верхнее строение пути, прилегающего к искусственному сооружению

Формула изобретения

ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ, ПРИЛЕГАЮЩЕГО К ИСКУССТВЕННОМУ СООРУЖЕНИЮ, содержащее балластный слой, опирающуюся на балластный слой рельсошпальную решетку и упругую прокладку, уложенную в толще балластного слоя вдоль пути, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости балластного слоя путем обеспечения плавного изменения его жесткости, упругая прокладка расположена в продольной вертикальной плоскости наклонно, причем верхняя часть состыкована с зоной сопряжения искусственного сооружения и верхней поверхности балластного слоя, а нижняя установлена в контакте с основанием балластного слоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и может быть применено при сопряжении пути, расположенного на земляном полотне и пути на искусственном сооружении (мосты, тоннели, трубы), а также при сопряжении участков пути с разными типами предрельсового основания (деревянными шпалами, железобетонными плитами, железобетонными блоками).

Известно верхнее строение пути прилегающего к искусственному сооружению, например тоннелю, содержащее балластный слой с рельсошпальной решеткой. На участке сопряжения часть рельсов уложена на шпалах, а другая - на железнодорожных плитах. Уменьшение деформаций в балластной призме достигается за счет уменьшения давления рельсошпальной решетки на балластный слой путем сближения шпал и увеличения площади опирания железнодорожных плит на балласт. Расстояние между шпалами и ширина каждой плиты подобраны так, что жесткость пути, расположенного на подходе к искусственному сооружению, увеличивается, достигая жесткости пути, расположенного на искусственном сооружении. Участок сопряжения разделен на восемь ступеней, вследствие чего один большой уступ жесткости заменяется девятью мелкими, уменьшая деформации балластного слоя, но не устраняя их полностью.

Наиболее близкой к заявляемому решению является конструкция верхнего строения пути, прилегающего к искусственному сооружению, содержащая балластный слой, рельсошпальную решетку, опирающуюся на балластный слой и три упругие прокладки, уложенные в основании балластного слоя вдоль пути. Упругие прокладки уложены ступенчато в три слоя, повышая жесткость переходного пути за счет увеличения жесткости основания балластного слоя. При этом один большой уступ жесткости заменяется четырьмя мелкими.

Недостаток известной конструкции - сохранение мелких уступов жесткости, наличие которых приводит к скачкообразным изменениям жесткости пути. При движении поездов уступы жесткости являются источниками ударов, передающихся от колес поездов на рельсошпальную решетку и балластный слой. Балластный слой расползается, накапливая остаточные деформации. Между подошвами шпал и балластом возникают зазоры, усиливая ударное воздействие поездов на путь. Это приводит к увеличению интенсивности расползания балластного слоя и, как следствие - к нарушению устойчивости балластного слоя, искривлению рельсошпальной решетки.

Цель изобретения - повышение устойчивости балластного слоя путем обеспечения плавного изменения его жесткости в зоне верхнего строения пути, прилегающего к искусственному сооружению.

Указанная цель достигается тем, что в верхнем строении пути, прилегающего к искусственному сооружению, содержащем балластный слой, рельсошпальную решетку, опирающуюся на балластный слой, и упругую прокладку, уложенную в толще балластного слоя вдоль пути, упругая прокладка расположена в продольной вертикальной плоскости наклонно, причем верхняя ее часть состыкована с зоной сопряжения искусственного сооружения и верхней поверхностью балластного слоя, а нижняя - установлена в контакте с основанием балластного слоя.

На фиг. 1 показан переходной путь, разрез; на фиг. 2 - зависимость жесткости от расстояния l от искусственного сооружения.

Верхнее строение пути содержит рельсошпальную решетку 1, опирающуюся часть 2 на искусственное сооружение 3, а частями 4 и 5 - на балластный слой 6. В толще балластного слоя вдоль пути уложена прокладка 7, расположенная в продольной вертикальной плоскости наклонно. Верхняя ее часть состыкована с зоной сопряжения 8 искусственного сооружения и верхней поверхности балластного слоя, а нижняя установлена в контакте с основанием 9 балластного слоя.

