Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТНОЙ ПРИЗМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Изобретение относится к уплотнению балластной призмы железнодорожного пути при реконструкции и ремонтах пути, в том числе и для участков высокоскоростного движения.

Известен способ объемного уплотнения балластной призмы железнодорожного пути с использованием устройства для планирования и уплотнения балласта щебнеочистительной машины, а именно для уплотнения нижнего слоя балласта при послойном уплотнении, включающего одну жесткую уплотнительную балку с опорами, расположенными с обеих сторон от продольной оси машины с двумя самосинхронизирующимися вибраторами, которую заводят под рельсошпальную решетку посредством ее поворота и уплотняют нижний слой балласта, перед уплотнением производят планирование балласта при помощи плуга или шнека с его приводом (патент РФ №2266358, МПК: Е01В 27/02, опубл. 27.12.2005 г.) - аналог.

Недостатком данного способа являются значительные трудоемкость и временные затраты на заводку уплотнительной балки под рельсошпальную решетку и ее возврат в исходное положение, что снижает эффективность применения данного способа.

Известен способ уплотнения балластной призмы железнодорожного пути, включающий полную вырезку балласта с последующей его очисткой и засыпкой нижнего слоя, который разравнивают и уплотняют, после чего на него засыпают новый слой щебня, причем толщина нижнего слоя балласта составляет 0,4-0,7 от общей высоты слоя балласта, а его уплотнение осуществляют клинообразными уплотнителями. Новый (верхний) слой щебня уплотняют выправочно-подбивочно-рихтовочной машиной и динамическим стабилизатором (патент РФ №2400589, МПК: E01B 27/02, опубл. 27.09.2010 г.) - прототип.

Недостатком известного решения является следующее: для создания слоя из очищенного щебня толщиной менее 0,7 от общей высоты слоя балласта, в технологиях работ требуется дополнительная операция по перераспределению излишков очищенного щебня или предварительная вырезка и вывоз части загрязненного щебня перед очисткой балластной призмы. Это приводит к усложнению процесса, снижению производительности труда и повышению расходов труда и финансов.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение качества уплотнения балластной призмы при проведении реконструкции и ремонтов пути с очисткой щебня.

Указанный технический результат достигается тем, что способ формирования и уплотнения балластной призмы железнодорожного пути включает полную вырезку балласта с последующей его очисткой и отсыпкой им нижнего слоя, который разравнивают и уплотняют, после чего на него отсыпают и уплотняют верхний слой щебня, причем нижний слой щебня отсыпают на толщину 0,7Н<H₁≤0,85H, а верхний слой - на толщину Н₂=(1,15÷1,25)Н-Н₁, где Н - глубина вырезки балласта ниже уровня постели шпалы, а после укладки каждого слоя производят уплотнение с последовательным воздействием выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывного действия, выправочно-подбивочно-рихтовочной машины и динамического стабилизатора.

Способ, характеризующийся тем, что при уплотнении слоев балластной призмы скорость выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывного действия и динамического стабилизатора выбирают в диапазоне 0,75-1,0 км/ч.

Известно, что при неудовлетворительном качестве уплотнения балластной призмы при проведении реконструкции и ремонта пути с очисткой (заменой) щебня, увеличивается продолжительность стабилизационного периода и интенсивность появления остаточных деформаций пути, что приводит к необходимости проведения выправочно-подбивочных работ уже через 2-3 месяца после проведения ремонта. Заявляемый способ позволяет повысить качество уплотнения балластной призмы и обеспечить увеличение межремонтного времени.

Заявляемый способ конкретизирован на фиг.1 и фиг.2, где на фиг.1 показана балластная призма в уплотненном состоянии до начала ремонтных работ, а на фиг.2 - балластная призма, сформированная из слоев щебня (очищенного и нового) в неуплотненном состоянии.

