Будова верхньої частини безстикової трамвайної колії

Корисна модель відноситься до області дорожнього будівництва, зокрема до конструкцій верхньої будови трамвайної колії, що містить підрейкову основу з послідовно покладених залізобетонних плит. Найбільш успішно ця корисна модель може знайти застосування при будівництві або реконструкції вуличних дорожніх покриттів з убудованими в них невідособленими від проїзної частини трамвайними коліями. У теперішній час на міських вулицях для ула штування верхньої будови трамвайної колії найбільше широко застосовуються суцільні покриття (так звані безшовні). Суцільні асфальтобетонні покриття трамвайних колій [дивися, наприклад, Ю. М. Коссой. Рейкова колія на міській вулиці". Нижній Новгород; видавництво Нижегородського державного університету, 1992р., с.37-38] виконуються, як правило, двошаровими: нижній шар із грубозернистого асфальтобетону, вер хній шар - із дрібнозернистого асфальтобетону. При цьому вся прирейкова зона покриття, як правило, виконується із дрібнозернистого асфальтобетону. Усередині колії покриття розташовується на одному рівні з поверхню жолобчастої трамвайної рейки, а із зовнішнього боку колії на 4-8мм нижче поверхні головки рейки. Спосіб виготовлення асфальтобетонного покриття полягає в пошаровому укладанні гарячої асфальтобетонної суміші, її розрівнюванні й ущільненні укоченням. При цьому особливу увагу приділяють доданню необхідних уклонів поверхні, рівності покриття і його особливому ущільненню в місцях примикання до рейок. Асфальтобетонні покриття мають ряд безперечних переваг. Процес укладання асфальту може бути майже повністю механізований, асфальтобетонне покриття забезпечує задовільний поверхневий водовідвід, однотипність проїзної частини вулиці по всьому поперечнику. Однак асфальтобетонні покриття в трамвайних коліях нестійкі, вони служать не більше 3-5 років. Через недостатню їх товщину й нерівноміцність покриття та початкові його руйнування в основу проникає волога, що приводить до спучування асфальту при замерзанні цієї вологи. При цьому здатність асфальтобетону опиратися деформації набагато менше, ніж самі пружні деформації, звичайні для рейки, що працює під навантаженням. Крім того, ремонт трамвайних колій з асфальтобетонним покриттям, їхнє поточне утримання й контроль за їхнім станом досить трудомісткі, тому що вимагають розкриття й наступного відновлення асфальтобетонного шару. Більша частина недоліків, властивих асфальтобетонним покриттям, усуваються найбільш сучасним улаштуванням верхньої будови трамвайної колії зі збірних бетонних і залізобетонних покриттів. Відоме улаштування верхньої будови трамвайної колії у вигляді залізобетонних збірних покриттів, [описані в книзі А. А. Тимофеева "Збірні бетонні й залізобетонні покриття міських доріг і тротуарів", Москва. Стройиздат, 1986, с.88-89, 256-258, мал.88, 286-293]. Збірне залізобетонне покриття трамвайної колії містить колійні міжрейкові залізобетонні плити, міжколійні плити й узбічні плити, що примикають до проїзної частини вулиці. Плити покладені своїми нижніми поверхнями на піщану або щебеневу основу, ущільнену методом вібрації. Вони з'єднані встик своїми торцевими гранями, а шви залиті цементним розчином або бітумною мастикою. На нижніх частинах бічних граней плит виконані скоси, призначені для вільного розміщення кріпильних елементів, що забезпечують з'єднання підошви рейки зі шпалами. Простір між бічними поверхнями рейок і бічними гранями плит заповнені яким-небудь ущільнювальним матеріалом, наприклад худим бетоном, щебенями, асфальтобетоном або бітумною мастикою. Перед монтажем покриття здійснюють підготовку основи для укладання плит. Для цього поверх піщаної або щебеневої основи й установлених у ньому шпал додатково насипається шар піску або щебеню. Пісок або щебінь вирівнюється й ретельно ущільнюється до рівня, що забезпечує перевищення поверхні основи над поверхнею шпал на 2-3см. При цьому піщану основу зволожують до