(2)Data zgłoszenia: (54)Nawierzchnia torowa zabezpieczająca przed skutkami wykolejenia, zwłaszcza w strefie obiektów mostowych

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (2)Data zgłoszenia: (51) IntCl6 E 01B 7/22 E01B 2/00 (54)Nawierzchnia torowa zabezpieczająca przed skutkami wykolejenia, zwłaszcza w strefie obiektów mostowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/95 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Krakowska im.tadeusza Kościuszki, Kraków, PL (72) Twórcy wynalazku: Jó zef Jezewicz, Kraków, PL Włodzimierz Czyczuła, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/97 (74) Pełnomocnik: Vasina Stanisław, Politechnika Krakowska im.tadeusza Kościuszki PL B1 (57) 1 Nawierzchnia torowa zabezpieczająca przed skutkami wykolejenia, zwłaszcza w strefie obiektów mostowych, posiadająca szyny toczne podparte i utwierdzone wielopunktowo zaciskami śrubowymi do podpór w postaci podkładów, mostownic i innych elementów konstrukcyjnych, oraz szyny odbojnicowe zamocowane wewnątrz toru w wymaganym odstępie od główki każdej z szyn tocznych, znamienna tym, ze każda z szyn odbojnicowych (11) zamocowana jest w komorach między podporami (12, 13) do sztywno połączonych ze stopą (14) szyny tocznej (10) wsporników (1), z których każdy na górnej powierzchni (15) ma dwa, przeciwnie skierowane zaczepy (5) obejmujące sąsiadujące ze sobą obrzeza stóp (14) szyny tocznej (10) 1 szyny odbojnicowej (11), a zewnętrzne obrzeza stóp (14) tych szyn (10,11) zamocowane są do wspornika (1) zaciskami (2) i śrubami (3), ponadto każdy wspornik (1) na dolnej powierzchni ma wzdłużne żebro (4) a do stopy (14) szyny tocznej (10) zamocowany jest w położeniu, przy którym jego żebro (4) przylega wzdłużnie do bocznej powierzchni podpory (12,13). f i g 1

