Шпала из бетона для железных дорог (варианты)



Шпала из бетона для железных дорог (варианты)
Шпала из бетона для железных дорог (варианты)
Шпала из бетона для железных дорог (варианты)

 


Владельцы патента RU 2540035:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к верхнему строению пути, а именно к шпалам из бетона, естественного или искусственного камня с арматурой или усилением. Арматура выполнена из кусков полимерной ленты с волнообразной поверхностью, плотностью 0,85÷0,99 т/м3, с размером кусков 30÷80 мм, которые вносятся в бетон перед заполнением бетоном формы, располагаются в бетоне хаотично, при этом расход полимерной ленты на один кубический метр бетона составляет 0,005÷0,01 м3. В каждом кубическом метре содержится 0,4÷0,9 миллиона кусков полимерной ленты. Арматура выполнена из композитного полимерного материала в форме стержней с рельефной поверхностью длиной 2,7÷3,0 м и стандартным количеством их в объеме шпалы. В качестве композитного полимерного материала использованы стеклопластик в форме стержней диаметром 2÷10 мм и углеволокно в форме стержней диаметром 1÷6 мм. Достигается исключение электропроводности, снижение массы и стоимости шпалы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

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

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 армирования, изготовленные из напряженного железобетона.

Недостатком железобетонной шпалы является электропроводность, значительная масса, высокая стоимость из-за применения металлической арматуры.

Цель изобретения - исключение электропроводности, снижение массы и стоимости шпалы.

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

Сущность изобретения заключается в том, что арматура выполнена из кусков полимерной ленты с волнообразной поверхностью, плотностью 0,85÷0,99 т/м3, с размером кусков 30÷80 мм, которые вносятся в бетон перед заполнением бетоном формы, располагаются в бетоне хаотично, при этом расход полимерной ленты на один кубический метр бетона составляет 0,005÷0,01 кубического метра, причем в каждом кубическом метре содержится 0,4÷0,9 миллиона кусков полимерной ленты, а сущность изобретения по п.2 заключается в том, что арматура выполнена из композитного полимерного материала в форме стержней с рельефной поверхностью длиной 2,7÷3,0 м и стандартным количеством их в объеме шпалы, при этом в качестве композитного полимерного материала использованы стеклопластик в форме стержней диаметром 2÷10 мм и углеволокно в форме стержней диаметром 1÷6 мм.

На фиг.1 представлено поперечное сечение бетонной шпалы 1 с размещенными в ней кусками полимерной ленты 2, на фиг.2 и 3 представлены поперечные сечения бетонной шпалы 1 с размещенной в ней арматурой из стеклопластика 3 и углеволокна 4.

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.

Предлагаемое устройство - шпала с композитным, полимерным армированием - позволяет не только устранить вышеназванные недостатки, но является перспективным продуктом, так как открывает возможность создать специальные полимерные материалы для железнодорожных шпал. Например, стеклопластик (http://www.armaplus.ru/) и углеволокно (http://www.rusnanonet.ru/products/77620A) обладают небольшим весом и стоимостью, коррозионной стойкостью, крепче на разрыв в 3,5 раза, долговечны, не электропроводны.

В варианте 1 (фиг.1) применяют полимерную ленту, изготовленную из полимерных нитей с высокой прочностью на разрыв, что придает полимерной ленте необходимую прочность. Волнообразная поверхность ленты улучшает ее сцепление с бетоном, небольшая плотность полимерной ленты позволяет при небольшом, по сравнению с бетоном, объеме добавлять в бетон очень большое количество кусков (0,4÷0,9 миллиона), что обеспечивает заполнение бетона по всему объему шпалы и нивелирует хаотичность расположения кусков.

В варианте 2 (фиг.2 и 3) для армирования применяют композитный полимерный материал в форме стержней диаметром 2÷10 мм для стеклопластика и 1÷6 мм для углеволокна (для металлической арматуры диаметр проволоки может колебаться от 3 до 14 мм. ГОСТ Р 54747-2011), что обеспечивает их стандартное количество в шпале.

Рельефная поверхность стеклопластиковых стержней обеспечивается выпуклой винтообразной нарезкой, а у углеволоконных стержней шероховатостью, что позволяет применять арматуру без концевых анкеров. Длина стержней 2,7÷3,0 м обусловлена размером шпалы.

Таким образом, предлагаемая конструкция шпалы из бетона и композитного полимерного материала исключает электропроводность, что позволяет избавиться от неметаллических элементов промежуточных рельсовых скреплений, предназначенных для изоляции рельсов от шпал, имеет меньший вес за счет низкой плотности и меньшую стоимость шпалы за счет низкой стоимости арматуры.

1. Шпала из бетона для железных дорог, включающая брус из бетона специального профиля с размещенной внутри него арматурой, отличающаяся тем, что арматура выполнена из кусков полимерной ленты с волнообразной поверхностью, плотностью 0,85÷0,99 т/м3, с размером кусков 30÷80 мм, которые вносятся в бетон перед заполнением бетоном формы, располагаются в бетоне хаотично, при этом расход полимерной ленты на один кубический метр бетона составляет 0,005÷0,01 м3, причем в каждом кубическом метре содержится 0,4÷0,9 миллиона кусков полимерной ленты.

2. Шпала из бетона для железных дорог, включающая брус из бетона специального профиля с размещенной внутри него арматурой, отличающаяся тем, что арматура выполнена из композитного полимерного материала в форме стержней с рельефной поверхностью длиной 2,7÷3,0 м и стандартным количеством их в объеме шпалы.

3. Шпала из бетона для железных дорог по п.2, отличающаяся тем, что в качестве композитного полимерного материала использован стеклопластик в форме стержней диаметром 2÷10 мм.

4. Шпала из бетона для железных дорог по п.2, отличающаяся тем, что в качестве композитного полимерного материала использовано углеволокно в форме стержней диаметром 1÷6 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для обеспечения скоростного движения пассажирских и грузовых поездов. Железобетонная шпала выполнена в виде армированного бруса с переменным подлине поперечным сечением.

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

Изобретение относится к конструкции верхнего строения пути и предназначено для восприятия нагрузки от подвижного состава. .

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

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 промышленному железнодорожному транспорту, способам и устройствам для изготовления железобетонных шпал. .

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к устройствам для крепления рельсов к железобетонным шпалам с пустотами под путейские болты.

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, а именно к устройствам для крепления рельсов к железобетонным шпалам. .

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 области железнодорожного транспорта, а именно к верхнему строению пути. Жесткое верхнее строение (1) пути содержит рельсошпальную решетку, содержащую бетонные шпалы (2) и рельсы (3) и расположенную на несущем слое (5). Анкерные блоки (7, 10) предназначены для анкерного крепления бетонных шпал (2) на несущем слое (5). Бетонные шпалы (2) имеют расположенную между опорами для рельсов среднюю область (6) с уменьшенной шириной. По обеим сторонам бетонной шпалы (2) расположен закрепленный на несущем слое (5) анкерный блок (7, 10), который зафиксирован на ровной поверхности несущего слоя (5). Достигается упрощение монтажа жёсткого верхнего строения пути. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх