Сборно-разборная железнодорожная платформа и способ её перемещения
Изобретения относятся к строительству и могут быть использованы для строительства платформ широкого назначения, в том числе железнодорожных платформ. Сборно-разборная железнодорожная платформа включает скреплённый при помощи механических крепежей несущий каркас, выполненный из металлических профилей, опорные плиты, настил из штучных элементов и регулировочные элементы, предназначенные для регулирования положения платформы по вертикали относительно фундамента. При этом силовые балки несущего каркаса, размещенные на опорных плитах, имеют не менее двух горизонтальных прорезей, а каждая опорная плита имеет отверстия для расположения крепежных элементов, предназначенных для фиксации положения платформы относительно оси пути при регулировании ее по горизонтали. Технический результат - повышение надежности и технологичности платформы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Сборно-разборная железнодорожная платформа.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для строительства платформ широкого назначения, в том числе железнодорожных платформ.
Известно, что при эксплуатации железнодорожных платформ возникает необходимость регулировки пространственного положения платформы в двух направлениях – вертикальном (относительно фундамента) и горизонтальном (относительно оси пути). Вертикальная регулировка необходима для компенсации разнонаправленных смещений железнодорожного полотна вследствие интенсивных вибраций почвы, возникающих при прохождении составов. Горизонтальная регулировка необходима при проведении работ по ремонту или замене железнодорожных путей, в результате которых ось пути может быть смещена от исходного положения, и при проведении работ по обслуживанию железнодорожных путей, выполняемых с использованием негабаритной путевой техники, для пропуска которой требуется увеличение габарита приближения строений, расположенных вдоль пути. Таким образом, проведение путевых работ на участках установки железнодорожных пассажирских платформ регулярно влечет за собой необходимость трансформации (сужения либо наращивания) края платформы на ширину, компенсирующую нарушение габарита приближения вследствие проведения работ, либо в отдельных случаях - полной замены платформы.
Известно также, что устройство железнодорожных платформ и работы по трансформации края стационарной платформы требуют проведения крановых работ, которые в зоне железнодорожного полотна проводятся с обязательным обесточиванием контактного провода, что приводит к приостановке трафика на участке дороги и влечет за собой существенные экономические потери.
Известна платформа, содержащая множество, как правило, плоских панелей, каждая из которых опирается на множество, как правило, вертикальных опорных стоек, причем панели выполнены из полимера, армированного стеклом, и каждая из них содержит самую верхнюю сторону и самую нижнюю сторону, причем самая верхняя сторона удалена от самой нижней стороны и в целом параллельна самой нижней стороне, при этом предусмотрено множество соединительных перемычек, проходящих между и в целом перпендикулярно к самой верхней и нижней сторонам, соединительные перемычки образуют множество удлиненных ячеек между самой верхней стороной и самой нижней стороной панели /WO/2009/095661, B61B 1/02, E01F 1/00, 2009/. Платформа имеет легкую сотовую структуру, быстро возводится, легко транспортируется и имеется возможность регулировки платформы по вертикали и горизонтали, необходимой при установке платформы с учетом изменений высоты грунта и радиальных изменений рельсовых путей. К недостаткам данной конструкции можно отнести небольшой диапазон регулировки платформы в горизонтальном и вертикальном направлении, недостаточную надежность, связанную с горючестью и нестойкостью к ультрафиолетовому излучению конструкционных материалов, использование платформы только как временного сооружения.
Известна сборная модульная многоразовая платформенная система железнодорожной станции, которая выполнена с возможностью монтажа непосредственно в местах расположения станций и содержащая платформу, плоские бетонные плиты, опорные балки и фундаментные бетонные шпалы. Необходимая длина платформы определяет количество модулей, используемых для построения инфраструктуры. Платформенные модули собираются по прямой или изогнутой геометрической форме осевой линии рельсового пути и являются регулируемыми по горизонтали и по вертикали для компенсации изменений в требованиях к платформе, для уменьшения или минимизации межплатформенного зазора платформы/поезда /заявка AU2017100192, E01F 1/00, 11.07.2016/. К недостаткам известной платформы можно отнести технологические сложности при сборке, разборке и обслуживании платформы, обусловленные необходимостью применения специальных грузоподъёмных устройств, при этом регулировочный механизм предназначен только для точного позиционирования платформы при монтаже и компенсации незначительных отклонений, возникающих в процессе эксплуатации платформы, но не предназначен для регулирования вертикального и горизонтального положения платформы в диапазонах, требуемых для проведения путевых работ, и для компенсации возможных вертикальных смещений платформы.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции по технической сути является сборно-разборная железнодорожная платформа для постоянного или многократного временного использования, включающая скреплённый при помощи механических крепежей силовой каркас из холодногнутых оцинкованных профилей и механизм регулировки положения платформы по вертикали относительно фундамента без использования грузоподъемного оборудования. Механизм регулировки вертикального положения включает регулировочные элементы в виде предназначенных для заделки в фундамент вертикально расположенных шпилек, соединённых посредством гаек и контргаек с опорной плитой несущего каркаса. Настил может быть выполнен из металла или из полимерного композитного материала /RU 154730, E01F 1/00, 2015/ Данное техническое решение выбрано за прототип. К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие механизма горизонтальной регулировки положения платформы относительно оси пути и невозможность использования платформы в качестве стационарного сооружения ввиду несоответствия материала настила нормативным требованиям по огнестойкости и безопасности пассажиров.
