способ укладки балластного основания железнодорожного пути и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ укладки балластного основания скоростного железнодорожного пути, включающий подготовку и выравнивание земли для укладки, дробление материала основания пути, отличающийся тем, что материал основания пути ровным слоем высотой до 300 мм насыпают на металлическую арматуру, уложенную на выровненную землю, расплавляют насыпанный слой излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, оборудованных устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения в горизонтальной плоскости, охлаждают и в застывающем расплаве вращающимся водоохлаждаемым катком выдавливают впадины глубиной до 100 мм и размерами равными основанию шпалы, в которые после охлаждения закладывают шпалы готовых с рельсами секций железнодорожного пути.

2. Устройство для укладки балластного основания железнодорожного пути представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания, на опорной раме которой закреплены: кронштейн, удерживающий рулон арматурной металлической сетки с возможностью его вращения вокруг горизонтальной оси для разматывания сетки с ее укладкой на землю; бункер для дробленого материала основания пути с барабанным питателем, размещенным в нижней его части, для выдачи материала на сетку слоем по всей ширине машины; горизонтально расположенная балка, выравнивающая верх слоя материала основания пути; один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров для расплавления материала основания пути, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оборудованы устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения в горизонтальной плоскости; водоохлаждаемый каток с выступами, выдавливающими в остывающем и застывающем расплаве основания пути впадины для шпал, причем размеры выступов соответствуют ширине основания шпалы, и они размещены на катке с шагом, равным расстоянию между шпалами, закрепленными на рельсах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано прокладке новых железнодорожных путей.

Известен способ укладки секции железнодорожных рельсов с прикрепленными к ним шпалами на предварительно насыпанное и выровненное балластное основание из гравия. После укладки секции пространство между шпалами и под шпалами уплотняют пневматическими или электрическими трамбовками для придания жесткости и устойчивости полотну при эксплуатации (Советский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия. - 1981, с.106, 1095).

К недостаткам указанного способа следует отнести недостаточную надежность сохранения положения шпал и рельсов по вертикали и горизонтали из-за атмосферных осадков и большой переменной нагрузки и вибрации при прохождении поездов, что приводит к ограничению скорости их передвижения.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ укладки устойчивого железнодорожного полотна для высокоскоростных поездов без гравийной насыпи, в котором шпалы заливают бетоном в бетонный желоб, что позволяет получить более длительный срок бессервисной эксплуатации по сравнению с полотном на гравии (Советский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия. - 1981, с.106, 1533).

Недостатками прототипа являются высокие капитальные затраты на строительство полотна, связанные с использованием цемента, песка, щебня, воды, стационарных или передвижных бетономешалок и доставкой готового бетона к месту укладки.

Задачей изобретения является повышение прочности и надежности железнодорожного пути и увеличение скорости движения поездов.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе укладки балластного основания скоростного железнодорожного пути, включающем подготовку и выравнивание земли для укладки, дробление материала основания пути, причем материал основания пути ровным слоем высотой до 300 мм насыпают на металлическую арматуру, уложенную на выровненную землю, расплавляют насыпанный слой излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, оборудованных устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения в горизонтальной плоскости, охлаждают и в застывающем расплаве вращающимся водоохлаждаемым катком выдавливают впадины глубиной до 100 мм и размерами, равными основанию шпалы, в которые после охлаждения закладывают шпалы готовых (с рельсами) секций железнодорожного пути. Устройство для укладки балластного основания железнодорожного пути представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания, на опорной раме которой закреплены: кронштейн, удерживающий рулон арматурной металлической сетки с возможностью его вращения вокруг горизонтальной оси для разматывания сетки с ее укладкой на землю; бункер для дробленого материала основания пути с барабанным питателем, размещенным в нижней его части, для выдачи материала на сетку слоем по всей ширине машины; горизонтально расположенная балка, выравнивающая верх слоя материала основания пути; один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров для расплавления материала основания пути, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оборудованы устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения в горизонтальной плоскости; водоохлаждаемый каток с выступами, выдавливающими в остывающем и застывающем расплаве основания пути впадины для шпал, причем размеры выступов соответствуют ширине основания шпалы, и они размещены на катке с шагом, равным расстоянию между шпалами, закрепленными на рельсах.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо при строительстве новых и ремонте старых железнодорожных путей.

На чертеже показано устройство - самоходная машина для осуществления предлагаемого способа, где:

1 - рулон арматурной сетки;

2 - кронштейн для крепления сетки;

3 - земляная дорога;

4 - бункер;

5 - барабан-питатель;

6 - балка-выравниватель;

7 - полоса ограждения;

8 - лазеры;

9 - дизель-генератор;

10 - вращающийся каток;

11 - выступ;

12 - впадина для шпалы;

13 - двигатель внутреннего сгорания;

14 - кабина управления машиниста.

Предлагаемый способ укладки балластного основания скоростного железнодорожного пути осуществляется следующим образом. Рулон арматурной металлической сетки 1 закрепляют на кронштейне 2, и при движении машины разматывают и укладывают ее на предварительно подготовленный участок земляной дороги 3. Дробленый материал основания пути (гранит, щебенка или др.) грузовиком-самосвалом подают к машине и выгружают в приемный бункер 4, из которого барабан-питатель 5 насыпает материал основания пути ровным слоем высотой до 300 мм на уложенную арматурную сетку. Высоту слоя регулируют изменением положения балки-выравнивателя 6, а ширину и ровную форму боковых торцов слоя поддерживают полосами ограждения 7, расположенными с обеих сторон машины. Расплавление насыпанного и выровненного материала производят излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров 8 (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - С.549). Лазеры оснащены устройствами с целью непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости для обеспечения расплавления материала покрытия по всей площади основания пути и сокращения продолжительности плавления материала. Питание лазеров электроэнергией обеспечивает дизель-генератор 9, установленный на каркасе за лазерами. После расплавления жидкий материал основания пути попадает под вращающийся металлический водоохлаждаемый каток 10, который охлаждает его и расположенными на нем выступами 11 выдавливает впадины 12 глубиной до 100 мм и размерами, равными основанию шпалы с каналами для отвода воды атмосферных осадков, и шагом, равным расстоянию между шпалами, закрепленными на рельсах секции пути. Длина катка равна ширине основания пути. Передвижение машины обеспечивает двигатель внутреннего сгорания 13. Управление и контроль процессом укладки основания пути осуществляет машинист машины из кабины 14. После укладки основания пути поезд, монтирующий рельсовый путь, укладывает очередную секцию так, чтобы шпалы, закрепленные на рельсах, попали точно в подготовленные впадины, что обеспечит их надежное фиксированное положение в процессе эксплуатации.

Устройство для укладки балластного основания железнодорожного пути представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания, на опорной раме которой закреплены: кронштейн, удерживающий рулон арматурной металлической сетки с возможностью его вращения вокруг горизонтальной оси для разматывания сетки с ее укладкой на землю; бункер для дробленого материала основания пути с барабанным питателем, размещенным в нижней его части, для выдачи материала на сетку слоем по всей ширине машины; горизонтально расположенная балка, выравнивающая верх слоя материала основания пути; один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров для расплавления материала основания пути, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оборудованы устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения в горизонтальной плоскости; водоохлаждаемый каток с выступами, выдавливающими в остывающем и застывающем расплаве основания пути впадины для шпал, причем размеры выступов соответствуют ширине основания шпалы, и они размещены на катке с шагом, равным расстоянию между шпалами, закрепленными на рельсах.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволят повысить прочность и надежность железнодорожного пути и увеличить скорости движения поездов.