1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28580
(51) E01B 3/10 (2006.01)
E01B 3/32 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0852.1
(22) 26.06.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) 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
(56) Инновационный патент №2011/0755.1, кл.Е01В
3/10, В27М 3/14, 15.03.2012
(54) СОСТАВНАЯ ШПАЛА
(57) 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.
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 в бетонные
концевые блоки дополнительно введены,
перпендикулярно базальтопластиковым стержням,
арматура из профильной стальной проволоки для
создания предварительного напряжения в концевых
бетонных блоках, что значительно упрочняет бетон.
Реализация составной шпалы позволит улучшить
состояние балластного слоя, уменьшит затраты на
подбивку балласта под шпалы, улучшить
экономические показания эксплуатации шпалы,
рельсов и колесных пар за счет частичного
погашения динамических нагрузок на подвижной
состав и на все составляющие верхнего строения
пути.
(19)KZ(13)A4(11)28580

2. 28580
2
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.
Автору известна составная шпала [Патент РФ
№2256020, опубликовано 10.07.2010 года, МПК
Е01В 3/10] которая собрана из двух цельных
деревянных брусков с 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 цельнобрусковой
шпале.
Составная шпала такого типа работает
достаточно жестко и практически не долговечна.
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.
Автором выбрана в качестве прототипа
составная шпала [Инновационный патент РК
№25574, опубликовано бюл. №3, 15.03.2012 года,
МПК Е01В 3/10, В27М 3/14], которая состоит из
двух бетонных концевых оснований соединенных
между собой базальтопластиковыми стержнями, не
замоноличенная часть которых между концевыми
основаниями заполнена упругопластическим
материалом. Составная шпала такого типа по
мнению специалистов имеет слабое звено. При
длительном воздействии вибрации и нагрузок
колесных пар железнодорожного транспорта резко
сокращается срок службы бетонных концевых
оснований
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 в бетонные
концевые блоки дополнительно введены,
перпендикулярно базальтопластиковым стержням,
арматура из профильной стальной проволоки для
создания предварительного напряжения в концевых
бетонных блоках, что значительно упрочняет бетон.
Наличие такого отличительного признака от
прототипа позволяет сделать вывод, что
предлагаемое решение обладает существенной
новизной.
Технический результат заключается в том, что до
бетонирования концевых оснований,
перпендикулярно базальтопластиковым стержням,
натягивают высокопрочную профильную
проволоку. После схватывания бетона концы
проволоки освобождают и она обжимает бетон.
Шпалы изготавливают из тяжелого бетона М500.
Технический результат, дающий положительный
эффект по сравнению с прототипом, определяется
упругими свойствами профильной проволоки и
физико-механическими характеристиками тяжелых
бетонов.
Шпала (Фиг.) состоит: из двух концевых
оснований (1), базальтопластиковых стержней (2)
упругопластического материала (3) и профильной
проволоки (4).
В концевые бетонные основания (1)
замоноличены базальтопластиковые стержни (2),
перпендикулярно базальтопластиковым стержням
до бетонирования натягивается высокопрочная
профильная проволока (4), а незамоноличенная
часть стержней 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 улучшить
состояние балластного слоя, уменьшит затраты на
подбивку балласта под шпалы, улучшит
экономические показания эксплуатации шпалы,
рельсов и колесных пар за счет частичного
погашения динамических нагрузок на подвижной
состав и на все составляющие верхнего строения
пути
В Казахстане неисчерпаемые запасы базальта.
Поэтому освоение методов изготовления
базальтопластиковых стержней и подобных
составных шпал вполне реально.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Составная шпала, состоящая из двух бетонных
концевых оснований соединенных между собой
круглыми стержнями из базальтопластика, а часть
стержней между концевыми основаниями заполнена
упругопластическим материалом, отличающаяся
тем, что в концевые бетонные блоки дополнительно
введена перпендикулярно базальтопластиковым
стержням арматура из профильной стальной
проволоки, для создания предварительного
напряжения в концевых бетонных блоках.

3. 28580
3
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч