一種無砟軌道鋼軌固定結構及其鋼軌支撐裝置的製造方法

2023-05-27 02:56:41 1

一種無砟軌道鋼軌固定結構及其鋼軌支撐裝置的製造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軌道交通技術領域，特別涉及一種無砟軌道鋼軌固定結構及其鋼軌支撐裝置。
【背景技術】
[0002]在城市軌道交通和高速鐵路大量採用無砟軌道，鋼軌採用離散支撐固定，相較於有砟軌道無砟軌道大大提高了軌道的平順性，減小了軌道的維修維護量，延長了軌道的維護使用周期。但由於無砟軌道通常為整體道床鋼軌和基礎結構之間缺少了道砟減振耗能層，這使得輪軌振動難以在軌道內部耗散釋放，輪軌振動在沿鋼軌方向傳播更遠，向下傳遞給基礎結構向上傳遞給車輛結構的能量更大。長時間的振動積累使得輪軌容易出現周期性磨耗，產生鋼軌波磨和車輪高階不圓，從而進一步加劇輪軌高頻動作用。
[0003]輪軌周期型磨耗引起的高頻動作用，加劇輪軌振動和環境振動汙染，影響列車的乘坐舒適性和軌道交通線路周圍的人居環境質量。另外嚴重的輪軌周期振動還會引起列車和軌道結構的疲勞破壞，彈條斷裂、扣件失效、列車軸箱損壞、構架裂紋時有發生，對列車行車安全造成巨大隱患。為了治理鋼軌波磨和車輪不圓鐵路軌道管理部門和列車運營部門需要進行大量的人力物力投入。
[0004]為了減小輪軌振動噪聲，控制輪軌周期性磨耗，工程人員研發了多種減振吸振產品，最為典型的就是鋼軌動力吸振器和靜音鋼軌。譬如，在專利號為ZL201120437186.9的發明專利申請公開說明書中公開了一種鋼軌動力吸振器，在專利號為ZL201520404496.9的實用新型專利說明書中公開了一種軌道交通用鋼軌吸振裝置，這兩種鋼軌動力吸振器都利用了調諧質量(TMD)原理，通過在鋼軌軌腰兩側設置質量塊並將質量塊與鋼軌彈性連接，形成T M D或多重T M D裝置，來吸收鋼軌振動，達到減小輪軌周期磨耗的目的。在專利號為ZL201110348940.6的發明專利說明書中則公開了一種交叉式靜音鋼軌，其原理式是在鋼軌表面貼附迷宮式阻尼體，通過阻尼體的剪切變形來耗散鋼軌的振動能量，從而到高減小鋼軌振動噪聲的目的。但上述實用新型專利或者實用新型專利均是在鋼軌本體上設置減振裝置，TMD原理的吸振裝置只能對單個或多個目標頻率的振動實現抑振，對非目標頻率的振動難以實現有效抑制，且TMD裝置的主要作用是抑制結構諧振，而輪軌振動往往表現為一種非穩態的寬頻振動。在鋼軌上貼附阻尼層主要作用是抑制鋼軌的高頻振動噪聲，對鋼軌低階結構振動難以起到有效作用。
[0005]連續彈性支撐鋼軌在減振抑振方面是一種理想鋼軌固定結構，不會產生由離散支撐二次彎曲所引起的動應力，降低輪軌噪音，延長了鋼軌壽命減少了維護工作量。但常規的連續支撐鋼軌調高，調距則比較困難。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種無砟軌道鋼軌固定結構，以有效解決由於輪軌振動所引發的輪軌周期性磨耗、輪軌噪音、環境振動汙染等問題。
[0007]本實用新型解決以上技術問題所採取的技術方案如下:
[0008]本實用新型的一種無砟軌道鋼軌固定結構，包括鋼軌和軌下基礎，沿鋼軌延伸方向間隔設置扣件系統，通過扣件系統使鋼軌和軌下基礎形成固定連接，其特徵是:所述鋼軌和軌下基礎之間，在兩相鄰扣件系統之間設置有鋼軌支撐裝置，該鋼軌支撐裝置具有豎向彈性和耗能結構。
[0009]本實用新型所要解決的另一技術問題是提供一種上述無砟軌道鋼軌固定結構所使用的鋼軌支撐裝置，以有效抑制鋼軌彈性振動，並耗散鋼軌振動能量。
[0010]本實用新型解決上述技術問題所採取的技術方案如下:
[0011]本實用新型的鋼軌支撐裝置包括固定裝置、彈性體和調高底座，固定裝置與鋼軌形成連接，調高底座坐落在軌下基礎上，彈性體設置在固定裝置下方，耗能結構設置在彈性體和調高底座之間。
