鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術的製作方法

2023-07-25 11:35:46 2

專利名稱：鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軌道列車技術領域的軌道接口技術，尤其是涉及一種鐵路 列車平穩轉軌的軌道接口技術。
背景技術：
目前，軌道交通中的鐵軌軌道接口技術，多年來一直採用齊頭對接的方法， 為了適應由氣溫變化而產生長度的伸縮，鐵軌與鐵軌之間都要留有一定的間 隙，接頭處再用連接夾板固定。這個間隙再小，車輪通過時，也有一個懸空的 瞬間，從而造成列車在行進中，車體不停地發生上下輕微的震動，同時伴有咯 噔、咯噔———的噪聲。在當今列車高速運行的時代，這種震動和噪聲都必須加
以克服和改進，人們為了減少這種震動和噪聲，把鐵軌的接口數量減少，也就 是加長每根鐵軌的長度，如一公裡、或一公裡以上一個接口等，鐵軌加長後， 使施工的難度加大，並沒有徹底根除這一技術上的缺陷。

發明內容
本發明的目的在於克服上述技術中存在的缺陷，其發明內容是改變前後 兩根鐵軌接口部位的幾何圖形，實現車輪在軌道接口部位平穩轉軌的接口技 術，取代現行突然轉軌的齊頭接口技術；從而，使軌道列車的車輪，在行進中 從一根鐵軌上平穩地轉移到下一根鐵軌上；列車前進中車輪走出一根鐵軌時， 採用了逐漸走出的方法，既從百分之百逐步到百分之零而退出；車輪進入另一 根鐵軌時，採用了逐漸進入的方法，既從百分之零逐步到百分之百而進入；退 出和進入是同時進行並互補，這樣車輛運行中，在車輪轉軌的短短區間內，由 前後雙軌共同承受車輪的重量，任何瞬間都沒有懸空，所以列車運行中就不會
產生震動和發出噪聲，確保列車、尤其是高速列車的平穩運行；這一發明，改 變了人類自有軌道列車以來，數百年間軌道接口技術一直採用齊頭對接的現 狀。
為了達到上述目的，本發明採用的技術方案有四個
第一、二技術方案適用於普通列車和高速列車的鐵軌使用，既鐵軌軌面
寬度小於100mm的窄軌，也實合於寬軌、重軌、超重軌的鐵軌使用，既鐵軌 軌面寬度大於100mm的寬軌；其中
第一技術方案是採用斜口式對接技術，在鐵軌製造時，將鐵軌軌面的兩 端製造成斜口，兩端的斜口面平行，接口部位是斜面對斜面的對接，前後兩根 鐵軌之間，根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，再用比常規加長 一個轉軌區間的軌道連接夾板，將兩根鐵軌的接口部位連接固定，接口部位的 下方，按常規墊有堅固的枕木或是平臺，將前後兩根鐵軌固定牢固、高度一致、
受力均勻，達到車輪運行中的平穩轉移；車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的
一根鐵軌轉軌時，在轉軌區間內，前後雙軌同時承重，這種承重隨著車輪的前
進而發生轉移後軌的承重量逐漸減小、前軌的承重量逐漸增大，其承重比例
兩者互補，所以車輪在轉軌瞬間沒有懸空，只要雙軌的高度一致，列車在轉軌 運行中就不會產生震動和噪聲。
第二技術方案是採用燕尾口式對接技術，在鐵軌製造時，將鐵軌軌面一端 製造成箭頭形、另一端製造成與其箭頭角度相配合的燕尾形，接口部位是箭頭 對燕尾的對接，並用加長一個轉軌區間的連接夾板，將兩根鐵軌的接口部位連 接固定，前後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，接口 部位的下方，按常規墊有堅固的枕木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一
致、受力均勻，達到車輪運行中的平穩轉移；車輪行進中，從後一根鐵軌向前 面的一根鐵軌轉軌時，在轉軌區間內，前後雙軌同時承重，這種承重隨著車輪 的前進而發生轉移後軌的承重量逐漸減小、前軌的承重量逐漸增大，其比例 兩者互補，所以車輪在轉軌瞬間沒有懸空，只要雙軌的高度一致，列車在轉軌 運行中就不會產生震動和噪聲。
第三、四技術方案適用於寬軌、重軌、超重軌、特殊需要的列車軌道使 用，既鐵軌軌面寬度大於lOOmm的寬軌；其中
第三技術方案是採用柵欄口式對接技術，在鐵軌製造時，將鐵軌軌面兩端 製造成相互互補的柵欄狀，接口部位是柵欄對柵欄的對接，並用加長一個轉軌 區間的連接夾板，將兩根鐵軌的接口部位連接固定，前後兩軌之間根據溫度變 化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，接口部位的下方，按常規墊有堅固的枕 木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，達到車輪運行中的 平穩轉移；車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的一根鐵軌轉軌時，在轉軌區間
內，前後雙軌同時承重，承重比例不變，由前後軌柵數量比決定，所以車輪在 轉軌瞬間沒有懸空，列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲。
第四技術方案是採用鋸齒口式對接技術，在鐵軌製造時，將鐵軌軌面兩端 製造成相互互補的鋸齒狀，接口部位是鋸齒對鋸齒的對接，並用加長個轉軌 區間的連接夾板，將兩根鐵軌的接口部位連接固定，前後兩軌之間根據溫度變 化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，按常規接口部位的下方，墊有堅固的枕 木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，達到車輪運行中的
平穩轉移；車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的一根鐵軌轉移時，在轉軌區間
內，前後雙軌同時承重，這種承重隨著車輪的前進而發生轉移後軌的承重量
逐漸減小、前軌的承重量逐漸增大，其承重比例兩者互補，所以車輪在轉軌瞬 間沒有懸空，只要雙軌的高度一致，列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲。
在以上一、二、四三種技術方案中，軌面兩側邊緣各保留向軌面中心延伸
8mm 12mm的齊頭對接部位，用以防止車輪行駛中，發生啃軌而導至跳軌、 出軌的事件，確保行車安全；在四個技術方案中，都必須使用比常規加長一個 轉軌區間長度的軌道連接夾板，將前後接口的軌道連接固定牢固，使其成為一 體；連接夾板所用嫘栓的數量、規格、安裝工藝，同原國家標準的規定。
使用以上四個技術方案都可以實現列車車輪在接口處的平穩轉軌，從而 消除列車運行中的震動和噪聲，實現列車的平穩運行。
本發明的優點是
1、 本發明的構思新穎簡單、結構設計合理、安裝維護方便。
2、 本發明能實現列車在運行中，車輪從一根鐵軌平穩轉移到前進方向的 另一根鐵軌上，消除了車輪懸空的瞬間，所以消除了軌道列車運行中的震動和 噪聲。
3、 本發明實用於所有軌道列車的軌道，既實用於普通列車軌道、又實用 於高速列車軌道、還實用於超重型列車軌道。
4、 本發明中軌面兩側邊緣的接口，仍然保留了一小部分直角齊頭對接的 方式，確保了行車中，車輪不會發生啃軌而導致跳軌、出軌的事故，保持了原 齊頭對接軌道的安全係數。
5、 本發明解決了軌道接口平穩轉軌的問題，能保證全程無震動無噪聲， 可以提高列車的行車速度。6、 本發明解決了軌道接口平穩轉軌的問題，可以縮短高速鐵路單根鐵軌 的長度，有利於施工，並能提高施工效率。
7、 本發明可以縮短高速鐵路單根鐵軌的長度，其溫度變化時單根鐵軌伸 縮量的絕對值減小，能保障北方溫差大的地帶建設高速鐵路路軌的工程質量。
8、 本發明改變了自有軌道列車以來，數百年間軌道的接口技術一直採用 齊頭對接的現狀。


圖1斜口式對接示意圖
圖2斜口式對接單根鐵軌三面圖
圖3斜口式對接鐵軌軌面接口部位俯視圖
圖4燕尾口式對鐵軌軌面接口部位俯視圖
圖5柵欄口式對接鐵軌軌面接口部位俯視圖
圖6鋸齒口式對接鐵軌軌面接口部位俯視圖
具體實施方式
下面結合附圖對本發明實施例作進一步詳細描述
由圖l、圖2、圖3可知，第一技術方案是採用斜口式對接技術，達到車
輪在運行中的平穩轉軌，如圖2所示在鐵軌製造時，軌面中間部位的兩端製造 成斜度為15度—0度角的斜面，每根鐵軌的兩個斜面是平行的，兩端角度大
