Стоманобетонна траверса с регулируемо междурелсие и монтаж на контрарелса за полагане в извити участъци на коловоза
Полезният модел се отнася до горното строене на железопътна линия и може да се използва на криви с малък радиус, в които междурелсието се определя от радиуса на кривата.
Предложен е дизайн на стоманобетонна траверса, състояща се от два подбраздени блока 1 и 2, различни по дължина и форма, и среден блок 3. И трите блока са твърда прътова траверса, подсилена с предварително напрегната армировка с периодичен профил. Между яката на траверсата от задната страна и облицовката с релсата с монтираната върху нея контрарелса е разположена междина С. В траверсата кухите форми за вградени части са монтирани на един подрелсов блок, като се вземе предвид разположението на точката на закрепване на релсата с насрещната релса, а от друга - за поставяне на единична релса (1 s.p. f-ly, 3 z.p. f-ly, 3 ill.)
Полезният модел се отнася до конструкцията на железопътна линия, по-специално до горното строене на коловоза, и може да се използва в криви участъци, включително криви с малък радиус, в които междурелсието се определя от радиуса на кривата.
Известно е устройство на стоманобетонна подрелсова основа, която включва траверси, плочи, легла, рамки [1, 2, 3, 4, 5]. Нито един от тези дизайни обаче не може да се използва с различни междурелсия, тъй като структурно е възможно да има междурелсие със същия размер, прието за прави участъци. От тези видове подрелсови фундаменти най-разпространени у нас и в чужбина са траверсите от предварително напрегнат стоманобетон. [1, 2, 3]
На достъпни и вътрешнозаводски пътища поради липса на територия и висока плътност на застрояванеизползват се криви с малки радиуси. Хоризонталните сили между ребордите на колелата на подвижния състав и главите на релсите в стръмни завои водят до интензивно износване на колелата и релсите, разпръскване на междурелсието и дори до дерайлиране на подвижния състав. Съгласно условията за монтиране на подвижния състав в криви с малък радиус се изисква увеличаване на междурелсието, както и монтиране на контрарелси по вътрешната резба на релсата, а в някои случаи и по вътрешната и външната.
За борба с тези негативни фактори, съгласно SNiP 32.01-95 (железопътни линии с междурелсие 1520 mm) с радиус по-малък от 250 m и SNiP 2.05.07-91 (промишлен транспорт) с радиус по-малък от 150 m, контрарелсите трябва да бъдат положени от страната на вътрешната резба на релсата.
В извити участъци на коловоза с радиус по-малък от 350 m, съгласно условията за надписване на подвижния състав, е необходимо да се организира разширяването на коловоза. Изискването за осигуряване на монтиране на самостоятелна контрарелса във вътрешната релса на кривата при използване на стандартни стоманобетонни траверси, както и разширяването на коловоза, се оказва невъзможно. В тази връзка към днешна дата контрарелсите като средство за осигуряване на безопасността на движението на влаковете със значително намаляване на износването на релсите се използват само в случай на използване на конструкцията на коловоза само с дървени траверси.
В тази връзка е уместно използването на стоманобетонни траверси в криви с малък радиус. За тези цели е необходимо да има конструкция на траверса с увеличена площ под релсата за монтиране на метална облицовка, върху която са монтирани едновременно релса и независима контрарелса. Закрепващият елемент на релсата и контрарелсата, за да се разшири междурелсието, трябва да могат да се изместват напречно спрямо оста на коловоза в рамките на необходимото разширение. По този начин междинното закрепване на релсататрябва да позволява такова движение.
Най-близкото техническо решение до претендирания полезен модел е конструкцията на стоманобетонни траверси тип ShS-1 [2] (фигура 1).
Задачата, която трябва да бъде решена от предложения полезен модел, е да се разработи стоманобетонен траверс с регулируем габарит и контрарелса, монтирана върху него, което прави възможно използването на прогресивна подрелсова основа, изработена от стоманобетон, в криви с малък радиус.
Предлага се стоманобетонна траверса с регулируем габарит и монтаж на контрарелса за полагане в извити участъци на коловоза, състояща се от два подрелсови и средни блока, свързани в един масивен прътов траверс с предварително напрегната прътова армировка от периодичен профил, в който подрелсовите блокове са направени с различни дължини и форми за монтиране на вътрешна релса с контрарелса и външна единична релса, докато между фланеца на траверсата от крайната страна и обшивката с монтирана върху нея релса с контра релса е подредена празнина.
Разстоянието между рамото на траверсата от страната на дупето и облицовката с монтираната върху нея релса с насрещната релса е равна на разликата между максималния габарит в криви с малък радиус и габарита в правия участък на коловоза.
Релсите на траверсата от единия си край са изместени към края и средата на траверсата, за да поемат увеличената дължина на обшивката, която служи за закрепване на релсата към контрарелсата.
В предложената траверса са монтирани кухини за вграждане на части в бетонни траверси на един подрелсов блок, като се вземе предвид местоположението на точката на закрепване на релсата с насрещната релса, а от друга - за поставяне на единична релса.
Предложеният стоманобетонен траверс е показан на фиг.1 Траверсата се състои от два подрелсови блока 1 и 2, различни по дължина и форма исреден блок 3. И трите блока представляват траверса от твърд прът, подсилена, подобно на траверса ShS-1, с предварително напрегната армировка от периодичен профил. Дължината и формата на блок 1 се променят поради факта, че върху него е фиксирана обща облицовка с релса и контра релса (фиг. 2), а от друга страна, отделна релса.
Общата облицовка 4 (фигура 2) е монтирана на платформата под релсата на блок 1 (фиг. 1) за монтиране на релсата на коловоза 5, контрарелсата 6. Облицовката 4 е единична опорна повърхност, върху която са заварени фланците 7 за свързване на релсата с облицовката и ограничителите 8 за фиксиране на контрарелсата 6. Улеят между работните ръбове на релсата на коловоза и контрарелсата (a) трябва да осигуряване на преминаването на всички гребени на колелата на подвижния състав, търкалящи се по вътрешната релса на извит участък от коловоза. Размерът на този жлеб се регулира с помощта на шайби 9. При настройване на габарита релсата от вътрешната страна на кривата се измества към края на траверсата поради пролуката (C) (фиг. 1) с разликата между габарита в кривата с малък радиус (например 1540 mm) и габарита в правия участък (например 1520 mm). Разстоянието между челната повърхност на общата метална облицовка и рамото на стоманобетонната траверса (С) трябва да осигурява това изместване (например 1540-1520=20 mm). Закрепването на облицовката се извършва с помощта на вградени болтове, монтирани в бетон и специални вложки (фиг. 3), монтирани в отворите 10 на металната облицовка 4 (фиг. 2). Задаването на необходимата ширина на коловоза в зависимост от радиуса на кривата се постига поради факта, че закрепващият възел на вътрешната релса с контрарелсата в извития участък на коловоза се премества към страната на полето с размера на необходимото разширение. Такова движение се осигурява благодарение на факта, че облицовката в краищата има правоъгълни отвори със страни 46×65 мм. Навграден болт, винт или вградена част прътът се поставя върху правоъгълна обшивка с отвор, размерите на вложките са показани на фиг.3. Стойността на ексцентрицитета на центъра на отвора спрямо средата на вградената част е разликата между средната ширина на коловоза в диапазона на промяна на ширината на коловоза, в нашия случай (1540 + 1520): 2 = 1530 mm и зададената ширина на коловоза на определена крива, например 1540 mm. В този случай ексцентрицитетът ще бъде 1540-1530=10 mm. Изчисленията на ексцентрицитета на отвора и разстоянието от центъра на отвора до ръбовете на вградената част са представени в таблица 1.
| маса 1 | ||||
| Ширина на коловоза (mm) | Разстояние от центъра на вградената част до краищата (mm) | Разлика между средната ширина на коловоза и текущата ширина на коловоза (mm) | Разстояние от центъра на отвора до левия ръб на вградената част (mm) | Разстояние от центъра на отвора до десния ръб на вградената част (mm) |
| 1520 | 65:2=32,5 | 1530-1520=10 | 32,5-10=22,5 | 32,5+10=42,5 |
| 1525 | 65:2=32,5 | 1530-1525=5 | 32,5-5=27,5 | 32,5+5=37,5 |
| 1530 | 65:2=32,5 | 1530-1530=0 | 32,5+0=32,5 | 32,5+0=32,5 |
| 1535 | 65:2=32,5 | 1535-1530=-5 | 32,5+5=37,5 | 32,5-5=27,5 |
| 1540 | 65:2=32,5 | 1540-1530=-10 | 32,5+10=42,5 | 32,5-10=22,5 |
Така за регулиране на 5 ширини на коловоза от 1520, 1525, 1530, 1535 и 1540 mm са необходими 3 стандартни размера на вградените части, тъй като за ширини на коловоза от 1535 и 1540 mm се използват вградени части за ширини на коловоза от 1520 и 1525 mm, завъртяни на 180°. Същите вложки се използват и в преходните криви, за да се осигури плавен преходот ширина на коловоза от 1540 мм до ширина на коловоза в правия участък от 1520 мм. Ширината на коловоза в криви с малък радиус и ширината на улея се задават в съответствие с разпоредбите [5], регулирането на ширината на улея се осигурява чрез използване на подложки.
Дължината на опорната платформа с наклон 1:20 на общата облицовка на стоманобетонния траверс трябва да осигурява дължината на общата облицовка [l] и допълнителната хлабина (C), за да се осигури регулиране на ширината на коловоза в зависимост от радиуса на кривата.
Ширината на рамото () се определя от силата му на разцепване под въздействието на хоризонтални сили и трябва да бъде не по-малка от тази, приета в типичен траверс ShS-1 (например 38-40 mm) въз основа на опита от дългосрочната експлоатация на тези траверси при различни работни условия.
Поради промени в конструкцията на стоманобетонния траверс и условията на експлоатацията му при натоварване на влак, изчисленията бяха извършени по метода, описан в [2]. Същата техника е използвана и при проектирането на стоманобетонен траверс ShS-1, приет в тази работа като по-близък аналог.
Резултатите от изчислението бяха както следва:
| Траверси в средата на релсовата платформа | В средата на спалното | |
| Краен момент на огъване, kN.m (tf.m) според условието: | ||
| издръжливост на бетона в зоната на натиск издръжливост на най-опънатата армировка устойчивост на пукнатини на бетона в зоната на опън | 16,6(1,66) 43,9(4,39) 13,5(1,35) 94,0(9,4) | -9.0(-0.90) -18.8(-1.88) -9.2(-0.92) 60.0(6.0) |
В участъка в средата на подрелсовата зона огъващият момент е 8,655 kN.m Стоманобетонна плоча-кух подсе отнася за конструкцията, а именно за конструкции от стоманобетонни плочи с вградени елементи и монтажни контури.