Предлагаемое изобретение решает техническую проблему по устранению указанных недостатков, а именно по созданию быстровозводимой модульной сборно-разборной железнодорожной платформы с возможностью вертикальной и горизонтальной регулировки пространственного положения в диапазонах, достаточных для компенсации возможных смещений железнодорожного пути и для проведения любых видов путевых работ, в том числе с использованием любых видов негабаритной техники, с возможностью постоянного или многократного временного использования платформы, отвечающей нормативным требованиям по огнестойкости и безопасности пассажиров, оказывающей минимальную нагрузку на фундамент, технологичной в транспортировке, монтаже, демонтаже и регулировании, которые выполняются без применения кранового оборудования, за счет конструктивных особенностей платформы.
Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности и технологичности, и, как следствие, приносит значимый экономический эффект.
Технический результат реализуется за счет следующих конструктивных особенностей. Заявленная сборно-разборная железнодорожная платформа включает скреплённый при помощи механических крепежей несущий каркас, выполненный из металлических профилей, опорные плиты, настил из штучных элементов и регулировочные элементы, предназначенные для регулирования положения платформы по вертикали относительно фундамента, в виде вертикально расположенных шпилек, предназначенных для заделки в фундамент и соединённых посредством гаек и контргаек с опорными плитами. Отличительной особенностью предлагаемой платформы является то, что силовые балки несущего каркаса, размещенные на опорных плитах, имеют не менее двух горизонтальных прорезей, а каждая опорная плита имеет отверстия для расположения крепежных элементов, предназначенных для фиксации положения платформы относительно оси пути при регулировании ее по горизонтали.
Горизонтальные прорези размещены на нижних полках силовых балок и имеют длину, равную заданному диапазону горизонтального хода платформы, который может составлять до 1000 мм. Диапазон хода равен сумме положительного и отрицательного диапазонов горизонтальной регулировки платформы от номинального положения, при котором расстояние от рабочего края платформы до оси пути соответствует своему нормативному значению.
На каждой опорной плите расположено не менее одного крепежного элемента для фиксации платформы в горизонтальном положении, выполненного в виде разъемного механического крепежа.
Металлические профили силового каркаса предлагается выполнить из стали толщиной не менее 2 мм. Силовой каркас может состоять из стальных профилей различных типов, вес которых допускает их бескрановое перемещение и монтаж, например из холодногнутых профилей, прокатных профилей, сварных балок, фасонного проката либо их сочетания.
В частности, профили силового каркаса могут быть выполнены методом холодного профилирования из стали толщиной от 2 до 4 мм, причем вес каждого профиля не превышает 80 кг.
Настил платформы может быть выполнен из негорючего и износостойкого материала в виде штучных элементов, вес которых допускает их бескрановое перемещение и монтаж. В частности, штучные элементы настила могут быть выполнены из бетона, причем вес каждого элемента не превышает 80 кг.
Заявленный способ перемещения сборно-разборной железнодорожной платформы при регулировании ее положения по горизонтали осуществляется с помощью системы перемещения, состоящей из такелажных тележек и гидравлических домкратов, подключенных к переносной гидросистеме. Отличительной особенностью предлагаемого способа перемещения является то, что на фундаменте под силовыми балками соосно с ними устанавливают направляющие для такелажных тележек в виде стальных швеллеров, на такелажные тележки устанавливают гидравлические домкраты, на штоке каждого из которых размещают опорную площадку в виде стальной пластины, расслабляют крепежные элементы, соединяющие силовые балки с опорными плитами, с помощью гидросистемы каждый модуль платформы поочередно приподнимают над неподвижными опорными плитами, перемещают вручную с помощью такелажных тележек на заданное расстояние по горизонтали относительно оси пути, после чего опускают модуль на опорные плиты и закрепляют его в новом положении с помощью крепежных элементов через отверстия в опорных плитах и прорези в силовых балках.
При этом на каждой направляющей размещают не менее двух такелажных тележек и двух гидродомкратов. Такелажные тележки располагают таким образом, чтобы центр тяжести платформы в поперечном направлении находился между зонами ее опирания на элементы системы перемещения.
На фиг. 1 представлены платформа и система ее горизонтального перемещения в сборе, на фиг. 2 показан регулировочный механизм, где 1 – фундамент, 2 – шпилька анкерная, 3 – опорная плита, 4 – гайка и контргайка анкерные, 5 – балка силовая, 6 – прорезь силовой балки, 7 – крепежное отверстие опорной плиты, 8 – крепежный элемент, 9 – балка главная, 10 – балка второстепенная, 11 – плита покрытия, А – направляющая, Б – такелажная тележка, В – гидравлический домкрат, Г – опорная площадка, Д – гидравлический насос, Е – линейный распределитель потока, Ж – гидравлические рукава.
Несущий каркас каждого модуля платформы, включающий главные балки (9), второстепенные балки (10) и силовые балки (5) с прорезями (6), продольный размер которых составляет не менее величины заданного диапазона горизонтальных перемещений платформы, соединяется разъемным механическим крепежом (8) с устройством вертикальных перемещений платформы, включающим опорные плиты (3), выполненные в виде горизонтально-неподвижных протяженных стальных пластин с крепежными отверстиями (7), и по меньшей мере двух резьбовых анкерных шпилек (2), предназначенных для заделки в фундамент и соединённых с опорными плитами (3) посредством анкерных гаек и контргаек (4), используемых для вертикального перемещения опорной плиты на заданную высоту.
Способ горизонтального перемещения платформы реализуется при помощи комплекта переносного оборудования, включающего по меньшей мере два гидравлических домкрата (В), установленных на такелажные тележки (Б), перемещаемые по направляющей (А), выполненной в виде стального швеллера. Комплект оборудования для горизонтального перемещения конструктивно не связан с платформой и используется только во время проведения работ по ее перемещению.
Известно, что домкрат гидравлический представляет собой механическое устройство для поднятия грузов и работает при подключении к гидравлическому насосу через гидравлический рукав. При одновременной работе нескольких гидравлических домкратов может использоваться один гидравлический насос, соединенный с линейным распределителем потока, к которому подсоединены гидравлические рукава гидравлических домкратов.
Известно, что такелажные тележки предназначены для перевозки тяжелых грузов на относительно небольшие расстояния.
В состав комплекта переносного оборудования для перемещения платформы по горизонтали входят, например, такелажные тележки CRO4/CT, домкраты гидравлические низкие ДГН50М70Т, гидросистема, состоящая из насоса ручного гидравлического НРГ-7080, гидравлических рукавов РВД-2000, линейного распределителя потока РПЛ с нужным количеством портов.
Для горизонтального перемещения платформы разъемные крепежи (8), соединяющие несущий каркас через силовые балки (5) с опорными плитами (3), расслабляются, несущий каркас приподнимается посредством домкратов (В) и перемещается посредством такелажных тележек (Б) относительно горизонтально-неподвижных опорных плит (3) на заданное расстояние, после чего снова соединяется с ними разъемным крепежом (8) через прорезь силовой балки (6) и крепежное отверстие опорной плиты (7).
Дополнительно предлагается установить между домкратами (В) и силовыми балками (5) несущего каркаса платформы опорные площадки в виде стальных плоских элементов (Г), распределяющих сосредоточенную нагрузку на силовые балки, возникающую при их отрыве от опорных плит и опирании на штоки домкратов.