[0012]本實用新型的有益效果是，對傳統無砟軌道離散式鋼軌支撐方式的革新，通過在相鄰扣件之間，軌道板上表面和鋼軌間設置支撐裝置，改變了鋼軌振動形態，有效抑制離散支撐導致的鋼軌彎曲振動，可以近似實現鋼軌連續支撐;與常規的連續支撐鋼軌相比較，調高，調距非常方便;鋼軌支撐裝置含有耗能結構，有效的提高了無砟軌道系統的耗能能力，對輪軌振動有很強的抑振耗能作用，對改善輪軌周期性磨耗，改善車輪高階不圓和鋼軌波磨，控制輪軌高頻動作用具有顯著作用，可有效降低鐵路運營部門為了治理鋼軌波磨和車輪不圓的維護投入;鋼軌支撐方式可以對現有無砟軌道結構完全兼容，因此既可以直接應用於已建成的無砟軌道，也可以應用與新設無砟軌道。
【附圖說明】

[0013]本說明書包括如下五幅附圖:
[0014]圖1是本實用新型中一種無砟軌道鋼軌固定結構的軸側圖；
[0015]圖2是本實用新型中一種無砟軌道鋼軌固定結構的橫斷面圖；
[0016]圖3是本實用新型中鋼軌支撐裝置的軸側圖；
[0017]圖4是本實用新型中鋼軌支撐裝置的橫斷面圖；
[0018]圖5是本實用新型中鋼軌支撐裝置安裝方式的橫斷面圖；
[0019]圖中示出構件名稱及所對應的標記:鋼軌11，扣件系統12，鋼軌支撐裝置13，軌下基礎14，鋼軌連接板21，橡膠體22，摩擦板23，剛性楔塊24，橡膠楔塊25，調節螺母26，調節螺柱27。
【具體實施方式】
[0020]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型進行具體描述，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部實施例。基於本實用新型的實施例，所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0021]參照圖1和圖2，本實用新型的一種無砟軌道鋼軌固定結構，包括鋼軌11和軌下基礎14，沿鋼軌11延伸方向間隔設置扣件系統12，通過扣件系統12使鋼軌11和軌下基礎14形成固定連接。扣件系統12起到固定鋼軌，調整軌道高度，保持軌距和軌道平順性的作用。軌下基礎14可以採用軌道板、框架板、梯形軌枕或者縱向臺等形式。所述鋼軌11和軌下基礎14之間，在兩相鄰扣件系統12之間設置有鋼軌支撐裝置13，該鋼軌支撐裝置13具有豎向彈性和耗能結構。支撐裝置13使得鋼軌11的固定方式更加接近於連續支撐，並通過其豎向彈性和摩擦耗能結構耗散輪軌振動能量，減小輪軌周期性磨耗，抑制輪軌噪音。
[0022]參照圖1，所述相鄰兩扣件系統12之間，鋼軌支撐裝置13的設置數量為一個，或者間隔設置多個。
[0023]參照圖3和圖5，本實用新型的鋼軌支撐裝置13包括固定裝置、彈性體和調高底座，固定裝置與鋼軌11形成連接，調高底座坐落在軌下基礎14上，彈性體設置在固定裝置下方，耗能結構設置在彈性體和調高底座之間。
[0024]參照圖4和圖5，所述固定裝置為與鋼軌11底部形成卡接的鋼軌連接板21，所述彈性體為底面具有倒錐形楔形斜面的橡膠體22，橡膠體22底面外設置同樣具有倒錐形楔形斜面的摩擦板23，鋼軌連接板21、橡膠體22和摩擦板23固定連接為一體。所述調高底座包括沿鋼軌11橫向相間隔的左側支座、右側支座，左側支座、右側支座的頂面各具有一與摩擦板23底面相對應的楔形斜面，左側支座、右側支座由沿鋼軌11延伸方向間隔設置的螺栓組件連接為一體。左側支座、右側支座各包括多塊沿鋼軌11橫向間隔設置的剛性楔塊24，以及設置在相鄰兩塊剛性楔塊24之間的橡膠楔塊25，各剛性楔塊24、橡膠楔塊25連接為一體，各剛性楔塊24的頂面與摩擦板23的底面形成摩擦耗能結構。