2 Nawierzchnia torowa zabezpieczająca przed skutkami wykolejenia, zwłaszcza w strefie obiektów mostowych Zastrzeżenia patentowe 1. Nawierzchnia torowa zabezpieczająca przed skutkami wykolejenia, zwłaszcza w strefie obiektów mostowych, posiadająca szyny toczne podparte i utwierdzone wielopunktowo zaciskami śrubowymi do podpór w postaci podkładów, mostownic i innych elementów konstrukcyjnych, oraz szyny odbojnicowe zamocowane wewnątrz toru w wymaganym odstępie od główki każdej z szyn tocznych, znamienna tym, że każda z szyn odbojnicowych (11) zamocowana jest w komorach między podporami (12,13) do sztywno połączonych ze stopą (14) szyny tocznej (10) wsporników (1), z których każdy na górnej powierzchni (15) ma dwa, przeciwnie skierowane zaczepy (5) obejmujące sąsiadujące ze sobą obrzeża stóp (14) szyny tocznej (10) i szyny odbojnicowej (11), a zewnętrzne obrzeża stóp (14) tych szyn (10, 11) zamocowane są do wspornika (1) zaciskami (2) i śrubami (3), ponadto każdy wspornik (1) na dolnej powierzchni ma wzdłużne żebro (4) a do stopy (14) szyny tocznej (10) zamocowany jest w położeniu, przy którym jego żebro (4) przylega wzdłużnie do bocznej powierzchni podpory (12,13). 2. Nawierzchnia według zastrz. 1, znamienna tym, że dwa sąsiadujące ze sobą wsporniki (1) zamocowane po obu stronach tej samej podpory (12,13) połączone są sztywno ze sobą blachą nadpodporową (7). 3. Nawierzchnia według zastrz. 1, znamienna tym, że dwa sąsiadujące ze sobą wsporniki (1) zamocowane po obu stronach tej samej komory między podporami (12, 13) połączone są sztywno ze sobą blachami międzypodporowymi (8), które w rzucie pionowym mieszczą się w zakresie szerokości stóp obu szyn (10, 11). * * * Przedmiotem wynalazku jest nawierzchnia torowa z dodatkowymi szynami odbojnicowymi, które zabezpieczają pojazd szynowy i konstrukcje drogi kolejowej przed skutkami wykolejenia na newralgicznych odcinkach toru: obiektach mostowych, estakadach, przy wlotach i wewnątrz tuneli, na stacjach, nasypach, pod wiaduktami i kładkami dla pieszych. W znanych nawierzchniach torowych zadanie prowadzenia wykolejonego taboru możliwie blisko osi toru wykonują szyny odbojnicowe, zamocowane wewnątrz toru w wymaganym odstępie od główki każdej z szyn tocznych, utwierdzone do podkładów, mostownic lub innych nośnych elementów konstrukcyjnych nawierzchni. Przykładowe rozwiązanie takiej nawierzchni z podkładami drewnianymi przedstawione jest w książce "Przepisy techniczne utrzymania budowli inżynieryjnych dróg kolejowych D-2", wydawnictwo Polskich Kolei Państwowych, Warszawa W rozwiązaniu tym szyny toczne przytwierdzone są zaciskami śrubowymi do podkładek podszynowych zamocowanych do podkładu przy pomocy wkrętów, natomiast stopy szyn odbojnicowych dociskane są do podkładu bezpośrednio przez kołnierze wkrętów. Między szyną toczną a odbojnicą układane są na ich stopach stalowe blachy, zapewniające przejazd taboru bez zapadania się między podporami. Przy podkładach drewnianych mocowanie szyn odbojnicowych jest technicznie proste, dodatkowe otwory na wkręty zmniejszają jednak nośność podkładu. Przy podporach innego rodzaju - przykładowo betonowych - zachodzi konieczność specjalnego przystosowania ich do mocowania szyny odbojnicowej. Wymagania nowoczesnego transportu kolejowego, a zwłaszcza komfort jazdy szybkich pociągów pasażerskich, narzucają warunek jednorodnej charakterystyki nawierzchni torowej, na całej długości - łącznie z obiektami mostowymi.uzyskanie jednorodnej charakterystyki na istniejących konstrukcjach mostowych z nawierzchnią podsypkową, jest bardzo trudne do

3 osiągnięcia - wynikiem jest konieczność częstego przeprowadzania w rejonie obiektu napraw podbijania toru. Zabudowa szyn odbojnicowych na nawierzchni z podkładami betonowymi, najczęściej dokonywana jest przez wymianę podkładów na drewniane. Rozwiązanie według wynalazku zapewnić ma proste mocowanie szyn odbojnicowych, nie wymagające zmian podpór szyn tocznych. W tym celu każda z szyn odbojnicowych zamocowana jest w komorach między podporami do wsporników, sztywno połączonych ze stopą szyny tocznej. Każdy wspornik na górnej powierzchni ma dwa, przeciwnie skierowane zaczepy obejmujące sąsiadujące ze sobą obrzeża stóp szyny tocznej i szyny odbojnicowej. Zewnętrzne obrzeża stóp obu tych szyn zamocowane są do wspornika zaciskami i śrubami. Każdy wspornik na dolnej powierzchni ma wzdłużne żebro a do stopy szyny tocznej zamocowany jest w położeniu, przy którym jego żebro przylega wzdłużnie do bocznej powierzchni podpory. Wsporniki utwierdzone do stopy szyny tocznej oraz opierające się o podporę - stanowią konstrukcję zdolną do przeniesienia założonych obciążeń pionowych i poziomych. Montaż elementów mocujących szyny odbojnicowe jest bardzo prosty. Rozwinięcia wynalazku dotyczą zwiększenia sztywności układu konstrukcyjnego. Pierwsze rozwiązanie polega na sztywnym połączeniu ze sobą przez blachę nadpodporową dwóch sąsiadujących wsporników, zamocowanych po obu stronach tej samej podpory. W drugim rozwiązaniu sztywno łączone są dwa wsporniki zamocowane po obu stronach tej samej komory między podporami, a połączenie to wykonane jest przy pomocy blach międzypodporowych, które w rzucie pionowym mieszczą się w zakresie szerokości stóp obu szyn. Rozwiązania takie zapewniają pełne odciążenie szyn tocznych od momentu skręcającego wspornika, a jednocześnie podwyższają zdolność przejmowania sił wzdłużnych - jakie działają na szyny toczne przy hamowaniu pociągu lub w wyniku naprężeń termicznych. Ukształtowanie wspornika oraz blach międzypodporowych umożliwia pracę maszyn torowych, podbijarek lub zagęszczarek podsypki. W sytuacji zwiększonego rozstawu podpór możliwym jest całkowite odciążenie szyny odbojnicowej przez wbicie klina w szczelinę nad podporą szyny tocznej. Rozwiązanie według wynalazku jest proste, zabudowa szyn odbojnicowych nie wymaga żadnych zmian konstrukcyjnych w elementach nawierzchni - co jest szczególnie istotne przy modernizacji istniejących odcinków toru. Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis kilku przykładowych wykonań pokazanych na rysunku. Figura 1 obrazuje przekrój poprzeczny lewego toku nawierzchni, fig. 2 - widok z góry pojedynczego wspornika, fig 3 - widok z góry toku z łączonymi wspornikami, natomiast figury 4, 5 i 6 przedstawiają widoki wsporników o różnie ukształtowanych żebrach. Na fig. 7 i 8 pokazane jest inne rozwiązanie wspornika w widoku z boku i z góry. Do każdej szyny tocznej 10 typu ciężkiego S60 - w nawierzchni, której lewy tok przedstawiony jest na fig. 1 - zamocowana jest od strony toru szyna odbojnicowa 11, staroużyteczna typu średniego S49. Elementami mocującymi są wsporniki 1, sytuowane w komorach między podporami szyny tocznej 10. Szyna toczna 10 i szyna odbojnicowa 1 uchwycone są za stopy 14, których wewnętrzne, sąsiadujące ze sobą obrzeża objęte są stałymi zaczepami 5 wystającymi z górnej powierzchni 15 wspornika 1, natomiast zewnętrzne obrzeża mocowane są przez styczne zaciski 2 śrubami 3. Strefy przylegania stóp 14 szyny tocznej 10 i szyny odbojnicowej 11 są pochylone względem zasadniczej, poziomej linii wspornika 1 pod kątem wynikającym z wymaganego dla danego typu szyny pochylenia roboczego. Według przepisów kolejowych dla szyny S60 pochylenia to wynosi 1:40 a dla szyny S49-1 :20. Pochylenia skierowane są do środka wspornika 1 tak, że szyna odbojnicowa 11 nachylona jest w kierunku przeciwnym niż przy zabudowie jej jako tocznej. Poziomy odstęp b między główkami szyn 10 i 11 dla nawierzchni normalnotorowej wynosi 190 do 210 mm. Na dolnej powierzchni wspornika 1 znajduje się wzdłużne żebro 4. Wsporniki 1 zamocowane są do szyny tocznej 10 w położeniach przylegania żebra 4 do bocznej powierzchni podpory, którą stanowić może podkład drewniany 12, betonowy 13, mostownica lub inny element poprzeczny konstrukcji. Usytuowanie ich uwidocznione jest na fig. 3 rysunku. Ze względów wytrzym ałościowych zdolność przenoszenia obciążeń pionowych i poziomych jest istotnie zwiększona przy sztywnym połączeniu dwóch sąsiednich wsporników 1. Połączenie to może być wykonane przy pomocy blachy

4 nadpodporowej 7, między wspornikami 1 - rozstawionymi na wymiar 11- obejmującymi z obu stron ten sam podkład drewniany 12. Rozwiązanie takie pokazane jest na fig. 3 u góry, między pierwszym a drugim wspornikiem 1. W opisywanym wykonaniu z podkładami drewnianymi 12 blacha nadpodporowa 7 ma wycięcie obejmujące podkładkę podszynową 9. Wsporniki 1 usytuowane w tej samej komorze między podporami, rozstawione na wymiar 12 zapewniający przyleganie ich do powierzchni dwóch sąsiadujących podkładów drewnianych 12, łączone są blachami międzypodporowymi 8. Szerokości blach międzypodporowych 8 są nie większe niż wymiary odpowiadających im stóp szyny tocznej 10 i szyny odbojnicowej 11. Nie występuje więc ograniczenie pola ingerencji zespołów roboczych maszyny torowej w podsypkę. Warunek bocznego przylegania wsporników 1 do podkładów 12 jest technologicznie prosty do spełnienia przy układaniu nowego toru. Przy modernizacji istniejącej nawierzchni korzystnym jest łączenie jednego ze wsporników 1 spoiną montażową. Oprócz powyżej opisanych skojarzeń między dwoma wspornikami 1, jeszcze wyższą sztywnością cechuje się węzeł utworzony z trzech wsporników 1. Środkowy wspornik 1 z jednej strony łączony jest blachą nadpodporową 7 a z drugiej blachą międzypodporową 8. Rozwiązanie takie zapewnia szczególnie mocne utwierdzenie przeciwpełzne, w sposób oczywisty widoczne jest na fig. 3. W arunek bocznego przylegania wspornika 1 do podpory spełniony jest przez odpowiednie ukształtowanie żebra 4, wzmacniającego w spornik 1 od dołu. Każde z przedstawionych na fig. 4, 5 i 6 przykładowych wykonań może współpracować zarówno z podkładem drewnianym 12 jak i betonowym 13. Rozwiązanie z fig. 5 dla podkładu betonowego 13 wymaga zastosowania klinowej wkładki 6 z tworzywa sztucznego. Utwierdzenie wsporników 1 z założonym wzdłużnym przyleganiem do podpory nie wywołuje liczącego się wzrostu naprężeń w szynie tocznej 10. Dla najbardziej niekorzystnych warunków, przykładowo przy dużym rozstawieniu między zespołami wsporników 1 oraz błędnym montażu nie zapewniającym ich przylegania, moment skręcający stopę 14 szyny tocznej 10 ciężarem szyny odbojnicowej 11 może być zniwelowany przez zastosowanie klinów wprowadzonych w szczelinę między szyną odbojnicową 11 a podporę. Opisane warunki obciążeń dotyczą oczywiście normalnej pracy nawierzchni. W sytuacji awaryjnego obciążenia od taboru - niezależnie czy szyna odbojnicowa 11 jest czy nie jest klinowa - wystąpi oparcie się jej o podpory, a więc zaistnieją warunki jak w dotychczasowo znanych rozwiązaniach. Na figurach 7 i 8 pokazane jest inne wykonanie wspornika 1, którego konstrukcja narzuca szerszą bazę utwierdzenia. Z uwagi na pracę maszyn torowych jego wykorzystanie przewidziane jest wyłącznie jako pojedyncze lub w sprzężeniu dwóch wsporników 1 połączonych blachą nadpodporową 7. W rozwiązaniu tym - odmiennie niż w powyżej opisanych - zewnętrzne obrzeża stóp 14 szyny tocznej 10 i szyny odbojnicowej 11 utw ierdzone są do wspornika 1 siłą skierowaną normalnie, przez oddziaływanie pionowej śruby 3 i sztywnego lub sprężystego zacisku 2.

5 fig. 3

6 fig. 4 fig. 5 fig.6

7 fig.8 fig.7

8 fig.1 fig.2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł