Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії

Реферат: Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії містить брус шпали з елементами подовжньої арматури, що утворюють в бокових частинах бруса армовані зони, симетричні відносно вертикальної осі поперечного перерізу бруса, анкер, що виконаний в вигляді головки з двома направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, симетричними відносно подовжньої осі анкера і перпендикулярними осі рейки рейкової колії, та хвостовика, з'єднаного з головкою, замурованого в тілі бруса та виконаного з боковими розгалуженнями, які розміщені над армованими зонами бруса в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса, і з вертикальним стрижнем, який є продовженням хвостовика в нижній його частині та розміщений між армованими зонами залізобетонного бруса. Направляючі виконані в вигляді наскрізних отворів в головці, один з яких виконаний відкритим з вирізом по довжині отвору з бокової сторони головки з можливістю вільного введення в зазначений отвір прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми через зазначений виріз. UA 106269 U (12) UA 106269 U UA 106269 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до залізничного та промислового рейкового транспорту, зокрема до засобів закріплення рейки на залізобетонній попередньо напруженій шпалі в конструкціях проміжних рейкових скріпленнях з використанням пружних клем. Анкерний вузол проміжного рейкового скріплення з використанням пружних клем, як правило, містить власне анкер, який виконаний в вигляді головки з направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми та хвостовика, з'єднаного з головкою. В зібраному стані рейкового скріплення головка анкера виступає над підрейковою площадкою шпали, а хвостовик анкера замурований в тілі шпали. Прямолінійні кінцеві ділянки пружної клеми розміщені в направляючих головки. Притискна петля пружної клеми через опорний ізолюючий вкладиш притискує підошву рейки до шпали. Відомий анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії (Патент РФ № 109465, МПК Е01В 3/32, дата подання заявки 27.04.2011). Анкерний вузол містить брус шпали з підошвою і верхньою підрейковою площадкою для розміщення деталей рейкового скріплення та анкер, що виконаний в вигляді головки, що виступає над підрейковою площадкою, та хвостовика, з'єднаного з головкою та замурованого в тілі бруса. Брус шпали армований стрижньовими елементами, що розміщені уздовж бруса залізобетонного бруса з утворенням в бокових його частинах армованих зон, симетричних відносно вертикальної осі поперечного перерізу. Головка анкера виконана з засобами фіксації пружної клеми в робочому положенні. Хвостовик має форму двотавра в поперечному перерізі. Вільний кінець хвостовика виконаний з потовщенням. Хвостовик розташований між в брусі між армованими зонами. Загальними ознаками аналога та пристрою, що заявляється, є: анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, який включає брус шпали з елементами подовжньої арматури, що утворюють в бокових частинах бруса армовані зони, симетричні відносно вертикальної осі поперечного перерізу бруса, анкер, що виконаний в вигляді головки з засобами фіксації пружної клеми в робочому положенні, що виступає над підрейковою площадкою, та хвостовика, з'єднаного з головкою, замурованого в тілі бруса та розташованого між армованими зонами бруса. Надійність закріплення анкера в брусі шпали низька, так як конструкція хвостовика анкера не забезпечує достатнього анкерного ефекту. Брус шпали армований тільки подовжньою арматурою, елементи поперечної арматури відсутні. При експлуатації в умовах значних динамічних навантажень висока вірогідність виникнення та розвитку тріщин в повздовжній вертикальній площині бруса в неармованій зоні. Все зазначене знижує надійність анкерного вузла. Найближчим аналогом є анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії (Патент України № 96152, МПК Е01В 3/00, дата подання заявки 14.11.2014). Анкерний вузол містить залізобетонний брус шпали та анкер, який виконаний в вигляді головки, що виступає над підрейковою площадкою бруса, та хвостовика, що з'єднаний з головкою та замурований в тілі бруса. Брус виконаний з подовжньою арматурою, яка включає арматурні стрижні, що розміщені в бокових частинах бруса з утворенням двох армованих зон, симетричних відносно вертикальної осі бруса в поперечному його перерізі. Головка анкера виконана з направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми. Направляючі виконані в вигляді двох відкритих пазів на бокових поверхнях головки, симетричних відносно подовжньої осі анкера і перпендикулярних осі рейки рейкової колії. Пази виконані без елементів фіксації прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми з можливістю їх переміщення в межах зазначених отворів, що дає можливість при монтажі скріплення переміщати пружну клему в робоче положення шляхом насування клеми на головку анкера в напрямку, перпендикулярному осі рейки рейкової колії. Хвостовик анкера виконаний з розгалуженнями в вигляді радіальних стрижнів, які розташовані з протилежних сторін хвостовика попарно уздовж подовжньої осі хвостовика та з вертикальним стрижнем, який є продовженням хвостовика в нижній його частині. Радіальні стрижні розташовані в тілі бруса над армованими зонами бруса в площині, що перпендикулярна поздовжній осі бруса. Вертикальний стрижень розміщений в тілі бруса між армованими зонами бруса. Розміщення радіальних стрижнів в верхній неармованій частині бруса зазначеним вище чином забезпечує армування верхньої неармованої частини бруса в поперечному напрямку, що попереджує утворення поздовжніх тріщин у тілі бруса шпали. 1 UA 106269 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Розміщення вертикального стрижня між армованими зонами залізобетонного бруса, де мають місце стискувальні напруження від подовжньої арматури, підвищує анкерний ефект. Розгалуження можуть бути виконані в вигляді двох пар радіальних стрижнів - верхньої пари та нижньої пари. Радіальні парні стрижні можуть бути виконані з нахилом симетрично відносно подовжньої осі хвостовика або перпендикулярно подовжній осі хвостовика. На кінцях радіальних стрижнів виконані головки, а вільний кінець вертикального стрижня виконаний з потовщенням, чим підвищується анкерний ефект закріплення хвостовика в брусі шпали. Кінці протилежних радіальних стрижнів сусідніх пар можуть бути з'єднані між собою з утворенням сумісно з хвостовиком фігури "Ф"-подібної форми. Загальними ознаками найближчого аналога та пристрою, що заявляється, є: анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, який включає брус шпали з елементами подовжньої арматури, що утворюють в бокових частинах бруса армовані зони, симетричні відносно вертикальної осі поперечного перерізу бруса, анкер, що виконаний в вигляді головки з двома направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, симетричними відносно подовжньої осі анкера і перпендикулярними осі рейки рейкової колії, та хвостовика, з'єднаного з головкою, замурованого в тілі бруса та виконаного з боковими розгалуженнями, які розміщені над армованими зонами бруса в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса, і з вертикальним стрижнем, який є продовженням хвостовика в нижній його частині та розміщений між армованими зонами залізобетонного бруса. Зазначені особливості виконання та розміщення хвостовика в тілі бруса шпали підвищують надійність закріплення анкера та попереджують утворення подовжніх тріщин в тілі бруса при експлуатації в умовах значних динамічних навантажень. Однак, виконання направляючих для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми в вигляді двох відкритих пазів на протилежних бокових поверхнях головки обмежує можливості використання анкерного вузла для різних типів пружних рейкових скріплень, тобто обмежує універсальність анкерного вузла. Відомо, що найбільш широке застосування знайшли пружні безболтові рейкові скріплення двох типів, які, головним чином, відрізняються особливостями монтажу пружної клеми в рейковому скріпленні (особливостями переведення пружної клеми з проміжного технологічного положення в її робоче положення). Так, в одному типі рейкового скріплення монтаж пружної клеми виконують шляхом насування клеми на головку анкера в напрямку до рейки рейкової колії до попадання носика притискної петлі на відповідну ділянку опорного вкладиша, через який притискне зусилля пружної клеми передається на підошву рейки рейкової колії. При цьому прямолінійні кінцеві ділянки пружної клеми переміщуються уздовж направляючих головки анкера в напрямку до рейки рейкової колії. В другому типі - монтаж пружної клеми виконують шляхом провертання клеми навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, яка вставлена в один із направляючих отворів головки анкера до попадання другої (вільної) прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми в протилежний направляючий отвір, а носика притискної петлі на відповідну ділянку опорного вкладиша. Бажано, щоб виконання анкерного вузла давало б можливість його використання для різних типів пружних рейкових скріплень, що не забезпечується прототипом. Виконання направляючих в вигляді відкритих пазів на протилежних бокових головках (прототип) пристосовано для рейкових скріплень, в яких монтаж пружної клеми виконують шляхом насування клеми на головку анкера в напрямку до рейки рейкової колії. Монтаж пружної клеми шляхом її провертання навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок вимагає надійної фіксації зазначеної прямолінійної ділянки в одній із направляючих головки в процесі провертання клеми, що не досягається в прототипі із-за виконання направляючих в вигляді відкритих пазів на бокових поверхнях головки анкера. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення анкерного вузла шпали залізобетонної для рейкової колії, в якому за рахунок конструктивних особливостей виконання головки анкера забезпечується можливість використання анкерного вузла для різних типів пружних рейкових скріплень, тобто забезпечується універсальність анкерного вузла. Поставлена задача вирішується тим, що в анкерному вузлі шпали залізобетонної для рейкової колії, який містить брус шпали з елементами подовжньої арматури, що утворюють в бокових частинах бруса армовані зони, симетричні відносно вертикальної осі поперечного перерізу бруса, анкер, що виконаний в вигляді головки з двома направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, симетричними відносно подовжньої осі анкера і перпендикулярними осі рейки рейкової колії, та хвостовика, з'єднаного з головкою, замурованого в тілі бруса та виконаного з боковими розгалуженнями, які розміщені над 2 UA 106269 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 армованими зонами бруса в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса, і з вертикальним стрижнем, який є продовженням хвостовика в нижній його частині та розміщений між армованими зонами залізобетонного бруса, згідно з корисною моделлю направляючі виконані в вигляді наскрізних отворів в головці, один з яких виконаний відкритим з вирізом по довжині отвору з бокової сторони головки з можливістю вільного введення в зазначений отвір прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми через зазначений виріз. Зазначені ознаки є суттєвими ознаками корисної моделі. Зазначене виконання направляючих отворів в головці, один з яких виконаний відкритим з вирізом по довжині отвору з бокової сторони головки з можливістю вільного введення в зазначений отвір прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми через зазначений виріз забезпечує: - можливість монтажу пружної клеми шляхом насування клеми на головку анкера в напрямку до рейки рейкової колії до попадання носика притискної петлі на відповідну ділянку опорного вкладиша, через який притискне зусилля пружної клеми передається на підошву рейки рейкової колії. - можливість монтажу пружної клеми шляхом провертання клеми навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, яка вставлена в один із направляючих отворів головки анкера, до попадання другої (вільної) прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми в протилежний направляючий отвір через боковий виріз, а носика притискної петлі на відповідну ділянку опорного вкладиша, через який притискне зусилля пружної клеми передається на підошву рейки рейкової колії. Конструктивні особливості виконання анкерного вузла забезпечують можливість використання анкерного вузла для різних типів пружних рейкових скріплень, тобто забезпечують універсальність анкерного вузла. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де представлений опис анкерного вузла шпали залізобетонної для рейкової колії. Фіг. 1 - Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, поперечний розріз. Фіг. 2 - Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, поздовжній розріз. Фіг. 3-7 - Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, приклади виконання розгалужень хвостовика. Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії включає брус 1 шпали з підошвою 2 і підрейковою площадкою 3 на верхній поверхні бруса 1 та анкер, що виконаний в вигляді головки 4, яка виступає над підрейковою площадкою 3, та хвостовика 5, що з'єднаний з головкою 4 та замурований в тілі бруса 1. Брус 1 шпали виконаний з попередньо напруженою повздовжньою арматурою в вигляді арматурних проволок 6, що розміщені в бокових частинах бруса 1 з утворенням двох армованих зон 7, симетричних відносно вертикальної осі 8 бруса 1 в поперечному його перерізі; Головка 4 анкера призначена для обмеження поперечних переміщень рейки рейкової колії (не показана) і закріплення пружної клеми (не показана) в її робочому положенні, в якому вона своїми пружними елементами притискує підошву рейки до підрейкової площадки 3 бруса 1. Головка 5 виконана з двома направляючими наскрізними отворами 9, 10 для розміщення в них прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми. Зазначені отвори 9, 10 виконані в головці 4 в напрямку, перпендикулярному осі рейки рейкової колії. Один з направляючих отворів (отвір 9) в головці 4 виконаний закритим. Другий направляючий отвір (отвір 10) в головці 4 виконаний відкритим з вирізом 11 по довжині зазначеного направляючого отвору 10 з відповідної бокової сторони головки 4 з можливістю вільного введення в зазначений отвір 10 прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми через зазначений виріз 11, Висота вирізу 11 h повинна бути не менше діаметра прутка прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми. Хвостовик 5 має розгалуження, які виконані в вигляді бокових стрижнів 12, 13, що розміщені над армованими зонами 7 бруса 1 в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса 1, і з вертикальним стрижнем 14, який є продовженням хвостовика 5 в нижній його частині та розміщений між армованими зонами 7 бруса 1. Розміщення бокових стрижнів 12, 13 над армованими зонами 7 бруса 1 в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса 1, попереджує утворення поздовжніх тріщин в тілі бруса 1 в умовах значних динамічних навантажень, які характерні для швидкісного руху залізничного транспорту, так як стрижні 12, 13 виконують функцію поперечної арматури бруса 1 в його верхній неармованій частині. Розміщення вертикального стрижня 14 між армованими зонами 7 бруса 1, де мають місце стискувальні напруження від дії повздовжньої арматури 6, підвищує анкерний ефект закріплення хвостовика 5 в тілі бруса 1. 3 UA 106269 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Між боковими стрижнями 12, 13, вертикальним стрижнем 14 та арматурними проволоками 6 мають місце захисні шари, що електрично ізолюють хвостовик 5 від повздовжньої арматури 6. Розгалуження можуть бути виконані в вигляді двох пар бокових стрижнів 12, 13 - верхньої пари (стрижні 12) та нижньої пари (стрижні 13), розташованих з протилежних сторін хвостовика 5 уздовж повздовжньої осі хвостовика 8. При цьому, бокові стрижні 12 можуть бути з'єднані з поперечним ребром 15 хвостовика 5, а бокові стрижні 13 - із вертикальним стрижнем 14 хвостовика 5. Бокові стрижні 12, 13 можуть бути виконані з нахилом або перпендикулярно відносно повздовжньої осі 8 хвостовика 5. Кінцеві частини бокових стрижнів 12, 13 сусідніх пар можуть бути з'єднаними між собою, утворюючи сумісно з хвостовиком 5 фігуру "Ф»-подібної форми. Кінцеві частини бокових стрижнів 12, 13, або їх з'єднань, можуть бути виконані з головками або потовщеннями 16, вільний кінець вертикального стрижня 14 - з головкою чи потовщенням 17. Поверхня бокових стрижнів 12, 13 та вертикального стрижня 14 хвостовика 5 може бути гладкою або виконана з періодичним профілем по їх довжині. Зазначене виконання бокових стрижнів 12, 13 та вертикального стрижня 14 з потовщеннями 16, 17 додатково підвищує надійність закріплення анкера 5 в залізобетонному брусі 1. Розгалуження хвостовика можуть мати різне виконання. На фіг. 1 показане виконання, коли стрижні 12 верхньої пари виконані симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону нижньої пари стрижнів 13, а стрижні 13 нижньої пари орієнтовані перпендикулярно поздовжній осі хвостовика. Кінці відповідних стрижнів 12, 13 з'єднані між собою. В місці з'єднань виконані потовщення 16. На фіг. 3 показане виконання, коли стрижні 12 верхньої пари виконані симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону нижньої пари стрижнів 13, стрижні 13 нижньої пари орієнтовані перпендикулярно поздовжній осі хвостовика. Кінці стрижнів 12, 13 вільні (не з'єднані між собою). На вільних кінцях стрижнів 12, 13 виконані потовщення 16. На фіг. 4 показане виконання, коли стрижні 12, 13 виконані вигнутими та симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону вертикального стрижня 14. Кінці відповідних стрижнів 12, 13 з'єднані між собою. В місці з'єднань виконані потовщення 16. На фіг. 5 показане виконання, коли стрижні 12 верхньої пари орієнтовані перпендикулярно поздовжній осі хвостовика, а стрижні 13 нижньої пари виконані симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону верхньої пари стрижнів 12. Кінці відповідних стрижнів 12, 13 з'єднані між собою. В місці з'єднань виконані потовщення 16. На фіг. 6 показане виконання, коли стрижні 12 верхньої пари виконані симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону нижньої пари стрижнів 13, а стрижні 13 нижньої пари виконані симетрично похилими відносно повздовжньої осі хвостовика в сторону верхньої пари стрижнів 12. Кінці відповідних стрижнів 12, 13 з'єднані між собою. В місці з'єднань виконані потовщення 16. На фіг. 7 показане виконання, коли як стрижні 12 верхньої пари, так і стрижні 13 нижньої пари виконані перпендикулярно поздовжній осі хвостовика. Кінці відповідних стрижнів 12, 13 з'єднані між собою за допомогою додаткових стрижнів 18. На додаткових стрижнях 18 виконані потовщення 16. Наведені приклади виконання хвостовика не є вичерпними. Корисна модель, що заявляється, дає можливість використання анкерного вузла для різних типів пружних рейкових скріплень - як з насуванням клеми на головку анкера в напрямку до рейки рейкової колії, так і з провертанням клеми навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок клеми, яка вставлена в один із направляючих отворів головки анкера, шляхом провертання клеми навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, тобто забезпечує універсальність анкерного вузла. Монтаж пружної клеми рейкового скріплення, в якому передбачається насування клеми на головку анкера в напрямку до рейки рейкової колії, виконують наступним чином. В вихідному положенні прямолінійні кінцеві ділянки пружної клеми заводять в направляючі отвори (9, 10) головки 4 анкера. За допомогою спеціального важільного пристрою переміщують пружну клему в напрямку до рейки рейкової колії. При цьому прямолінійні кінцеві ділянки пружної клеми вільно переміщуються в направляючих отворах 9, 10 головки 4 анкера, а носик притискної петлі пружної клеми ковзає по відповідній поверхні головки 4 анкера. Зазначене переміщення клеми (насування на головку) в процесі її монтажу здійснюють до попадання носика притискної петлі пружної клеми на визначену ділянку опорного вкладиша, коли пружна клема займає своє робоче положення в рейковому скріпленні. 4 UA 106269 U 5 10 Монтаж пружної клеми рейкового скріплення, в якому передбачається провертання клеми навколо осі однієї з прямолінійних кінцевих ділянок, виконують наступним чином. В вихідному положенні одну з прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми вставляють в закритий направляючий отвір 9 головки 4 анкера. За допомогою спеціального важільного пристрою пружну клему провертають навколо прямолінійної кінцевої ділянки, що вставлена в закритий направляючий отвір 9. При цьому друга (вільна) прямолінійна кінцева ділянка пружної клеми ковзає по відповідній поверхні головки анкера. Зазначене провертання пружної клеми в процесі її монтажу здійснюють до попадання вільної прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми в відкритий направляючий отвір 10 в головці 4 анкера через виріз 11, а носика притискної петлі пружної клеми - на визначену ділянку опорного вкладиша, коли пружна клема займає своє робоче положення в рейковому скріпленні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Анкерний вузол шпали залізобетонної для рейкової колії, який містить брус шпали з елементами подовжньої арматури, що утворюють в бокових частинах бруса армовані зони, симетричні відносно вертикальної осі поперечного перерізу бруса, анкер, що виконаний в вигляді головки з двома направляючими для розміщення прямолінійних кінцевих ділянок пружної клеми, симетричними відносно подовжньої осі анкера і перпендикулярними осі рейки рейкової колії, та хвостовика, з'єднаного з головкою, замурованого в тілі бруса та виконаного з боковими розгалуженнями, які розміщені над армованими зонами бруса в площині, перпендикулярній поздовжній осі бруса, і з вертикальним стрижнем, який є продовженням хвостовика в нижній його частині та розміщений між армованими зонами залізобетонного бруса, який відрізняється тим, що направляючі виконані в вигляді наскрізних отворів в головці, один з яких виконаний відкритим з вирізом по довжині отвору з бокової сторони головки з можливістю вільного введення в зазначений отвір прямолінійної кінцевої ділянки пружної клеми через зазначений виріз. 5 UA 106269 U 6 UA 106269 U 7 UA 106269 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8