Упругая прокладка расположена в пределах переходного участка пути, прилегающего к искусственному сооружению, длина которого при скорости движения поездов до 140 км/ч равна 50 м, а при скорости 141-200 км/ч - 100 м. Ширина упругой прокладки для равномерного распределения поездных нагрузок в толще балластного слоя должна быть равна ширине балластной призмы. Упругая прокладка в разрезе пути продольной вертикальной плоскостью может быть прямой линией постоянного уклона либо кривой переменного уклона, например параболой, либо другой линией, очертанием близкой к прямой, либо параболе, что обеспечивает наиболее равномерное изменение жесткости по длине переходного участка. Упругая прокладка может быть выполнена из прочного эластичного и шероховатого материала, например геотекстиля.

Устройство работает следующим образом. При движении поездов по переходному пути нагрузки, воспринимаемые рельсошпальной решеткой, передаются на балластный слой, содержащий упругую прокладку. Благодаря наклонному расположению прокладки в продольной вертикальной плоскости в толще балластного слоя, в каждом уровне балластного слоя создается своя жесткость. Жесткость, образованная взаимодействием балластного слоя и прокладки, изменяется от минимальной величины, соответствующей жесткости пути на подходе к искусственному сооружению, до максимальной, соответствующей жесткости пути на искусственном сооружении. Изменение жесткости от минимума к максимуму ввиду неразрывности и сплошности прокладки происходит плавно, без скачков и ступеней. В силу этого уступы жесткости (мощные источники ударов) отсутствуют и деформаций, вызванных ими, не происходит.

П р и м е р. Верхнее строение пути прилегает к тоннелю 3, максимальная скорость движения поездов по данному участку 140 км/ч. Прокладка уложена в балластном слое по прямолинейной в продольном профиле образующей. Нижний край прокладки расположен на расстоянии 50 м от тоннеля, на глубине 500 мм от рельсошпальной решетки 1. Верхний край прокладки прилегает к границе сопряжения 8 пути в тоннеле и пути переходного участка касаясь рельсошпальной решетки. Ширина прокладки 4,5 м. Прокладка образована раскаткой двух рулонов геотекстиля вдоль оси пути. Ширина каждого рулона - 2,5 м. Нахлест соседних полотен составляет 0,5 м. Изменение жесткости балластного слоя на переходном участке зависит от расположения прокладки в продольном профиле верхнего строения пути. Прямолинейное расположение прокладки обеспечивает плавное, без скачков, изменение жесткости балластного слоя, расположенного в пределах переходного участка пути, что видно по участку I графика жесткости (фиг. 2). Параболическое расположение прокладки обеспечивает плавность изменения жесткости балластного слоя на переходном участке, что видно по участку II графика жесткости. Сложное расположение прокладки обеспечивает плавное изменение жесткости в пределах переходного участка, что видно из графика жесткости по участку III. Переход участка III к точке IV (уровень жесткости в тоннеле) и переход от участка III к участку V (уровень жесткости обычного пути) является более плавными по сравнению с графиками жесткости прямолинейного и параболического вариантов расположения прокладки. Наиболее предпочтительным вариантом расположения прокладки является сложное, при котором обеспечивается плавное сооружение жесткости переходного участка с уровнем жесткости V на обычном пути с уровнем жесткости IV в тоннеле. Окончательный выбор варианта расположения прокладки в балластном слое переходного участка пути осуществляется в зависимости от класса железнодорожной линии и технических возможностей строительного подразделения.

Изобретение позволяет ликвидировать уступы жесткости верхнего строения пути, прилегающего к искусственному сооружению, что приводит к увеличению устойчивости и долговечности балластного слоя.