Железобетонная шпала

Полезная модель относится к верхнему строению пути и может быть использовано в железных дорогах узкой колеи шахтных выработок. Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении надежности, долговечности, уменьшении веса шпалы, экономии материалов. В шахтном рельсовом транспорте все более широко применяют железобетонные шпалы. Шпала железобетонная содержит армированное тело переменного сечения, имеет возвышения на верхней поверхности под рельсы, опорную площадь, увеличенную за счет уширения подошвы, в средней части шпалы вдоль ее продольной оси симметрии выполнено сквозное отверстие, а армирование выполнено в виде пространственного каркаса с зафиксированными металлическими трубками и деревянными пробками для костыльного крепления.

Полезная модель относится к верхнему строению пути и может быть использована в железных дорогах узкой колеи шахтных выработок.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении надежности, долговечности, уменьшении веса шпалы, экономии материалов.

В шахтном рельсовом транспорте все более широко применяют железобетонные шпалы. Известна железобетонная шпала ШД-4 (Справочник. Подземный транспорт шахт и рудников. Под общей ред. Г.Я.Пейсаховича, И.П.Ремизова. - М.: Недра, 1985, с.358), преимуществом которой является значительно большой срок службы, увеличение сопротивляемости механическому износу. При железобетонных шпалах конструкция узла промежуточного скрепления имеет некоторые недостатки, связанные с устройством дюбелей в бетоне для забивки костылей или завинчивания шурупов, а также оставлением проемов для монтажа закладных болтов.

Известна шпала для железных дорог узкой колеи (Железнодорожный путь на железобетонных шпалах. Под ред. А.Ф.Золотарского. - М.: Транспорт, 1967, с.60) из обычного железобетона, имеет опорную площадь, увеличенную за счет уширения подошвы. Шпала предназначена для укладки на щебеночный балласт. Расчетное давление на подкладку 6,5 т при расчете на прочность и 4,3 т при расчете на трещиностойкость. Основная арматура - сталь марки 25Г2С периодического профиля, прочая арматура - проволока стальная. Расход металла на шпалу 6,3 кг, вес шпалы 88 кг. К недостаткам относится костыльное крепление. Во время движения поездов рельс при изгибе перед колесом приподнимается над шпалой и надергивает костыли. Костыли

время от времени добивают. Надергивание и периодическое добивание костылей приводит к быстрому падению их сопротивления на выдергивание, разрушению бетона вокруг деревянных пробок..

Известна шпала (RU 2089697, кл. Е 01 В 3/00, опубл. 1997.09.10), содержащая армированное тело, на вертикальных боковых поверхностях которого выполнены выступы и выемки, а в теле шпалы вдоль ее продольной оси симметрии выполнен канал.

К причинам, препятствующим достижению указанного выше технического результата при использовании известной железобетонной шпалы относится сложность ее конструкции.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является железобетонная шпала (А.с. №1772284, РФ, ОПБ №40, 1992 год, принято за прототип), имеющая переменное по длине сечение, подрельсовые углубления на верхней поверхности и выступы на подошве непосредственно под подрельсовыми углублениями. Выступы конгруэнтны углублениям и выполнены с продольными пазами.

К причинам, препятствующим достижению указанного выше технического результата при использовании известной железобетонной шпалы, принятой за прототип, относится ее массивность.

Предложенная конструкция железобетонной шпалы устраняет выше перечисленные недостатки.

Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг.1 шпала, вид сбоку, фиг.2 шпала, вид сверху, фиг.3 пространственный каркас шпалы, вид сбоку, фиг.4 пространственный канал шпалы, вид сверху). Шпала железобетонная содержит армированное тело 1, возвышения подрельсовые 2, нижнее основание 3, шире верхнего 4, деревянные пробки 5 в трубках 6 для крепления рельсов, сквозное отверстие 7, расширяющееся к основанию.

Сущность полезной модели заключается в следующем.

Шпала выполнена из бетона кл. В 30 на мелком щебне (фракция 5-10 мм).Армирование выполнено в виде пространственного каркаса (фиг.3, фиг.4), с зафиксированными трубками 6, с деревянными пробками 5 хвойных пород с глубокой пропиткой антисептиками для костыльного крепления рельс. Деревянные пробки после пропитки в сухом состоянии забивают в трубки до бетонирования. Шпала имеет опорную площадь 3, увеличенную за счет уширения подошвы (220 мм). Для облегчения веса шпалы и экономии материалов в среднем ее сечении выполнено сквозное отверстие 7 размерами сверху (460×60) меньшими, чем снизу (480×80).

В сравнении с прототипом предложенная железобетонная шпала обладает следующими преимуществами. Уменьшение габаритных размеров, уменьшение объема бетона, уменьшение веса рабочей арматуры, деревянные пробки находятся в металлических трубках, что сохраняет бетон при замене пробок. Предложена установка готового пространственного каркаса в металлоформу, в отличие от выполнения арматурных работ отдельными плоскими каркасами и стержнями. Сквозное отверстие в среднем сечении шпалы уменьшает вес шпалы, а также, за счет уменьшения опорной площади уменьшается воздействие упругого основания, что ведет к уменьшению изгибающего момента в середине шпалы.

Железобетонная шпала прошла испытания на трещиностойкость в подрельсовом и среднем сечении в соответствии с требованиями ГОСТ 8829-94 «Изделия строительные ж/б и бетонные заводского изготовления». Методы испытания нагруженном. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. В подрельсовом сечении при расчетном нагружении 6,65 т нагрузка была доведена до 7 т. Нагрузка поддерживалась постоянной в течение 2 мин. Затем нагрузка доведена до 8 т (5 мин.). Трещин нет.

В среднем сечении при расчетном нагружении 4,5 т нагрузка была доведена до 5 т. (2 мин.), нагрузка продолжена, трещины проявились при нагрузке 7,0 т.

Заключение: При контрольных нагрузках железобетонная шпала ШС1 выдержала испытания.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и аналогами, известными из существующего уровня техники, позволяет утверждать о соответствии этого решения критериям патентоспособности полезной модели.

Шпала железобетонная, содержащая армированное тело переменного сечения, имеющая возвышения на верхней поверхности под рельсы, опорную площадь, увеличенную за счет уширения подошвы, отличающаяся тем, что в средней части шпалы вдоль ее продольной оси симметрии выполнено сквозное отверстие, а армирование выполнено в виде пространственного каркаса с зафиксированными металлическими трубками и деревянными пробками для костыльного крепления.