小有如下影響角度小時轉軌距離長、轉軌時間長、軌下枕木或平臺的寬度寬； 角度大轉軌距離短、轉軌時間短、軌下枕木或平臺的寬度窄；最佳角度是30 度 45度之間，圖2中的2是鐵軌的軌面、3是鐵軌連接的螺絲釘孔、4是軌 面兩邊齊頭對接口、 5是軌道兩端齊頭對接面、6是軌道兩端斜口對接口、 7 是軌道兩端斜口對接面；由圖3可知，8是前進方向後軌的軌面、9是前進方 向前軌的軌面，接口部位是斜口對斜口的對接，接口處前後兩根鐵軌8和9之 間，根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，見圖3中的e所示；再 用比常規加長的軌道連接夾板見圖1中的1，將兩根鐵軌的接口部位連接固定 為一體，接口部位的下方，按常規墊有堅固的枕木或是平臺，將前後兩根鐵軌 固定牢固、高度一致、受力均勻，達到車輪運行中的平穩轉移；車輪按圖3中 10所指的方向行進，從接口處後一根鐵軌圖3中的8向前面的一根鐵軌圖3 中的9轉移時，在圖3所示的ei^4轉軌區間內，前後雙軌同時承重，這種承 重隨著車輪前進而發生轉移後軌的承重量逐漸減小、前軌的承重量逐漸增大， 其承重比例兩者互補，所以車輪在轉軌瞬間沒有懸空，只要雙軌的高度一致， 列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲；車輪反方向行進時，轉軌是從e4 到e,，過程與上述過程相同。
由圖4可知，第二技術方案是採用燕尾口式對接技術，達到車輪在運行 中的平穩轉移，在鐵軌製造時如圖4所示，軌面中間部位一根鐵軌的一端是 15~60度角兩側對稱的箭頭狀，角度小轉移距離長、角度大轉移距離短，另一 端是與箭頭角度相配合的燕尾狀，燕尾口式對接的接口是箭頭對燕尾的對接見 圖4所示，前後兩軌用比常規加長的軌道連接夾板連接固定，圖4中11是行 進方向後面一根鐵軌的軌面、12是行進方向前面一根鐵軌的軌面、13是指示 行進的方向；車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的一根鐵軌轉移時，在將要開 始脫離前一根鐵軌的瞬間見圖5的e, e2之間，由於鐵軌之間留有冷縮熱脹的 間隙見圖5中的e，仍由後一根鐵軌承重，前面的一根鐵軌沒有承重，但沒有 懸空；當到達e2點以後至e3點之前，前後雙軌同時承重，並開始從後一根鐵
軌向前面的一根鐵軌轉軌；這時承重隨著車輪的前進而轉移後軌的承重量逐
漸減小、前軌的承重量逐漸增大，其承重比例兩者互補，當車輪到達e3^e4之 間時，後軌ll不承重，只由前軌12承重，當車輪到達e4之後，車輪完成從後
軌向前軌的轉軌，轉軌的過程中車輪沒有任何瞬間懸空，只要雙軌的高度一致， 列車在轉軌運行中，就不會產生震動和噪聲，確保列車平穩運行；車輪反方向 行進時，轉軌是從e4到q，過程與上述相同。
由圖5可知，第三技術方案是採用柵欄口式對接技術，在鐵軌製造時，將 鐵軌兩端製造成相互互補的柵欄狀見圖5所示，接口部位是柵對柵的對接，並 用加長的連接夾板固定，圖5中14是行進方向後軌的軌面、15是行進方向前 軌的軌面、16是指示的行進方向，前後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮 量，留有一定的間隙見圖5中的e所示，車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的 一根鐵軌轉軌時，當車輪行進在圖5的e, e2之間時，只由後軌承重；當車輪 行進在e廣e3之間時，前後雙軌同時承重，承重比例固定不變，當車輪行進在 e廣e4之間時，只由前軌承重；當車輪行進到達q之後，車輪完成由後軌向前 軌的轉軌，車輪在圖5 e廣e4的轉軌區間沒有懸空，只要在接口部位的下方， 按常規墊有堅固的枕木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻， 就能達到車輪在行進中的平穩轉軌，列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲。
由圖6可知，第四技術方案是採用鋸齒口式對接技術，在鐵軌製造時，將 鐵軌軌面中間部位的兩端製造成相互互補的鋸齒狀，鋸齒的角度在15度~60 度之間，圖6中的17是行進方向後軌的軌面、18是行進方向前軌的軌面、19 指示的是行進方向；接口部位是鋸齒對鋸齒的對接，並用加長的連接夾板連接固定，前後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙見圖6的 e所示，車輪行進中，從後一根鐵軌向前面的一根鐵軌轉軌時，當車輪行進在 圖6的er^2之間時，只由後軌承重；當車輪行進在e2 e3之間時，前後雙軌同 時承重，這時承重隨著車輪的前進而轉移後軌的承重量逐漸減小、前軌的承 重量逐漸增大，其承重比例兩者互補，當車輪行進在er"^之間時，只由前軌 承重；當車輪行進到達e4之後，車輪完成由後軌向前軌的轉軌，車輪在圖6 中e, e4的轉軌區間沒有懸空，只要在接口部位的下方，按常規墊有堅固的枕 木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，就能達到車輪在行 進中的平穩轉移，列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲。
以上第一、二、四三種技術方案中，各圖中的^和b2，是軌面兩邊緣各 保留8mm 12mm的齊頭對接部位，為了保證各種接口的間隙均等，其中b2 大於b" b,是凸部的齊頭對接部位，b2是凹部齊頭對接部位。齊頭對接是用 以防止車輪行駛中，發生啃軌而導至跳軌、出軌的事件，確保行車安全。
使用以上四個技術方案都可以實現列車車輪在接口處的平穩轉軌，從而 消除列車運行中的震動和噪聲，實現列車的平穩運行。 具體工作原理，
鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，有四個技術方案，其基本工作原理相 同，現以第一技術方案為例，結合附圖具體說明如下
由圖3可知，車輪從圖3中的8向9的方向行進，車輪行進在鐵軌8或 9上時，其重量分別由鐵軌8或9承重，車輪的轉軌區間是圖3中的e, e4之 間，如圖3所示在鐵軌製造時，兩端製造成斜度為15度—0度角的斜口，每根 鐵軌的兩個斜口是平行的，兩端角度大小有如下影響角度小時轉軌距離長、
軌下枕木或平臺的寬度寬、轉軌時間長；角度大轉軌距離短、軌下枕木或平臺 的寬度窄、轉軌時間短；最佳角度是30度 45度之間；其平穩轉軌的基本工 作原理，就是在轉軌區間裡，後軌的承重比例，是隨著車輪的行進逐漸減小， 從百分之百到百分之零，同時，前軌的承重比例逐漸增大，從百分之零到百分 之百，前後軌承重比例互補；圖3中的e是為溫度變化時鐵軌的伸縮量留的間 隙，其大小由鐵軌材質的溫度膨脹係數、單根鐵軌的長度、軌道施工地區的最 大溫差、具體施工時的氣溫所決定；兩根鐵軌之間雖然有e的間隙，由於採取 了斜面對接的技術，車輪的轉軌區間從齊頭對接的e,擴展到從e^e,的區間； 具體的轉軌過程是當車輪行進到q時開始進入轉軌運行，在er^區間是後 軌承重；當車輪行進到er^3之間時，是雙軌同時承重，並隨著車輪的前進， 後軌承重比例逐漸減小，前軌承重比例逐漸增大；當車輪行進到ey^4之間時， 車輪從後軌轉移到前軌，完全由前軌承重通過e的間隙；當車輪行進到q之後， 完成平穩轉軌的運行；只要用比常規加長的軌道連接夾板，將兩根鐵軌的接口 部位連接固定為一體，接口部位的下方，按常規墊有堅固的枕木或是平臺，將 前後兩根鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，就能實現車輪運行中的平穩轉 軌；列車在轉軌運行中就不會產生震動和噪聲；在各方案中，鐵軌軌面的兩邊 仍保留8mm 12mm齊頭對接的接口，確保行車中，車輪通過接口間隙e時， 不發生啃軌、跳軌、出軌事件，保持了原齊頭對接軌道的安全係數；車輪反方 向行進時，轉軌的過程是從e4到e,，工作原理相同。
權利要求
1、一種鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，是改變前後兩根鐵軌接口部位的兒何圖形，實現車輪在軌道上平穩轉軌的接口技術，使軌道列車的車輪，在行進中從一根鐵軌上平穩地轉移到下一根鐵軌上，車輪在短短的轉軌區間內，由前後雙軌共同承受車輪的重量，任何瞬間都沒有懸空，列車運行中就不會產生震動和發出噪聲，使列車、尤其是高速列車平穩運行。
