具有支撑功能的钢轨减振连接内夹板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有支撑功能的钢轨减振连接内夹板，解决轮轨铁路运行时由于轨道接缝引起的振动和噪声问题，以及安全运行问题。钢轨减震连接内夹板中间断面呈Ｌ型，上部是内夹板头，中部是内夹板腰和连接螺栓孔，下部是内夹板底，内夹板头、腰和底为一体结构。轨面品字形半横向钢轨连接的设计，不但解决了列车的车轮经过轨道连接处时产生振动和噪声问题，同时列车轨道及相关零部件的使用寿命也相应的延长；加工后的钢轨按原有连接方式螺栓固定后，其上表面形成品字形横向非贯穿接缝，其底部形成与原钢轨相类似的支撑结构，保证列车安全平稳行驶；该构件由于腰部厚度大于现有的钢轨腰部的厚度，因而它具有独立支撑列车重力载荷的能力。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于轮轨铁路上轨道连接的一种结构件，尤其是一种具有支撑功能的钢轨减振连接内夹板。
技术介绍
目前轮轨铁路上所采用的轨道连接方式是将断面为“工”字形的一根根头部带孔的钢轨相对接，然后用两块与钢轨“工”字形腰部两侧相吻合的钢夹板用螺栓紧固来实现的。为了满足自然条件下由于气温的变化而引起钢轨热胀冷缩，使其长度发生变化，在连接轨道时，需要在接头处于预留出一定的缝隙以保证钢轨沿长度方向可以随气温变化自由伸缩。当列车行驶至这个缝隙处时，理论上车轮会产生“瞬间悬空”，车轮架上的弹簧和车轮自重形成向下的合力，由于此刻失去钢轨的支撑而“瞬间悬空”，使车轮离开原行驶水平面而偏下，当车轮越过缝隙至下一段前端时，车轮受该前端的支撑会瞬间回到原行驶水平面，则该前端与车轮之间将会产生很大的冲击力。预留缝隙越大，列车速度越高，这种冲击力就越大。它会给轮轨行驶带来许多不利的影响。如冲击会产生很大的噪声污染；冲击产生振动会使列车的各个部件、路基、钢轨及相关零部件的使用寿命显著降低；振动和噪音限制轮轨列车进一步提高其行驶速度，过大的振动甚至会影响列车的安全行驶。为了解决上述问题，目前已应用的技术有焊接限胀、缩无缝道钢轨和磁悬浮铁路。焊接轨的指导思想是将钢轨一根根焊上实现全线无缝连接，钢轨受气温影响而产生的胀缩是通过钢轨自身的弹性变形来与之相抵消，这种方式振动噪声问题解决了，但存在的不足是为了克服弹性变形伸长和缩短钢轨沿长度方向所产生的拉应力或压应力对焊接强度要求很高，现场要用专用焊接及检测设备，综合工程造价会提高；对施工季节有要求，工期受限制，特别是在高寒地区，这种限制尤为突出；由于焊接轨是采用应力变形来限制钢轨的热胀冷缩，这将会对路基和相关零部件提出更高的施工安装要求，同时维修和更换钢轨十分困难，特别是意外事故的抢修就更困难。这也会使焊接轨的运营成本增加。理论上讲，采用磁悬浮技术是对于减少振动和噪音最好的选择，不足的是需要列车等综合高技术配套，造价过高，维修困难。一些专利申请文献介绍了改进钢轨连接方式，使钢轨连接缝形状改变，从而达到减震目的。如专利申请ZL01128853.1，“铁路钢轨斜头对接法”；ZL01115229，“钢轨斜向伸缩缝无撞击连接法”；ZL02118230.2，“钢轨的连接方法”；ZL01110729.4，“纵向不间断接触的钢轨连接结构”。以上公开的专利申请，通过对钢轨接头进行加工，有的把接缝改成斜缝；有的把接缝分成两半，互相错开，形成横向非贯穿接缝；有的把接缝分成三个半缝，钢轨一侧一个，另一侧两个，两侧缝错开，形成横向非贯穿接缝。从理论上讲这些连接方式减震效果是明显的，方式也简单实用，但从应用角度分析，由于对钢轨接头进行了加工，势必影响钢轨接头部位的强度，如果用普通钢夹板紧固接头，恐怕难以承受车轮的冲击，因此对这些连接方式需要进一步改进。
技术实现思路
本技术针对已有技术中存在的不足，详细的研究了列车运行时车轮与钢轨间的力学关系，充分的考虑了列车在高速行驶时应保持的安全性和稳定性，在基本上不增加成本，不改变现有的安装及维修操作规程的前提下，设计一种更为合理的连接结构件，“具有支撑功能的钢轨减振连接内夹板”，以有效地解决轮轨铁路运行时由于轨道接缝引起的振动和噪声问题，以及安全运行问题。有关这方面的设计主要是改变轨道面上的横向贯穿缝隙来展开的，本技术采用的是品字形接缝的设计构思，沿用现有轨道连接外夹板。它与专利申请ZL01110729.4设计中接缝形式基本相同，使用该连接内夹板时，钢轨连接处，轨头的内侧也要加工掉一部分，所不同的是轨底内侧也相应加工掉一部分，按常规方式将钢轨和该内夹板用螺栓固定后，内夹板底与轨枕上垫板直接平面接触，形成与列车载荷方向相垂直的稳定支撑结构。ZL01110729.4专利申请中，内夹板上凸形台的下面没有本技术中的轨底内侧的支撑结构。当车轮经过凸台时，支撑列车的重力是靠内夹板弧形下沿和轨底带有斜面上沿的点接触来实现的。显然它构不成稳定支撑结构。另外，夹板和钢轨腰部配合时，夹板上下沿与钢轨都会有间隙的。这个间隙会导致凸形台受载荷时，夹板会产生向下的位移，使凸形台上表面低于钢轨的上表面从而失去减震的作用。本技术提供的一种具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板，其特征在于内夹板中间断面呈L型，上部是内夹板头1，中部是内夹板腰2和连接螺栓孔3，下部是内夹板底4，内夹板头、腰和底为一体结构。本技术与已有技术比较，产生的有益效果是1、轨面品字形半横向钢轨连接的设计，有效地解决了列车的车轮经过轨道连接处时产生振动和噪声问题，同时列车轨道及相关零部件的使用寿命也相应的延长；2、加工后的钢轨按原有连接方式螺栓固定后，其上表面形成品字形横向非贯穿接缝，其底部形成与原钢轨相类似的支撑结构，保证列车安全平稳行驶；3.该构件由于腰部厚度大于现有的钢轨腰部的厚度，因而它具有独立支撑列车重力载荷的能力。附图说明图1-1是内夹板头、内夹板腰、内夹板底等长的钢轨减震连接内夹板示意图；图1-2是内夹板头、内夹板底长度小于内夹板腰的钢轨减震连接内夹板示意图；图2是钢轨接头处内侧轨头和轨底被加工后的示意图；图3是钢轨接头被加工后，用具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板连接的俯视图；图4是是钢轨接头被加工后，用具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板连接的装配横截面图。具体实施方式方案1如图1-1、图2所示，内夹板中间断面呈L型，上部是内夹板头1，中部是内夹板腰2和连接螺栓孔3，下部是内夹板底4，内夹板头、腰和底为一体结构。内夹板头1的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨头断面5相同。内夹板腰2的厚度d是所连接钢轨轨腰6的厚度的1～1.5倍。内夹板底4的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨底断面7相同。内夹板头长度a、内夹板腰长度b、内夹板底长度c相等，均等于所连接钢轨外夹板的长度，内夹板总高度与所连接钢轨的总高度相等。方案2如图1-2、图2、图3、所示，内夹板中间断面呈L型，上部是内夹板头1，中部是内夹板腰2和连接螺栓孔3，下部是内夹板底4，内夹板头、腰和底为一体结构。内夹板头1的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨头断面5相同，其长度a最小为100mm，最大与内夹板腰长度b相等。内夹板腰2的厚度d为所连接钢轨轨腰6厚度的1～1.5倍，长度b与所连接钢轨外夹板的长度相等，高度h与所连接钢轨轨腰高度相等。内夹板底4的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨底断面7相同，其长度c最小等于所连接钢轨下面的轨枕8之间的轴线距离，最大与内夹板腰相等，内夹板总高度与所连接钢轨总高度相等。图4装配图中，8是轨枕、9是加工后的钢轨接头、10是现有钢轨接头外夹板。权利要求1.一种具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板，其特征在于内夹板中间断面呈L型，上部是内夹板头(1)，中部是内夹板腰(2)、连接螺栓孔(3)，下部是内夹板底(4)，内夹板头、腰和底为一体结构。2.如权利要求1所述的具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板，其特征在于所说的内夹板头(1)的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨头断面(5)相同，内夹板腰(2)的厚度d是所连接钢轨轨腰(6)的厚度的1～1.5倍，内夹板底4的断面形状和尺寸与所连接的钢轨被加工轨底断面(7)相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有支撑功能的钢轨减震连接内夹板，其特征在于：内夹板中间断面呈Ｌ型，上部是内夹板头（１），中部是内夹板腰（２）、连接螺栓孔（３），下部是内夹板底（４），内夹板头、腰和底为一体结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶军，李胜利，苗信成，
申请(专利权)人：鞍山科技大学，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]