RU214055U1

RU214055U1 - Reinforced concrete support block for fastening the contact rail bracket to the concrete base of the subway track

Info

Publication number: RU214055U1
Application number: RU2022121113U
Authority: RU
Inventors: Евгений Вячеславович Дорот; Татьяна Геннадьевна Романчева; Сергей Владимирович Никитин
Original assignee: Акционерное общество "РЖДстрой"
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2022-10-11

Abstract

Заявляемое решение относится к устройствам, предназначенным для повышения безопасности движения поездов и надежности путевой инфраструктуры в тоннелях метрополитена. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является обеспечение стабильности геометрии положения кронштейна и контактного рельса и повышение надежности их работы. Указанный технический результат обеспечивается тем, что железобетонный опорный блок крепления кронштейна контактного рельса к бетонному основанию пути метрополитена содержит дюбели, предназначенные для вворачивания в них крепежных элементов, причем дюбели замоноличены в опорный блок при его изготовлении, выполнены из полимерного материала и установлены в железобетонном блоке таким образом, что их глухие концы расположены от нижней поверхности железобетонного блока на расстоянии 1/2L≤Н≤3/4L, где L - длина дюбеля. Конец дюбеля, расположенный в железобетонном опорном блоке, может совпадать по уровню с верхней его поверхностью или может быть заглублен относительно нее.

The claimed solution relates to devices designed to improve the safety of train traffic and the reliability of the track infrastructure in subway tunnels. The technical result to be achieved by the claimed solution is to ensure the stability of the geometry of the position of the bracket and the contact rail and increase the reliability of their work. The specified technical result is ensured by the fact that the reinforced concrete support block for attaching the contact rail bracket to the concrete base of the subway track contains dowels designed for screwing fasteners into them, and the dowels are embedded in the support block during its manufacture, made of polymer material and installed in a reinforced concrete block in such a way so that their deaf ends are located from the lower surface of the reinforced concrete block at a distance of 1/2L≤Н≤3/4L, where L is the length of the dowel. The end of the dowel, located in the reinforced concrete support block, may coincide in level with its upper surface or may be recessed relative to it.

Description

Заявляемое решение относится к устройствам, которые предназначены для повышения безопасности движения поездов и надежности путевой инфраструктуры в тоннелях метрополитена.The claimed solution relates to devices that are designed to improve the safety of train traffic and the reliability of the track infrastructure in subway tunnels.

Известно устройство крепления кронштейна контактного рельса к путевому бетону на пример проектная документация института АО «Метрогипротранс» БМ-20-ПЖ, в котором кронштейн контактного рельса крепится к блоку из бетона с помощью закладных болтов M22-6g-75.48.С.019 с Т-образной головкой, применяемых в скреплениях типа КБ-65 для крепления рельса к железобетонной шпале - аналог.A device for fastening the contact rail bracket to track concrete is known, for example, the design documentation of the Institute of JSC "Metrogiprotrans" BM-20-PZH, in which the contact rail bracket is attached to a block of concrete using mortgage bolts M22-6g-75.48.C.019 with T- shaped head used in KB-65 type fasteners for attaching a rail to a reinforced concrete sleeper - an analogue.

Недостатком данного решения является недостаточная надежность и затруднения при необходимости корректировки положения контактного рельса по вертикали. Вибрационная нагрузка от проходящего поезда нарушает контакт между бетоном блока и бетонным основанием. Гайки закладных болтов, которыми кронштейн прижимается к бетонному блоку, постепенно теряют усилие закручивания, что приводит к необходимости периодической подтяжки. Может снижаться электросопротивление закладных шайб в бетонном блоке, удерживающих закладные болты, что приводит к возникновению токов утечки, коррозии и ослаблению бетона бетонного блока.The disadvantage of this solution is the lack of reliability and difficulty, if necessary, adjusting the position of the contact rail vertically. The vibration load from the passing train breaks the contact between the block concrete and the concrete base. The nuts of the embedded bolts, with which the bracket is pressed against the concrete block, gradually lose their tightening force, which leads to the need for periodic tightening. The electrical resistance of the embedded washers in the concrete block that hold the embedded bolts can decrease, leading to leakage currents, corrosion, and weakening of the concrete of the concrete block.