оптимальної вологості (8-10%). Монтаж покриття здійснюють краном на колісному ходу. При монтажі плит в покриття плити укладають довгою стороною уздовж рейки. Таким способом укладають всі плити покриття, як колійні міжрейкові, так і міжколійні й узбічні протягом ділянки необхідної довжини. Збірне залізобетонне покриття такої конструкції має в порівнянні з асфальтобетонним покриттям більше підвищений строк служби й експлуатаційну надійність. При цьому використання збірних залізобетонних плит у трамвайних коліях підвищує рівень механізації при будівництві й ремонті трамвайних колій, забезпечує можливість індустріалізації процесу виго товлення плит і впровадження механізованих способів їхнього транспортування й монтажу, що знижує вартість монтажу збірного залізобетонного покриття в порівнянні з вартістю укладання асфальтобетонного покриття. Однак таке покриття виконує тільки функцію покриття в улаштуванні зовнішньої будови колії, тому для кріплення рейки використаються підрейкові елементи, виконані у вигляді напівшпал, що ускладнює конструкції верхньої будови колії. Крім того треба робити підрейкову основу під шпали і баластну основу під плити, що знижує надійність верхньої будови колії і ускладнює процес її монтажу. Найбільш близьким технічним рішенням є конструкція [патент РФ №2085648 МПК7 Е01В2/00, опубл. 27.07.1997], в пристрої верхньої будови колії, переважно трамвайного, містить підрейкову основу з послідовно покладених залізобетонних рейкових, між колійних та узбічних плит, що мають місця, у яких установлені підрейкові елементи із закріпленими на них рейками, причому верхні поверхні плит покриття розташовані на одному рівні з головками рейки. Як підрейкова основа використовується залізобетонна плита, на яку додатково встановлюються верхні елементи плити покриття. Однак, застосування залізобетонних плит не виключає застосування напівшпал для кріплення рейок, що не забезпечує улаштуванню надійних і стійких стиків між плитами й рейками, що в оста точному підсумку негативно позначається на експлуатаційній надійності й строку служби покриття, ускладнює й підвищує вартість монтажу верхньої будови трамвайної колії. Крім того, відоме покриття, хоча і є основою для суцільного обпирання рейкової колії, однак через нецільну та складну конструкцію залізобетонних плит, що не забезпечує жорсткого суцільного закріплення рейки і внаслідок чого відбувається швидкий знос рейки в місцях стиків. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення будови верхньої частини безстикової трамвайної колії за рахунок суцільного закріплення безстикових рейкових ниток на підрейковій основі, виконаної у вигляді цільної залізобетонної плити, що забезпечує підвищення експлуатаційної надійності, і спрощення улаштування верхньої будови трамвайної колії з одночасним скороченням витрат ручної праці й матеріалів при його виробництві й укладанні. Поставлена задача вирішується тим, що в будові верхньої частини безстикової трамвайної колії, що містить підрейкову основу з послідовно покладених залізобетонних рейкових та між колійних плит, що мають місця, в яких установлені підрейкові елементи із закріпленими на них рейками, відповідно до корисної моделі, місця для розміщення рейок виконані на рейкових плитах у вигляді поздовжніх омегоподібних жолобів, що утворюють трамвайну колію, і в які пружно встановлені рейкові нитки за допомогою еластомерних ущільнювальних засобів, при цьому рейкові й міжколійні плити покладені своїми нижніми поверхнями на підготовлену підплигну основу, виконану в поглибленні існуючої дороги. Підплитна основа, складається із шарів піску, щебеню, бетону й верхнього шару асфальтобетонної суміші, при цьому в шарі піску розміщені дренажні труби. Плити покладені з технологічними зазорами між їхніми торцевими гранями, які заповнюються пружнім сполучним матеріалом. Рейкові нитки виконані зі зварених по довжині рейок. Внаслідок такого рішення верхня будова безстикової трамвайної колії виконує функцію покриття й одночасно служить підрейковою основою для кожної колії, що складається із двох типів плит: рейкової й міжколійної (узбічної). Плити укладаються по ширині на підготовлену підплитну основу, виконану в поглибленні існуючої дороги, за рахунок чого плити надійно фіксуються від зсуву в горизонтальній площині. За рахунок установки плит своїми нижніми поверхнями на підготовлену основу також забезпечується розміщення верхніх поверхонь плит в одній площині, паралельній площині, що проходить через вершини поверхонь катання головок рейок. Виконання місць для розміщення рейок на рейкових плит ах у вигляді омегоподібних жолобів дозволяє одержати безшпальну будову трамвайної колії, що забезпечує суцільне обпирання й пружне суцільне закріплення безстикових рейкових ниток сполучним матеріалом, що володіє пружністю. Рейкові нитки виконані зі зварених по довжині рейок. Установка рейкових ниток у жолоби рейкової плити за допомогою еластомерних ущільнюючих елементів дозволяє одержати безстикову трамвайну колію. Будова пропонованої верхньої частини безстикової трамвайної колії відрізняється простим конструктивним рішенням з мінімально можливою кількістю уніфікованих деталей, що утворюють замкнуту систему, яка виключає можливість переміщення плит у горизонтальному й у вертикальному напрямках і запобігає проникнення води в будову. Верхня будова виконується з готови х залізобетонних плит, виго товлених у заводських умовах промисловим способом, що дозволяє спростити їхній монтаж за рахунок використання механізмів-укладальників. Плити встановлюють із заданим технологічним зазорами між ними, які заповнюються сполучними матеріалами, що володіють пружністю. Таке ущільнення зазорів дуже просто за технологією здійснення. Одночасно із цим досягається надійна фіксація плит трамвайної колії на основі, що забезпечує демпфірування коливань і прогинів рейок. Відвід поверхневих вод здійснюється через спеціальні водозбірні коробки, які установлені в площині плитного поля і з'єднані дренажними трубами, пов'язаними з колодязями зливової каналізації. Завдяки перерахованому забезпечується підвищення експлуатаційної надійності, і спрощення будови верхньої частини трамвайної колії з одночасним скороченням витрат ручної праці й матеріалів на його виробництво, монтаж і експлуатацію. Сутність корисної моделі, що заявляється, більш докладно роз'ясняється нижченаведеними прикладами, з посиланнями на прикладені фігури що підтверджують можливість їхнього здійснення. На Фіг.1 схематично зображене улаштування верхньої будови безстикової трамвайної колії, що заявляється, вид згори. На Фіг.2 схематично зображене поперечний переріз верхньої будови безстикової трамвайної колії, половина колії по ширині. На Фіг.3 схематично зображена колійна рейкова плита трамвайної колії, розріз. На Фіг.4 схематично зображено пружне кріплення рейки до плити, розріз. Будова вер хньої частини безстикової трамвайної колії (Фіг.1) містить колійні рейкові плити 1 і міжколійні плити 2, які сполучаються з дорожнім покриттям 3 проїзної частини вулиці (Фіг.2). Колійні рейкові плити 1 і міжколійні плити 2 мають нижні поверхні 4 і верхні поверхні 5 (Фіг.3). Рейкова плита 1 має бічні грані, однією гранню 6 плита контактує з верхніми одягами покриття 3 проїзної частини вулиці, а іншою гранню 7 - з міжколійною плитою 2, а також торцеві грані 8, якими контактують плити одна з одною по довжині колії (Фіг.1). Шви 9 між торцевими й бічними гранями плит заливають до необхідного рівня бітумною мастикою або аналогічним матеріалом. Верхня будова безстикової трамвайної колії (Фіг.2) включає підготовлену підплигну основу 10, виконану в поглибленні існуючої дороги, що складається з нижнього шару піску 11, шару щебеню 12, шару бетону 13 і шару асфальтобетонної суміші 14. У пазах 15 рейкових плит жорстко закріплені металеві омегоподібні профілі 16 з горизонтальними полками 17, що утворюють у плиті жолоби 18, необхідні для розміщення елементів пружної фіксації рейки 19 (Фіг.4) в основі утворених жолобів. Глибина профілю 16 вибирається такою, щоб його горизонтальна полиця 17 упиралася в плиту й перебувала на одному рівні з верхньою її поверхнею. Наявність полиць омегоподібного профілю в рейкової плити 1 в області, суміжною з обома бічними профілями, по обидва боки забезпечує стабілізацію покриття дорожнього полотна. Пружне закріплення рейки (Фіг.4), а саме жолобчастої безшийочної рейки 19, що має головку 20 і губу 21, між якими розташовано жолоб 22, бічні грані 23, 24, і підошву рейки 25 з виступаючими частинами 26, містить еластомері профілі: базовий 27 і два бічних 28, 29. Базовий профіль 27 розташований під підошвою 25 рейки має кілька каналів 30, що проходять у поздовжньому напрямку рейки, розташованих на поверхні під нижньою стороною підошви 25 і каналів 31, які розташовані на поверхні, пов'язаною з основою жолоба плити. Бічні профілі 28, 29 після запресування, заповнюючи собою порожнину, утворену між бічною поверхнею рейки й стінкою жолоба 18, забезпечують надійне запресовування рейки в цьому жолобі 18. Обидва профілі 28, 29 установлені на 10-15мм нижче висоти головки 20 рейки, завдяки чому знижується схильність до зношування. Для відводу поверхневих вод з жолобів 22 рейок і жолобів 18 плит трамвайних колій (Фіг.2) установлюються спеціальні водозбірні коробки (на фігурі не зазначені), з'єднані дренажними трубами 32, які підключаються до існуючої зливової мережі вулиці. Улаштування верхньої будови безстикової трамвайної колії здійснюється таким чином. Спочатку в поглибленні існуючої дороги готується підплитна основа 10 (Фіг.2), що складається з нижнього шару піску 11, шару щебеню 12, шар у бетону 13 і шару асфальтобетонної суміші 14. Потім укладається плитне поле (Фіг.1). Для цього на підготовлене місце укладаються залізобетонні рейкові плити 1 з необхідною шириною міжпуття m і між ними міжколійну плиту 2 своїми нижніми поверхнями 4 на спланований і сформований шар асфальтобетонної суміші 14, з яким підошва плит повинна мати повний контакт. Рейкова плита 1 установлюється таким чином, щоб її бічна грань 6 контактувала з верхніми одягами 3 покриття проїзної частини вулиці, іншою гранню 7 з бічною гранню міжколійної плити 2, а її торцеві грані 8 контактували з торцевими гранями інших рейкових плит, покладеними по довжині колії із установленими зазорами. При необхідності можливо укладення бічних плит. Рейкові плити повинні бути покладені таким чином, щоб був забезпечений збіг жолобів 18 суміжних плит. Рейки попередньо зварюються в безстикові рейкові нитки. Рейкові нитки 19 укладаються в жолоби 18 рейкових плит 1 на базові профілі 27 і запресовуються в жолоби 18 за допомогою бічних профілів 28, 29, які розташовуються з обох боків рейки. Запресовування бічних профілів виконується за допомогою спеціального устаткування. Після цього здійснюється заповнення швів 9 між торцевими гранями 8 і бічними гранями 6 плит. Шви заповнюються бітумною мастикою або іншим аналогічним матеріалом. Улаштування верхньої будови безстикової трамвайної колії, залізобетонна рейкова плита для цієї колії й пружне кріплення рейки до неї дозволяє максимально індустріалізувати будівельний процес, спростити ремонт і обслуговування трамвайної колії, дає можливість повторного використання її елементів. Таке рішення є найбільш простим, надійним і високо технологічним. З наведених конкретних прикладів здійснення винаходів, що заявляються, для кожного фахівця в даній області очевидна можливість їхнього здійснення з одночасним рішенням поставленої задачі. Улаштування верхньої будови безстикової трамвайної колії, що заявляється, просто по своїй конструкції. Рейкові плити для цієї колії високо технологічні при виготовленні. Трамвайні колії, утворені згідно із винаходом, що заявляється, мають високу експлуатаційну надійність і довговічність. При цьому спосіб монтажу трамвайної колії й кріплення рейки простий в реалізації.