Пример реализации изобретения
На фиг.3 и фиг.4 показан образец платформы размерами 4000х24000 мм и номинальной высотой 1100 мм от головки рельса, состоящий из двух модулей размерами 4000х12000х1100 мм. Каждый модуль представляет собой отдельно стоящую конструкцию, сопряженную с фундаментом (1) посредством трех пар анкерных групп, расположенных с шагом 6000 мм вдоль оси пути и включающих каждая по четыре резьбовых анкер-шпильки (2) диаметром 24 мм, установленных на расстоянии 980 мм друг от друга в поперечном и 306 мм – в продольном направлениях, и по одной опорной плите (3) из листовой стали толщиной 16 мм с выполненными в ней двумя круглыми крепежными отверстиями (7) для крепления несущего каркаса платформы и четырьмя крепежными отверстиями для анкер-шпилек. Анкер-шпильки (2) используются как для крепления конструкции к фундаменту, так и для изменения ее вертикального положения относительно оси пути, которое осуществляется при помощи гаек и контргаек (4), установленных с обеих сторон опорной плиты (3). Длина анкер-шпилек подобрана таким образом, чтобы обеспечить диапазон вертикального хода платформы 300 мм (+150 мм ... -150 мм от номинального положения) и организовать зазор не менее 210 мм под опорной плитой, необходимый для размещения оборудования для перемещения платформы. В данном примере длина анкер-шпилек выше отметки верха головки рельса составляет 590 мм.
Сборно-разборный несущий каркас каждого модуля состоит из линейных стальных элементов весом не более 80 кг каждый, что позволяет выполнять их перемещение и монтаж без применения крановой техники, и включает:
- три поперечных силовых балки (5), установленные с шагом 6000 мм и состоящие из двух С-образных профилей высотой 250 мм и толщиной 3 мм, объединенных в единое открытое сечение при помощи болтов. Нижние полки силовых балок снабжены вытянутыми прорезями (6) шириной 22 мм, служащими для установки крепежных болтов (8), соединяющих силовые балки (5) несущего каркаса с опорной плитой (3) через крепежные отверстия (7). Длина прорези (6) задает диапазон горизонтального перемещения платформы и составляет в данном примере 800 мм;
- две продольные главные балки (9), установленные с шагом 2100 мм и состоящие из двух С-образных профилей высотой 280 мм и толщиной 3,5 мм, объединенных в единое открытое сечение при помощи болтов;
- поперечные второстепенные балки (10) из С-образных профилей высотой 160 мм и толщиной 2,5мм, установленные с шагом 500 мм и служащие опорой для настила платформы.
Настил выполнен из бетонных плит (11) шириной 395±1 мм, длиной 1000±1 мм и толщиной 70±0,5 мм, армированных 2-мя слоями сварной сетки 4 х 50 х 50 мм, располагаемыми на глубине 15 мм от верхней и нижней поверхностей плит. Класс бетона по прочности – В45 (600), по морозостойкости – F400.
В данном примере используется три вида плит:
1 – рядовые плиты со сплошной противоскользящей поверхностью типа «Шагрень»,
2 – плиты «зоны повышенной опасности» с комбинированной рабочей поверхностью: тактильная поверхность шириной 300 мм в форме цилиндричсеских выступов диаметром 25 мм и высотой 5-7 мм и противоскользящая поверхность типа «шагрень» шириной 100 мм,
3 – концевые плиты с краем, усиленным металлической полосой толщиной 5 мм и шириной 75 мм.
Каждая плита крепится к каркасу платформы 2-мя болтами М20, головки которых располагаются заподлицо с рабочей поверхностью плит, для чего в последних выполнены двухступенчатые сквозные отверстия, центры которых расположены на продольной оси плиты на расстоянии 45±1 мм от ее поперечных краев.
Вес каждой плиты не более 80 кг, что позволяет выполнять ее ручное перемещение и установку в проектное положение без привлечения крановой техники.
Вертикальное и горизонтальное перемещение платформы осуществляется помодульно и выполняется при помощи компактного ручного оборудования, развертывание и эксплуатация которого не требуют привлечения специальной техники и остановки железнодорожного трафика, т.е. организации «технологических окон». В данном примере используется следующий комплект оборудования и оснастки:
А) Направляющие в виде стальных швеллеров со стенкой сечением 20х250 мм, длиной 1500 мм – 3 шт.
Б) Такелажные тележки CRO/CT-4 - 6 шт.
В) Гидравлические домкраты ДГН50М70Т – 6 шт.
Г) Опорные площадки для распределения нагрузки в виде стальных пластин сечением 8х225 мм, длиной 280 мм – 6 шт.
Д) Насос ручной гидравлический НРГ-7080 – 1 шт.
Е) 8-портовый линейный распределитель потока типа РПЛ2-8 – 1 шт.
Ж) Рукава высокого давления типа РВД-2000 – 7 шт.
Перемещение модуля платформы выполняют следующим образом:
1. Расслабляют болты (8), соединяющие силовые балки (5) с опорными плитами (3).
2. Направляющие устанавливают под силовыми балками (5) соосно с ними.
3. На каждую направляющую устанавливают 2 системы перемещения – по одной на анкерную группу. Каждая система перемещения включает такелажную тележку с установленными на ней гидродомкратом и опорной площадкой. Такелажные тележки располагают таким образом, чтобы центр тяжести платформы в поперечном направлении находился между зонами ее опирания на систему перемещения.
4. Через рукава высокого давления гидродомкраты подключают к линейному распределителю потока, который, в свою очередь, подключается к гидравлическому насосу. При помощи полученной гидросистемы модуль платформы приподнимают над неподвижными опорными плитами (3) на 2…3 мм, после чего вручную перемещают посредством такелажных тележек по направляющим на требуемое расстояние. В данном примере платформа может быть смещена на расстояние до 200 мм по направлению к оси пути и до 600 мм от оси пути относительно номинального положения.
5. При помощи гидродомкратов опускают модуль платформы на опорные плиты (3) и закрепляют к ним болтами (8) через отверстия (7) в опорных плитах и прорези (6) в нижних полках силовых балок (5).
Выполнение конструкции сборно-разборной с соединениями на разъемных механических крепежах, а покрытия – из штучных элементов весом не более 80 кг каждый позволяет осуществлять монтаж и демонтаж платформы без применения грузоподъемного оборудования, а также многократно использовать платформу, в том числе для мобильного развертывания временных остановочных пунктов на любом участке пути.
Выполнение регулировочного элемента в виде горизонтально-неподвижной опорной плиты, соединенной с вертикальными шпильками и перемещаемой относительно них посредством гаек и контргаек, совместно с применением способа горизонтального перемещения платформы относительно горизонтально-неподвижной опорной плиты посредством домкратов и такелажных тележек, позволяют осуществлять горизонтальную и вертикальную регулировку пространственного положения платформы без ее трансформации и без использования кранового грузоподъемного оборудования, что приводит к исключению необходимости технологических окон.
Таким образом, заявленная сборно-разборная железнодорожная платформа и способ ее перемещения в совокупности обеспечивают достижение технического результата и значимого экономического эффекта.
1. Сборно-разборная железнодорожная платформа, включающая скреплённый при помощи механических крепежей несущий каркас, выполненный из металлических профилей, опорные плиты, настил из штучных элементов и регулировочные элементы, предназначенные для регулирования положения платформы по вертикали относительно фундамента, отличающаяся тем, что силовые балки несущего каркаса, размещенные на опорных плитах, имеют не менее двух горизонтальных прорезей, а каждая опорная плита имеет отверстия для расположения крепежных элементов, предназначенных для фиксации положения платформы относительно оси пути при регулировании ее по горизонтали.
2. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что металлические профили несущего каркаса выполнены из стали.
3. Платформа по п. 2, отличающаяся тем, что металлические профили несущего каркаса выполнены из стали толщиной от 2 до 4 мм методом холодного профилирования.
4. Платформа по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что металлические профили несущего каркаса имеют вес не более 80 кг каждый.
5. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что штучные элементы настила выполнены из негорючего износостойкого материала весом не более 80 кг каждый.
6. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что горизонтальные прорези размещены на нижних полках силовых балок и имеют длину до 1000 мм.
7. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что на каждой опорной плите расположено не менее одного крепежного элемента, выполненного в виде разъемного механического крепежа.
8. Способ перемещения сборно-разборной железнодорожной платформы при регулировании ее положения по горизонтали с помощью системы перемещения, состоящей из такелажных тележек и гидравлических домкратов, подключенных к переносной гидросистеме, отличающийся тем, что на фундаменте под силовыми балками соосно с ними устанавливают направляющие для такелажных тележек в виде стальных швеллеров, на такелажные тележки устанавливают гидравлические домкраты, на штоке каждого из которых размещают опорную площадку в виде стальной пластины, расслабляют крепежные элементы, соединяющие силовые балки с опорными плитами, с помощью гидросистемы каждый модуль платформы поочередно приподнимают над неподвижными опорными плитами, перемещают вручную с помощью такелажных тележек на заданное расстояние по горизонтали относительно оси пути, после чего опускают модуль на опорные плиты и закрепляют его в новом положении с помощью крепежных элементов через отверстия в опорных плитах и прорези в силовых балках.
9. Способ перемещения по п. 8, отличающийся тем, что такелажные тележки располагают таким образом, чтобы центр тяжести платформы в поперечном направлении находился между зонами ее опирания на элементы системы перемещения.
10. Способ перемещения по п. 8, отличающийся тем, что на каждой направляющей размещают не менее двух такелажных тележек и двух гидродомкратов.