[0025]參照圖5，螺栓組件包括調節螺母26和調節螺柱27。通過調節調節螺母26可以調整左側支座、右側支座之間的距離，進而調整鋼軌支撐裝置13的高度，安裝後通過調整調高螺母26使得鋼軌支撐裝置13和鋼軌11之間產生一定的預緊力。當鋼軌11發生振動時會導致橡膠體22發生彈性變形，進而帶動摩擦板23發生振動，通過摩擦板23底面的摩擦面傳遞作用力推動左側支座、右側支座中的橡膠楔塊25發生變形。橡膠體22和橡膠楔塊25共同作用，對鋼軌11起到彈性支撐作用，抑制輪軌動作用引起的鋼軌彈性振動。
[0026]參照圖5，摩擦耗能結構由摩擦板23的底面和各剛性楔塊24的頂面組成。當鋼軌11發生彈性振動，帶動橡膠體22發生彈性變形，從而引起摩擦板23底面和各剛性楔塊24的頂面之間產生相對滑動，其摩擦作用將會吸收耗散鋼軌振動能量達到減振吸振作用。
[0027]本實用新型一種無砟軌道鋼軌固定結構及其鋼軌支撐裝置不僅局限於實施例給出的結構，對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的技術原理範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【主權項】
1.一種無砟軌道鋼軌固定結構，包括鋼軌(11)和軌下基礎(14)，沿鋼軌(11)延伸方向間隔設置扣件系統(12)，通過扣件系統(12)使鋼軌(11)和軌下基礎(14)形成固定連接，其特徵是:所述鋼軌(11)和軌下基礎(14)之間，在兩相鄰扣件系統(12)之間設置有鋼軌支撐裝置(13)，該鋼軌支撐裝置(13)具有豎向彈性和耗能結構。2.如權利要求1所述的一種無砟軌道鋼軌固定結構，其特徵是:所述相鄰兩扣件系統(12)之間，鋼軌支撐裝置(13)的設置數量為一個，或者間隔設置多個。3.用於如權利要求1所述一種無砟軌道鋼軌固定結構的鋼軌支撐裝置，其特徵是:所述鋼軌支撐裝置(13)包括固定裝置、彈性體和調高底座，固定裝置與鋼軌(11)形成連接，調高底座坐落在軌下基礎(14)上，彈性體設置在固定裝置下方，耗能結構設置在彈性體和調高底座之間。4.如權利要求3所述的鋼軌支撐裝置，其特徵是:所述固定裝置為與鋼軌(11)底部形成卡接的鋼軌連接板(21)，所述彈性體為底面具有倒錐形楔形斜面的橡膠體(22)，橡膠體(22)底面外設置同樣具有倒錐形楔形斜面的摩擦板(23)，鋼軌連接板(21)、橡膠體(22)和摩擦板(23)固定連接為一體。5.如權利要求4所述的鋼軌支撐裝置，其特徵是:所述調高底座包括沿鋼軌(II)橫向相間隔的左側支座、右側支座，左側支座、右側支座的頂面各具有一與摩擦板(23)底面相對應的楔形斜面，左側支座、右側支座由沿鋼軌(11)延伸方向間隔設置的螺栓組件連接為一體；左側支座、右側支座各包括多塊沿鋼軌(11)橫向間隔設置的剛性楔塊(24)，以及設置在相鄰兩塊剛性楔塊(24)之間的橡膠楔塊(25)，各剛性楔塊(24)、橡膠楔塊(25)連接為一體，各剛性楔塊(24)的頂面與摩擦板(23)的底面形成摩擦耗能結構。
【專利摘要】一種無砟軌道鋼軌固定結構及其鋼軌支撐裝置，以有效抑制鋼軌彈性振動，並耗散鋼軌振動能量，解決由於輪軌振動所引發的輪軌周期性磨耗、輪軌噪音、環境振動汙染等問題。鋼軌固定結構，包括鋼軌和軌下基礎，沿鋼軌延伸方向間隔設置扣件系統，通過扣件系統使鋼軌和軌下基礎形成固定連接，鋼軌和軌下基礎之間在兩相鄰扣件系統之間設置有鋼軌支撐裝置，該該鋼軌支撐裝置具有豎向彈性和耗能結構。鋼軌支撐裝置包括固定裝置、彈性體和調高底座，固定裝置與鋼軌形成連接，調高底座坐落在軌下基礎上，彈性體設置在固定裝置下方，耗能結構設置在彈性體和調高底座之間。
【IPC分類】E01B19/00, E01B9/58
【公開號】CN205387642
【申請號】CN201521134237
【發明人】李忠繼, 林紅松, 顏華, 楊吉忠, 蔡文鋒, 徐浩, 胡連軍, 馮讀貝
【申請人】中鐵二院工程集團有限責任公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2015年12月30日