Известен железобетонный опорный блок для безбалластной конструкции пути метрополитена (патент РФ №2546022, МПК: Е01В 3/40, опубл. 10.04.2015 г. бюл. 10) - прототип.Known reinforced concrete support block for the ballastless construction of the subway track (RF patent No. 2546022, IPC: E01B 3/40, publ. 10.04.2015, bul. 10) - prototype.

В известном решении для увеличения надежности крепления кронштейна контактного рельса к железобетонному опорному блоку использованы дюбели, а сам блок имеет элементы усиления сцепления с бетонным основанием в виде вертикальных штроб по бокам. В изобретении подчеркивается, что для установки кронштейна используется блок, на который осуществлено прикрепление путевого рельса (подрельсовый блок). Это является главным недостатком конструкции, поскольку, испытывая воздействие от колес проходящего поезда, указанный подрельсовый блок получает вертикальные перемещения, которые, в свою очередь, передаются через кронштейн на контактный рельс. Происходит усиление амплитуды перемещений контактного рельса за счет увеличения плеча относительно точки поворота подрельсового блока. Сцепление или адгезия между подрельсовым блоком и бетонным основанием является недостаточной. Как известно новый бетон не связывается с уже схватившимся. При динамическом нагружении между ними всегда образуется трещина по контакту поверхностей, которая в процессе эксплуатации постепенно расширяется.In the known solution, to increase the reliability of fastening the contact rail bracket to the reinforced concrete support block, dowels are used, and the block itself has elements to enhance adhesion to the concrete base in the form of vertical strobes on the sides. The invention emphasizes that a block is used to install the bracket, on which the track rail is attached (under-rail block). This is the main disadvantage of the design, since, under the influence of the wheels of a passing train, the specified under-rail block receives vertical movements, which, in turn, are transmitted through the bracket to the contact rail. There is an increase in the amplitude of the movements of the contact rail due to an increase in the arm relative to the turning point of the under-rail block. Cohesion or adhesion between the under-rail block and the concrete base is insufficient. As you know, new concrete does not bind to already set concrete. Under dynamic loading, a crack always forms between them at the contact of the surfaces, which gradually expands during operation.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является обеспечение стабильности геометрии положения кронштейна и контактного рельса и повышение надежности его работы.The technical result, which the claimed solution is aimed at, is to ensure the stability of the geometry of the position of the bracket and the contact rail and increase the reliability of its operation.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что железобетонный опорный блок крепления кронштейна контактного рельса к бетонному основанию пути метрополитена содержит дюбели, предназначенные для вворачивания в них крепежных элементов, причем дюбели замоноличены в опорный блок при его изготовлении, выполнены из полимерного материала и установлены в железобетонном блоке таким образом, что их глухие концы, расположены от нижней поверхности железобетонного блока на расстоянии 1/2L≤Н≤3/4L, где L - длина дюбеля.The specified technical result is ensured by the fact that the reinforced concrete support block for attaching the contact rail bracket to the concrete base of the subway track contains dowels designed for screwing fasteners into them, and the dowels are embedded in the support block during its manufacture, made of polymer material and installed in a reinforced concrete block in such a way so that their deaf ends are located from the lower surface of the reinforced concrete block at a distance of 1/2L≤H≤3/4L, where L is the length of the dowel.

Железобетонный опорный блок, характеризующийся тем, что конец дюбеля, расположенный в железобетонном опорном блоке может совпадать по уровню с верхней его поверхностью.Reinforced concrete support block, characterized in that the end of the dowel located in the reinforced concrete support block can be level with its upper surface.

Железобетонный опорный блок, характеризующийся тем, что конец дюбеля, расположенный в железобетонном опорном блоке может быть заглублен относительно его верхней поверхности.Reinforced concrete support block, characterized in that the end of the dowel located in the reinforced concrete support block can be recessed relative to its upper surface.

Заявляемое решение конкретизировано на фиг. 1-3, где на фиг. 1 показан заявляемый железобетонный опорный блок крепления кронштейна контактного рельса метрополитена, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1, на фиг. 3 - вид сбоку с разрезом фиг. 1.The proposed solution is specified in Fig. 1-3, where in Fig. 1 shows the inventive reinforced concrete support block for fastening the subway conductor rail bracket, FIG. 2 is a top view of FIG. 1 in FIG. 3 is a sectional side view of FIG. one.

Железобетонный опорный блок 1, содержит замоноличенные в него полимерные дюбели 2.Reinforced concrete support block 1 contains polymer dowels 2 embedded in it.

В качестве полимерных дюбелей могут быть использованы стандартные дюбели из полимерных материалов, например, из полиэтилена низкого давления, полиамида, полиуретановых смол и т.д.As polymer dowels, standard dowels made of polymeric materials, such as low-density polyethylene, polyamide, polyurethane resins, etc., can be used.

Особенностью заявляемого решения является то, что кронштейн контактного рельса крепится к железобетонному опорному блоку, не совпадающему с подрельсовым блоком, с помощью путевых шурупов, которые закручиваются в полимерные дюбели, установленные в железобетонный опорный блок при его изготовлении. Опалубка для изготовления железобетонного опорного блока имеет установочные выступы для дюбелей, на которые они плотно одеваются перед заполнением бетоном. Полимерные дюбели могут быть дополнительно прижаты винтами, проходящими через них насквозь и вворачиваемыми в посадочный выступ на дне опалубки.A feature of the proposed solution is that the contact rail bracket is attached to the reinforced concrete support block, which does not coincide with the under-rail block, using track screws, which are screwed into polymer dowels installed in the reinforced concrete support block during its manufacture. The formwork for the manufacture of a reinforced concrete support block has mounting protrusions for dowels, on which they are tightly put on before filling with concrete. Polymer dowels can be additionally pressed with screws passing through them and screwed into the landing ledge at the bottom of the formwork.

Высота железобетонного опорного блока, как правило, составляет от одной четверти до половины длины полимерного дюбеля L. Возможен вариант, при котором верхняя поверхность железобетонного опорного блока и край дюбеля, предназначенный для установки в него крепежных элементов, совпадают по уровню. Однако это не является единственно возможным вариантом, технический результат будет достигаться и в случае заглубления края дюбеля, предназначенного для установки в него крепежного элемента, в тело железобетонного опорного блока. Вариант выполнения зависит от вида крепежного элемента и наличия внешних прокладок. Основным условием достижения технического результата является соблюдение существенных признаков заявляемого решения, изложенных в независимом пункте формулы.The height of the reinforced concrete support block, as a rule, is from one quarter to half the length of the polymer dowel L. It is possible that the upper surface of the reinforced concrete support block and the edge of the dowel intended for installing fasteners in it coincide in level. However, this is not the only possible option, the technical result will be achieved in the case of deepening the edge of the dowel, designed to install the fastener into it, into the body of the reinforced concrete support block. The execution option depends on the type of fastener and the presence of external gaskets. The main condition for achieving a technical result is the observance of the essential features of the proposed solution, set forth in an independent claim.

Глухие концы полимерных дюбелей, т.е. концы дюбелей не предназначенные для вворачивания в них крепежных элементов, выступают из нижней поверхности железобетонного опорного блока на величину Н равную от половины до 3/4 своей длины L (включая значения 1/2 и 3/4 длины дюбеля L). Бетонный блок может быть армирован арматурным каркасом, установленным на полимерный дюбель. Железобетонный опорный блок объединяет полимерные дюбели в одну монтажную единицу, позволяя более технологично и точно устанавливать их в проектное положение.Blind ends of polymer dowels, i.e. dowel ends not intended for screwing fasteners into them protrude from the lower surface of the reinforced concrete support block by an amount H equal to half to 3/4 of their length L (including the values of 1/2 and 3/4 of the dowel length L). A concrete block can be reinforced with a reinforcing cage mounted on a polymer dowel. The reinforced concrete support block combines polymer dowels into one mounting unit, allowing them to be more technologically and accurately installed in the design position.

При монтаже железобетонный опорный блок крепления кронштейна устанавливается в проектное положение в плане и по уровню в зависимости от конструкции кронштейна с требуемой точностью по вертикали и горизонтали и закрепляется от смещений. При этом свободные концы полимерных дюбелей обращены вниз - в сторону бетонного основания. Затем происходит заполнение бетоном участка с закрепленным железобетонным опорным блоком. Пространство под блоком и вокруг него заполняется бетоном, а выступающие части полимерных дюбелей оказываются погруженными в бетон, с образованием бетонного основания, и за счет этого обеспечивают связь между крепежными элементами - шурупами прикрепления кронштейна, самим кронштейном и бетонным основанием. Происходит непосредственная передача усилия натяжения шурупа на бетонное основание. Внешние воздействия, приходящие на контактный рельс, передаются непосредственно на бетонное основание. Нагрузка с железобетонного опорного блока прикрепления кронштейна практически снимается. Железобетон опорного блока и бетонное основание не испытывают взаимных смещений, а работают солидарно. Для усиления этой связи в бетонном блоке наряду с выступающими частями полимерных дюбелей дополнительно могут быть установлены закладные арматурные стержни.During installation, the reinforced concrete support block for mounting the bracket is installed in the design position in plan and in level, depending on the design of the bracket, with the required vertical and horizontal accuracy, and is fixed from displacement. In this case, the free ends of the polymer dowels are turned down - towards the concrete base. Then the area with the fixed reinforced concrete support block is filled with concrete. The space under the block and around it is filled with concrete, and the protruding parts of the polymer dowels are immersed in concrete, forming a concrete base, and due to this, they provide a connection between the fasteners - screws for attaching the bracket, the bracket itself and the concrete base. There is a direct transfer of the screw tension force to the concrete base. External influences coming to the contact rail are transmitted directly to the concrete base. The load from the reinforced concrete support block for attaching the bracket is practically removed. The reinforced concrete of the supporting block and the concrete base do not experience mutual displacements, but work in solidarity. To strengthen this connection, in addition to the protruding parts of the polymer dowels, embedded reinforcing bars can be additionally installed in the concrete block.

После набора прочности бетонным основанием, типовой кронштейн крепления контактного рельса прикрепляется к заявляемому железобетонному опорному блоку путевыми шурупами через штатные амортизационные прокладки. Прокладки и полимерные дюбели создают стабильное электросопротивление. Путевые шурупы не имеют тенденции к ослаблению натяжения в полимерных дюбелях даже с вибрационным воздействием. Полимерные дюбели надежно объединяют железобетонный опорный блок с бетонным основанием, при этом шурупы прикрепления кронштейна передают основное усилие натяжения не на железобетонный опорный блок, а на бетонное основание, через полимерные дюбели в котором они замоноличены.After the concrete base has been cured, a standard contact rail mounting bracket is attached to the inventive reinforced concrete support block with track screws through standard shock-absorbing pads. Gaskets and polymer dowels create a stable electrical resistance. Guide screws do not tend to release tension in polymer dowels, even with vibration exposure. Polymer dowels securely connect the reinforced concrete support block with the concrete base, while the bracket attachment screws transfer the main tension force not to the reinforced concrete support block, but to the concrete base, through polymer dowels in which they are embedded.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

В качестве примера конкретного выполнения заявляемой полезной модели можно привести ее проектно-экспериментальную разработку в составе бетонного основания железнодорожного пути для метрополитена. Железобетонные блоки изготовлены в отдельных опалубках в перевернутом виде. В качестве закладных элементов применены дюбели ЦП 369 ТУ-7, изготовленные из полиэтилена низкого давления длиной L 140 мм. Высота блока Н равна 40 мм. Дюбели плотно устанавливаются в опалубку на специальные цилиндрические выступы, на сами дюбели одевается арматурный каркас из прутка. Край дюбеля совпадает с верхней поверхностью блока. Толщина защитного слоя до арматурного каркаса с лицевой стороны блока составляет 20 мм. Боковые стенки опалубки имеют наклон в наружную сторону по отношению к вертикали. Поверхность блока, из которой выступают концы дюбелей на 100 мм, является его нижней плоскостью, которая является открытой стороной опалубки. С этой стороны произведено заполнение опалубки бетонной смесью класса прочности В40 с мелкофракционным заполнителем с размером зерна 5-20 мм и ее разравнивание под уровень кромки стенки опалубки. Нижняя сторона блока оказывается шире верхней стороны за счет наклона стенок. Это позволяет легко извлекать блок из опалубки после схватывания и набора прочности бетона не менее 40% от проектной через трое суток.As an example of a specific implementation of the claimed utility model, one can cite its design and experimental development as part of the concrete base of the railway track for the subway. Reinforced concrete blocks are made in separate formwork upside down. Dowels TsP 369 TU-7, made of low-pressure polyethylene, L 140 mm long, were used as embedded elements. The block height H is 40 mm. The dowels are tightly installed into the formwork on special cylindrical protrusions, a reinforcing cage made of a bar is put on the dowels themselves. The edge of the dowel coincides with the top surface of the block. The thickness of the protective layer to the reinforcing cage on the front side of the block is 20 mm. The side walls of the formwork have an inclination to the outside with respect to the vertical. The surface of the block, from which the ends of the dowels protrude by 100 mm, is its lower plane, which is the open side of the formwork. From this side, the formwork was filled with a concrete mixture of strength class B40 with fine aggregate with a grain size of 5-20 mm and it was leveled to the level of the formwork wall edge. The lower side of the block is wider than the upper side due to the inclination of the walls. This makes it easy to remove the block from the formwork after setting and curing concrete at least 40% of the design in three days.

Для оценки прочности и надежности изделия проведены натурные испытания изготовленного железобетонного блока. Для этого блок с дюбелями устанавливался в проектное положение в ящике, моделирующем будущее бетонное основание пути с размерами в плане 500 на 700 мм, высотой 250 мм. После установки железобетонного блока ящик заполнялся бетоном В40 по уровню до совпадения с верхней плоскостью блока. После набора бетоном основания прочности произведены стандартные испытания дюбелей по прочности на выров из бетонного основания в соответствии с ГОСТ 8829-94 «Изделия строительные железобетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности и трещиностойкости». Испытания показали соответствие прочности анкеров нормативным показателям, что обеспечивает стабильность геометрии положения кронштейна и контактного рельса и повышает надежность при эксплуатации.To assess the strength and reliability of the product, full-scale tests of the manufactured reinforced concrete block were carried out. For this, a block with dowels was installed in the design position in a box simulating the future concrete track base with plan dimensions of 500 by 700 mm and a height of 250 mm. After the installation of the reinforced concrete block, the box was filled with B40 concrete according to the level until it coincided with the upper plane of the block. After the base concrete had gained strength, standard tests of the dowels were carried out for strength for tearing out of the concrete base in accordance with GOST 8829-94 “Prefabricated reinforced concrete building products. Load test methods. Rules for assessing strength and crack resistance. Tests have shown that the strength of the anchors complies with the normative indicators, which ensures the stability of the geometry of the position of the bracket and the contact rail and increases the reliability in operation.

Claims

1. Reinforced concrete support block for fastening the contact rail bracket to the concrete base of the subway track, containing dowels for screwing fasteners into them, embedded in the support block during its manufacture, characterized in that the dowels are made of polymer material and installed in the reinforced concrete support block in such a way that that their deaf ends are located from the lower surface of the reinforced concrete support block at a distance of 1/2L≤H≤3/4L, where L is the length of the dowel.

2. Reinforced concrete support block according to claim 1, characterized in that the end of the dowel located in its body coincides in level with its upper surface.

3. Reinforced concrete support block according to claim 1, characterized in that the end of the dowel located in it is deepened relative to its upper surface.