в горизонтальной проекции имеют форму круга. Аналогичная геометрия относится к областям, расположенным между L-образными углублениями 94, 96, 98, 100 и соседними углублениями 78, 80, 82, 84.
Углубления 78, 80, 82, 84 с геометрией в форме кости или расположенные параллельно поперечной оси 88 стороны 104, 106, 108, 110 имеет длину la, которая меньше расстояния lz между углублениями 78, 82 или 80, 84. Это расстояние lz почти на 20-50% больше длины la углублений.
Вследствие более значительных моментов сопротивления опирающихся на ребристую плиту 66 с подушкой 68 остряка рельсовых участков, т.е. рамного и острякового рельса, по сравнению с моментом сопротивления зафиксированного на ребристой плите 10 рамного рельса прокладка 72 имеет меньшую жесткость, нежели прокладка 24 согласно фиг.2.
Если момент сопротивления рельсового участка в точке опоры выше, то, соответственно, будет уменьшаться жесткость прокладки, как это показано на примере по фиг.10-13. Так изображена ребристая плита 112 с опорной стойкой 114, от которой отходит контррельс. Иными словами, ребристая плита 112 расположена в области крестовины. В соответствии с примером выполнения по фиг.1-9 вдоль нижней стороны ребристой плиты 112 подушки устанавливается эластичная прокладка 116, которая по кромке огибает ребристую плиту 112 (кромка 118 прокладки 116 по фиг.10). Прокладка 116 имеет также граничные участки 118, 120, по которым обычно опирается ребристая плита 112. В центральной части ребристой плиты 112 подушки предусмотрены углубления 122, 124 в форме кости или U-образные углубления 126, 128, 130, 132, причем U-образные углубления 126, 128 соответствуют углублениям 86, 88 согласно фиг.7. Геометрия углублений 122, 124 в форме кости соответствует геометрии углублений в рассмотренных выше примерах выполнения, причем происходит симметричное расположение относительно продольной оси 134 прокладки 116. Между углублениями 122, 124, 126, 128, 130, 132 находится также участок 136 прокладки 116, который при обычных нагрузках от колеса на ребристую плиту 112 подушки смещается назад относительно граничных участков 118, 120, как показывают изображения в разрезе согласно фиг.12 и 13. Независимо от этого жесткость прокладки 116 выбрана, однако, таким образом, что максимальная просадка колеса, проходящего точку опоры, заданную ребристой плитой 112, будет соответствовать просадке в точках опоры, содержащих ребристые плиты 10 и 66 подушек.
1. Опора участка пути, в частности для участка пути в форме стрелочного перевода, с отличными друг от друга вдоль участка пути сечениями, включающая в себя несколько точек опоры, каждая из которых снабжена подушкой (10), такой, как ребристая плита при необходимости с подушкой остряка или опорная стойка, а также прокладкой (24, 72, 116) из эластичного материала, расположенной между подушкой (10, 66, 68, 112, 114) и связанным с ней опорным основанием, таким, как шпала или бетонное основание, имеющим поверхность (34) прилегания, причем прокладка (24, 72, 116) имеет прямоугольную геометрию и снабжена поперечными кромками, проходящими вдоль участка пути, и продольными кромками, проходящими поперек участка пути и расположенными вдоль продольной оси прокладки, причем каждая точка опоры или, по существу, каждая точка опоры с учетом опирающегося на нее рельсового участка или опирающихся на нее рельсовых участков через опорное основание путем согласования упругой жесткости прокладки с моментом сопротивления участка пути, опирающегося на точку опоры, имеет одинаковую максимальную просадку, отличающаяся тем, что прокладка (24, 72, 116) имеет первый участок, окружающий по кромкам подушку, которым она прижимается к поверхности (34) прилегания опорного основания, и второй участок (32), который располагается внутри первого участка и при ненагруженной или нагруженной обычно от колеса подушке удален от поверхности (34) прилегания опорного основания, причем второй участок в центральной зоне прокладки имеет исходящие от каждой продольной кромки и расположенные симметрично относительно продольной оси прокладки, имеющие геомертию в форме кости углубления (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84, 122, 124), которые ограничивают третий участок (36, 74), удаленный при ненагруженной или нагруженной обычно от колеса подушке от поверхности прилегания опорного основания.
2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что углубления (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84) расположены симметрично как относительно продольной оси (58, 86), так и относительно поперечной оси (64, 88) прокладки (24, 72), проходящей в направлении участка пути.
3. Опора по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждое углубление (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84, 122, 124) с геометрией в форме кости имеет в направлении участка пути длину 1а, что расположенные в ряд параллельно поперечной оси (64, 88) углубления (38, 40, 78, 80, 122) находятся на расстоянии 1z от углублений (42, 44, 82, 84, 124), расположенных в другом ряду, причем 1,1· 1a≤1z≤1,5· 1a.
4. Опора по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что прокладка (24, 72) в соответствующей торцевой граничной области, прилегающей к углублениям (78, 80, 82, 84, 122, 124), имеющим геометрию в форме кости, имеет по одному дополнительному U-образному углублению (86, 88, 126), продольная сторона которого имеет максимальную ширину, которая соответствует длине 1а углублений, имеющих форму кости.
5. Опора по п.1, отличающаяся тем, что точки опоры рельсовых участков с одинаковым моментом сопротивления имеют эластичные прокладки (24) с одинаковой нагружаемой поверхностью, протяженность которых не зависит от нагружаемой поверхности днища подушки, обращенной к прокладке.
6. Опора по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что точки опоры рельсовых участков с различными моментами сопротивления имеют прокладки (24, 72, 116) с различной жесткостью.