2、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，斜口式對接 技術，是在鐵軌製造時，將鐵軌兩端軌面製造成具有15度~60度角的斜口，斜 面與斜面平行，接口部位是斜面與斜面的對接，並用加長的連接夾板固定，前 後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，接口部位的下方， 墊有堅固的枕木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，列車 運行中，車輪在接口部位平穩轉軌、平穩運行、不產生震動、不產生噪聲。
3、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，燕尾口式 對接技術，是在鐵軌製造時，將鐵軌一端製造成具有15度~60度角的箭頭形、 另一端製造成與其角度相配合的燕尾形，接口部位是箭頭對燕尾的對接，並用 加長的連接夾板固定，前後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定 的間隙，接口部位的下方，墊有堅固的枕木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、 高度一致、受力均勻，列車運行中，車輪在接口部位平穩轉軌、平穩運行、不 產生讓動、不產生噪聲。
4、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，柵欄口式 對接技術，是在鐵軌製造時，將鐵軌兩端製造成相互互補的柵欄狀，接口部位 是柵欄對柵欄的對接，並用加長的連接夾板固定，前後兩軌之間根據溫度變化 時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，接口部位的下方，墊有堅固的枕木或是平 臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻，列車運行中，車輪在接口部 位平穩轉軌、平穩運行、不產生震動、不產生噪聲。
5、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，鋸齒口式 對接技術，在鐵軌製造時，將鐵軌兩端製造成相互互補的鋸齒狀，鋸齒的角度 是15度~60度，接口部位是鋸齒對鋸齒的對接，並用加長的連接夾板固定， 前後兩軌之間根據溫度變化時鐵軌的伸縮量，留有一定的間隙，接口部位的下 方，墊有堅固的枕木或是平臺，將前後鐵軌固定牢固、高度一致、受力均勻， 列車運行中，車輪在接口部位平穩轉軌、平穩運行、不產生震動、不產生噪聲。
6、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，各種對接 方法中，都必須採用比常規加長一個轉軌區間的軌道連接夾板，連接前後軌道 的接口部位，所用緊固螺栓的數量、規格、安裝工藝，同原國家標準的規定。
7、 根據權利要求1所述的鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，各種對接 方法中，只改變鐵軌軌面中間部分的幾何圖形，而軌面邊緣各保留向軌面中心 延伸8ram 12mm的齊頭接口，保持了原齊頭對接時軌道的安全係數不變；用 以保證列車在行進中，車輪通過兩軌之間的間隙時，不發生啃軌而導至跳軌、 出軌的事件，確保行車安全。
全文摘要
鐵路列車平穩轉軌的軌道接口技術，涉及軌道接口技術，是解決自人類有軌道列車以來，車輪在通過軌道接口間隙時，產生震動和噪聲而發明，主要技術發明是在保證接口部位安全係數不變的前提下，改變鐵軌接口部位的幾何圖形，使車輪通過轉軌區間時，逐漸退出後軌、逐漸進入前軌，退出和進入同時進行並互補，轉軌中車輪沒有懸空，列車行進中不產生震動和噪聲而平穩運行；還能縮短高速列車單根軌道的長度，有利於高速鐵路的建設。
文檔編號E01B11/24GK101177925SQ20071014463
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月20日 優先權日2007年11月20日
發明者林 馬, 馬相國 申請人:馬相國