改進型鐵路鋼軌的製作方法
2023-05-31 02:58:56 2
專利名稱：改進型鐵路鋼軌的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路鋼軌，具體地是涉及一種對鋼軌對接面加以改進的鐵路鋼軌。
氣溫的變化將引起鐵路鋼軌的熱脹冷縮，所以鋪軌時要求兩根鋼軌之間留有軌縫，使鋼軌可以隨溫度變化自由伸縮，這是眾所周知的常識。在鐵路鋪軌作業中是用魚尾板和螺栓將一根根鋼軌對接起來，稱為橫向「Ⅱ型」對接，如
圖1所示，每兩根鋼軌1和1′之間留有適當的軌縫1，也就是讓鐵道上每間隔一段距離出現一段與鋼軌縱向延伸方向垂直的縫隙，由於軌縫1的存在，列車運行時產生有規律的振動，並發出「咚噠，咚噠」的巨響聲，這都來自車輪與每段鋼軌端部的撞擊。
車輪經過軌縫產生振動，尤其在高速行駛中所產生的振動更是劇烈，不僅影響了車內旅客的休息，也影響行車速度，同時因為車輪對鋼軌端部的不斷衝擊，在軌縫處會產生凹陷，並使鋼軌產生縱向爬行，降低了車輪和鋼軌的使用壽命，也給養路工作帶來很大的困難，可以說軌縫成了鐵路建設中的一害。
為解決這一難題，現在已普遍採用長鋼軌，例如將原來12.5米長的鋼軌焊接成100米長，運到工地，鋪設時再將10根焊接在一起成為1公裡長的鋼軌，以減少軌縫的數量或不留軌縫。要少留甚至不留軌縫，又要抵抗長鋼軌因溫度的變化而產生的鋼軌應力，保證行車安全，通常採取的方式有使用重型鋼軌，改用鋼筋混凝土軌枕取代原來的木枕，增加單位長度中的軌枕數量，同時加寬加厚路基等；還要求選擇適當的氣溫條件進行鋪設施工，即儘量在鋼軌內應力為零的中性溫度下施工。但這些措施大幅提高了鐵路造價，增大了施工的技術難度，在效果上只能說是儘可能減小了鋼軌的內部應力和人為地將鋼軌熱脹冷縮的影響降至最小，而並非從根本上解決這一難題，並且如果在氣溫變化大的地區，在使用中還需要採取定期調整和釋放長鋼軌內部應力的辦法來保證線路的平順性和穩定性，給養路工作增加了難度。
本實用新型的目的在於針對上述目前鐵路建設和使用中存在的問題，設計提供一種改進型的鐵路鋼軌，改變目前採用的鋼軌端面對接面結構，實現提高機車運行速度，並且在行駛中車身平穩無振動，同時降低鐵路建設造價的目的。
本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現一種改進的鐵路鋼軌，其在長度方向上具兩個端面，其特徵在於，所述鋼軌的端面由至少一個對接面組成，該至少一個對接面與鋼軌工作面互為垂直，且與鋼軌長度方向間具有成銳角的內夾角。
根據本實用新型的設計，鋼軌的各對接面與鋼軌長度方向形成一定角度(銳角或鈍角)，實施鋼軌的對接時，相鄰兩根鋼軌的相對接端部的對接面在鋼軌長度方向的傾斜是呈反向平行，其間留有軌縫，與現有技術相比，區別在於改變了鋼軌端面對接面的形式，使相鄰兩根鋼軌的對接由原來的橫向「Ⅱ型」對接改為斜向平行對接，並仍保留等距的軌縫，採用該對接方式，當列車行駛至兩根鋼軌的對接區域時，有利於保持車輪與軌縫間始終存在有接觸面，即形成了一個平滑過渡，避免了車輪經過軌縫時由於橫向斷縫而與鋼軌整個端部的劇烈撞擊。
根據本實用新型的實施方案，為保證車輪在對接區域的軌縫上平滑通過，並綜合考慮鋼軌強度上的承受能力，所述的該至少一個對接面與鋼軌長度方向間具有的內夾角應該在80～40°的銳角範圍內，優選在70～50°。
本實用新型提供的鋼軌製作和鋪設與現有技術完全相同，僅需在對接面的加工方式上作出改變，不會增加鋼軌成本。但由於採用了斜向對接方式，從根本上消除了軌縫對機車運行中造成衝擊振動及響聲，同時，在不改變鋼軌在長度方向保留伸縮縫隙的前提下，軌縫實際上被縮小了，所以有利於機車在行駛中實現車身平穩、無振動，給旅客創造一個安靜、舒適的旅行環境，並可在不改變其它技術因素的條件下有效提高車速。
從建設角度考慮，以本實用新型提供的鋼軌替代目前為減少軌縫而使用的長鋼軌，可以相應降低鐵路等級的標準，例如僅需使用12.5米或25米的普通鋼軌，施工中減少了軌枕的數量和路基的厚度與寬度以及防爬行設備，同時消除了車輪與軌縫之間的撞擊，也延長了鋼軌及車輪的使用壽命，減少了鐵軌的保養及維修工作量，固而可大幅降低鐵路造價。
總之，鐵路運輸是一個國家的經濟大動脈，本實用新型的推廣實施將帶來無可估量的經濟效益和社會效益。
以下通過附圖和具體實施例進一步說明本實用新型的實施及其所產生的有益效果，但並不用於限定本實用新型的實施範圍。
附圖圖面說明
圖1是本現有技術鐵路鋼軌的工作面示意圖。
圖2是本實用新型的一個較佳實施例鋼軌工作面示意圖。
圖3是圖2所示實施例的鋼軌對接狀態的側面示意圖。
圖4A和圖4B分別是本實用新型鋼軌二種對接方式的示意圖。
圖5是本實用新型的另一個較佳實施例鋼軌工作面示意圖。
圖6是圖5所示實施例的鋼軌對接狀態的側面示意圖。
參見圖2所示的實施例，鋼軌2和2′相對接，其與鋼軌工作面21和21′互為垂直的對接面為在鋼軌長度方向上反向傾斜的平面，並互為平行，之間留有軌縫1，對接面與鋼軌長度方向間具有成銳角的內夾角α，該角度範圍一般要求在80～40°的銳角範圍內，本實施例中該角度α為50°左右。通常要求保留鋼軌在長度方向的最大伸縮範圍1′是11毫米，容易得出，此時軌縫1的寬度應小於11毫米，即1＜1′。
如圖3所示該鋼軌為常規技術的工字鋼，單軌工作面寬度d約為70毫米，用魚尾板4和螺栓連接起來。該鋼軌在雙軌鋪軌連接作業中，可以有兩種對接方法，一是使兩條平行鋼軌上的軌縫向同方向傾斜，如圖4A所示，或者使兩條平行鋼軌上的軌縫互為反方向地對稱傾斜，如圖4B所示，圖中5示意為枕木。
圖5所示為從平面圖顯示軌縫1呈V形的實施例，此時鋼軌的對接面有二個相交的平面組成(當然該對接面亦與鋼軌工作面互為垂直)，兩根鋼軌的對接面互為凹凸，呈鑲嵌對接，鋼軌3′的對接面與鋼軌長度方向間具有成銳角的內夾角α，相對應地，鋼軌3的對接面延伸後與鋼軌長度方向間亦具有呈銳角的內夾角α，該內夾角α約60°。
圖6顯示了該對接方式下鋼軌的側面示意圖，即用魚尾板4和螺栓將相鄰兩根鋼軌連接起來。
本實用新型提供了一種改進型的鐵路鋼軌，可直接用於新建鐵路，當用於在已建成鐵路中更換部分鋼軌時，由於舊鋼軌的對接面是橫向齊頭，所以需要將兩端與舊跪對接的對接面按現有技術加工，也就是說，與舊軌對接的一端仍採用橫向「Ⅱ型」對接作為過渡，而中間部分採用本實用新型提供的鋼軌。
權利要求1.一種改進的鐵路鋼軌，其在長度方向上具兩個端面，其特徵在於，所述鋼軌的端面由至少一個對接面組成，該至少一個對接面與鋼軌工作面互為垂直，且與鋼軌長度方向間具有成銳角的內夾角。
2.權利要求1所述的鐵路鋼軌，其特徵在於，該內夾角度數80～40°。
3.權利要求2所述的鐵路鋼軌，其特徵在於，該內夾角度數70～50°。
4.權利要求1、2、3所述的鐵路鋼軌，其特徵在於，所述鋼軌的端面對接面是一個平面。
5.權利要求1、2、3所述的鐵路鋼軌，其特徵在於，所述鋼軌的端面對接面為二個相交的平面。
專利摘要本實用新型提供了一種改進型鋼軌,鋼軌的端面對接面由至少一個對接面組成,該至少一個對接面與鋼軌工作面互為垂直,且該至少一個對接面或其延伸平面與鋼軌長度方向或鋼軌長度延伸方向間具有成銳角的內夾角,使相鄰兩根鋼軌的對接由原來的橫向「Ⅱ型」對接改為斜向平行對接,當列車行駛至兩根鋼軌的對接區域時,有利於保持車輪與軌縫間始終存在有接觸面,避免了車輪經過軌縫時由於橫向斷縫而與鋼軌整個端部的劇烈撞擊。
文檔編號E01B11/00GK2424227SQ00236720
公開日2001年3月21日 申請日期2000年5月26日 優先權日2000年5月26日
發明者王立江 申請人:王立江