Составная шпала

(51) 01 3/10 (2011.01) 27 3/14 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Составная шпала состоит из двух бетонных концевых оснований, соединенных между собой базальтопластиковыми стержнями,незамоноличенная часть которых между концевыми основаниями заполнена упругопластическим материалами и в отличие от прототипа надежно защищена от осадков и температурных перепадов. Упругопластическая масса является не только защитой от погодных явлений, но и основательно увеличивает упругость и прочность базальтопластиковых стержней. Реализация составной шпалы позволит резко сократить объемы потребления дорогой стальной арматуры, улучшит состояние балластного слоя железнодорожного пути, уменьшит затраты на подбивку балласта под шпалы,улучшит экономические показания эксплуатации железнодорожного пути,продлит сроки эксплуатации шпалы, рельсов и колесных пар за счет частичного погашения динамических нагрузок на подвижной состав и все составляющие верхнего состояния пути.(72) Адилов Жексенбек Макеевич Жараспаев Мырзагалий Бертаев Куандык Смакович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, предназначено служить опорой рельсов, является основанием для деталей рельсового скрепления, воспринимает от рельсов и скрепления эксплуатационные усилия и передает их на балластный слой и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных,в тоннелях,метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий. Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, предназначено служить опорой рельсов, является основанием для деталей рельсового скрепления, воспринимает от рельсов и скреплений эксплуатационные усилия и передает их на балластный слой и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных,в тоннелях,метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий. Авторам известна железобетонная шпала по ГОСТ 10629-90, по которому изготавливаются брусковые струнобетонные шпалы, в которых для создания предварительного напряжения в шпале до ее бетонирования натягивают высокопрочную проволоку продольной арматуры,после схватывания бетона концы проволоки освобождают,и она обжимает бетон. Шпалы изготавливают из тяжелого бетона марки 500. К недостаткам таких шпал относят, прежде всего, большая потребность в металле, что резко увеличивают стоимость шпалы, значительная масса,сложность крепления рельса к шпале, потребность в специальных изоляционных материалах и, самое главное, большая жесткость шпалы, что ведет к повышенным нагрузкам на подвижной состав в момент прохождения колесами стыков рельсов и на поворотах. Авторами выбрана в качестве прототипа составная шпала Патент РФ 2256020,опубликовано 10.07.2005 года, МПК Е 01 В 3/10,которая собрана из двух цельных деревянных брусков с тремя глухими отверстиями под резьбу в каждом бруске, соединенных между собой в горизонтальной плоскости тремя круглыми деревянными стержнями, имеющими на концах левую и правую резьбу, при этом цельный деревянный брусок и один конец круглого деревянного стержня в резьбовой его части соединены стопорной деревянной втулкой,а сечение бруса соответствует сечению цельнобрусковой шпалы. Составная шпала такого типа работает достаточно жестко и практически недолговечна. Наличие деревянных брусков с деревянной резьбой,вкрученных в бруски, не позволяет изолировать резьбу от осадков и температурных перепадов, что резко сокращает надежность такой шпалы и уменьшает ее срок службы. Задачей изобретения является - разработка и изготовление прочной и надежной долговечной шпалы обеспечивающей щадящие нагрузки на подвижной состав, что предполагает увеличение сроков службы рельсов и колесных пар. Составная шпала состоит из двух бетонных концевых оснований, соединенных между собой базальтопластиковыми стержнями,незамоноличенная часть которых между концевыми основаниями заполнена упругопластическим материалом и в отличие от прототипа надежно защищена от осадков и температурных перепадов. Упругопластическая масса является не только защитой от погодных явлений, но и основательно увеличивает упругость и прочность базальтопластиковых стержней. Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод,что предлагаемое решение обладает существенной новизной. Технический результат заключается в том, что упругопластическая масса и базальтопластиковые стержни обладая большой упругостью,обеспечивают более мягкий режим работы шпалы и частичное погашение динамических нагрузок, на все составляющие верхнего строения пути и подвижной состав. Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и физико-механическими характеристиками базальтопластиковых стержней,приведенными в таблице. Таблица Плотность, кг/м 3 Предел прочности при растяжении, МПа не менее Модуль упругости при растяжении, МПа, не менее Предел прочности при изгибе, МПа, не менее Предел прочности при сжатии, МПа, не менее Предел прочности при сдвиге вдоль волокон, МПа, не менее Водопоглощение, , не более Шпала (Фиг.) состоит из двух концевых оснований (1), базальтопластиковых стержней(арматуры) (2) и упругопластического материала (3). В концевые бетонные основания 1 замоноличены базальтопластиковые стержни (арматуры) 2, а незамоноличенная часть стрежней между бетонными основаниями заполнена упругопластическим материалом 3. Шпала работает следующим образом. При прохождении подвижного состава основная нагрузка ложится на рельсы и концевые основания шпалы. При этом упругопластическая масса шпалы и базальтопластиковая арматура, обладая большой упругостью, частично гасят динамические нагрузки и создают более мягкий режим работы шпалы. Составная шпала укладывается в железнодорожный путь по стандартной технологии укладки шпал на балласт или упругое основание железнодорожного пути с подбивкой балласта под концевые основания шпалы. Реализация составной шпалы позволит резко сократить объемы потребления дорогой стальной 2 арматуры, улучшит состояние балластного слоя железнодорожного пути, уменьшит затраты на подбивку балласта под шпалы,улучшит экономические показания эксплуатации железнодорожного пути,продлит сроки эксплуатации шпалы, рельсов и колесных пар за счет частичного погашения динамических нагрузок на подвижной состав и все составляющие верхнего состояния пути. В Казахстане неисчерпаемые запасы базальта. Поэтому освоение методов изготовления базальтопластиковых стержней составных шпал вполне реально. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Составная шпала, состоящая из двух бетонных концевых оснований соединенных между собой круглыми стержнями, отличающаяся тем, что в бетонные концевые основания замоноличены концы стержней из базальтопластика, а незамоноличенная часть стержней между концевыми основаниями заполнена упругопластическим материалом.