При формировании и уплотнении балластной призмы 1 железнодорожного пути осуществляют полную вырезку балласта с последующей его очисткой и отсыпкой им нижнего слоя 2, который разравнивают и уплотняют с последовательным использованием выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывной действия (ВПО), выправочно-подбивочно-рихтовочной машины (ВПР) и динамического стабилизатора (ДСП) (на фигуре не показаны). После чего на нижний слой 2 отсыпают и уплотняют верхний слой 3, который также разравнивают и уплотняют с последовательным использованием выправочно-подбивочно-отделочной машины непрерывного действия, выправочно-подбивочно-рихтовочной машины и динамического стабилизатора. Проведенные заявителем исследования показали, что для обеспечения заявляемого технического результата при использовании указанной в заявляемом решении последовательности уплотнения слоев нижний слой щебня нужно отсыпать на толщину 0,7H<H₁≤0,85Н, а верхний слой - на толщину Н₂=(1,15÷1,25)Н-Н₁.

Если толщина нижнего слоя меньше или равна 0,7Н, то в технологиях работ требуется дополнительная операция по перераспределению излишков очищенного щебня или предварительная вырезка и вывоз части загрязненного щебня перед очисткой балластной призмы, что усложняет технологию ремонта без повышения его качества.

Отсыпка нижнего слоя толщиной более 0,85Н приведет к снижению качества уплотнения балласта, т.к. ограниченное заглубление рабочих органов уплотнительных машин не позволяет передавать виброимпульсы на частицы щебня, находящиеся в нижней части слоя.

При отсыпке верхнего слоя из нового щебня при известной толщине нижнего слоя должно быть выдержано соотношение, где Н - глубина вырезки балласта ниже уровня постели шпалы, Н₁ - толщина нижнего слоя, Е - требуемое уплотнение балластной призмы по относительной осадке (Е=0,17÷0,20.)

В процессе уплотнения щебня машинами до относительной осадки Е=0,17÷0,20 толщина верхнего слоя должна составить Н₂=(1,15÷1,25)Н-Н_1.

Кроме того, проведенные заявителем исследования показали, что для повышения срока службы балластной призмы, особенно на участках с высокоскоростным движением, качество уплотнения балластной призмы при проведении реконструкции и ремонтов пути с использованием щебня должно быть в пределах Е=0,17-0,20 по отдельной осадке.

При реконструкции и ремонте пути толщина первого (нижнего) слоя балластной призмы определяется с учетом глубины вырезки загрязненного щебня Н, конструктивных особенностей распределительно-дозирующих устройств щебнеочистительных машин и может составлять при максимальном использовании очищенного щебня, например, от 30 до 35 см под подошвой (постелью) шпал.

Качество уплотнения слоя щебня отдельно машинами типа ВПР при существующих конструктивных параметрах находится в пределах Е=0,079-0,093 по относительной осадке, причем с увеличением толщины уплотняемого слоя качество уплотнения снижается. Качество уплотнения машинами типа ВПО слоя щебня толщиной 30-35 см составляет Е=0,1-0,2 по относительной осадке. Качество уплотнения слоев щебня машиной типа ДСП более высокое, чем при работе машин типа ВПО и ВПР, и по относительной осадке составляет Е=0,14-0,15. При проведении работ необходимо учитывать, что нижний слой дополнительно подвергается вибровоздействиям от комплекса машин, проводящих уплотнения второго слоя. Воздействие комплекса машин ВПО-ВПР-ДСП эквивалентно поездной нагрузке 1,35 млн т бр. при толщине слоя 30 см и 1,15 млн т бр. при толщине слоя 35 см, а при учете ДСП, уплотняющего вышележащей слой, соответственно 2,03 млн т бр. и 1,83 млн т бр., что соответствует относительной осадке, близкой к Е=0,19. Уплотнение второго (верхнего) слоя щебня комплексов машин ВПО-ВПР-ДСП создает нагрузку, эквивалентную 1,35 млн т бр., что соответствует относительной осадке, близкой к Е=0,18.

Контроль уплотнения балластной призмы, сформированной и уплотненной в соответствии с настоящим изобретением, может быть проведен по величине осадки пути после работы ДСП, для чего ДСП должен быть оборудован контрольно-измерительной системой. При проведении контроля выполняют, например, два прохода - один измерительный, а другой рабочий. Сравнение положения пути в продольном профиле до и после работы ДСП позволяет определить осадку обеих рельсовых нитей, а также произвести оценку общей осадки.

Как показали исследования заявителя, общая средняя осадка после контрольного рабочего проезда ДСП при использовании заявляемого способа составляет не более 6 мм, что укладывается в нормативные требования и характеризует высокое качество формирования и уплотнения балластной призмы заявляемой способом, в том числе и для высокоскоростных участков пути.