铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨制造技术

铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨，外板是包含原轨枕全路整体浇筑的纵、横向桁架钢筋混凝土轨道板。路基坚实。纵、横向轨道板包围的道砟减缓吸收冲击振动噪声，并阻止轨道板位移。附设的标准轨距钢轨和原非标准轨距钢轨共用的双块式轨枕与轨道板的横向桁架浇筑在一块。附设的标准轨距钢轨采用斜平面端面钢轨(ZL201620156500.9)，其无缝钢轨焊接强度扩大2倍，其有缝钢轨等同于无缝钢轨而免设伸缩调节器。道口立交，弯道外股轨加高，用可动心轨道岔和新型菱形辙叉、II型弹条、多显示机车信号，建供电设施。轨道稳定平顺。原非标准轨距列车和标准轨距列车都能安全平稳快速或高速通行。原路基等资源利用，省大笔新投资。

Transformation of railway ballast sleeper track bed into inner ballast outer slab track bed with standard gauge rail

【技术实现步骤摘要】
铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨所属
本专利技术涉及铁路道砟轨枕道床各种轨距(包括标准轨距)有缝钢轨低速或普速铁路改造成内部道砟外部钢筋混凝土桁架轨道板道床无缝钢轨快速或高速铁路，并在非标准轨距铁路结合附设标准轨距钢轨。
技术介绍
铁路道砟的主要作用是：(1)支承轨枕，把来自轨枕上部的巨大荷载均匀分布到路基面上，使之不超过路基面的容许应力，避免路基的过大变形；(2)具有的弹性，减缓和吸收机车车辆的冲击和振动，保障列车运行的平稳性，大大改善机车车辆和钢轨的工作条件，延长轨道的使用寿命；(3)阻止轨道纵、横向位移，保持轨道稳定，但轨道的稳定性和平顺性都不够好。混凝土底座无砟轨道板道床具有高平顺性，高稳定性，但缺乏弹性。常见钢轨的端面是其横断面，邻接的这种钢轨用夹钣和螺栓连接成的有缝钢轨与车轮踏面间断接触，车轮通过轨缝时，冲击荷载可达非接头区3倍以上，以致钢轨和车轮损毁，钢轨因轨端损毁而抽换的数量较其他部位大2-3倍，重伤钢轨60％发生在接头区，接头区养护费用占养护维修总费用的1/3以上，振动附加量5分贝，噪声接近100分贝，尤其使行车减速。无缝钢轨与车轮踏面不间断平顺接触，具有高平顺性和高稳定性，适于高速行车。端面为其横断面的钢轨，焊接成的无缝钢轨，焊接处的顶面不能保持平顺，尤其焊接强度不够，焊接处难免受铁路温度力作用和车轮冲击断裂。例如，《参考消息》2015年5月15日报道；12日9时，一列车在美国费城弯道超速脱轨。并引用“《科学美国人》刊文称，从2001年到2010年，美国共发生58299起火车事故，其中54899起——占94％——是列车脱轨造成的。断裂的轨道和焊点是造成脱轨的罪魁祸首，占脱轨事故的15％以上。2013年火车事故在美国造成707人死亡。”《参考消息》2015年5月18日后续报道12日费城列车弯道“脱轨事故已造成8人死亡，200多人受伤。”关于铁路的温度力、伸缩位移与温度变化的关系——由于无缝线路长轨条受到扣件阻力和道床阻力的约束，当轨温变化时，在长钢轨中就产生轴向温度力，轨温上升，长轨条中产生轴向压力；轨温下降，长轨条中产生轴向拉力。为了保证无缝线路安全运行，无缝线路长钢轨的强度和稳定性必须满足温度力的要求。固态物质当温度改变量Δt℃为1℃时，其长度变化Δl(mm)与0℃时长度l(mm)的比值α称为该物体的线膨胀系数，即钢轨的线膨胀系数α＝11.8×10-6/℃，由此推得：一根0℃时长度为l(mm)可自由伸缩的钢轨，当轨温改变量Δt℃时，其伸缩量(mm)Δl＝α·l·Δt①①式表示，无缝线路钢轨自由端伸长量Δl(mm)与轨温变化量Δt(℃)、轨长l(mm)有关，而与钢轨的横断面面积(mm2)无关。如果将处于自由状态的钢轨两端完全固定，使其不能随轨温的变化而自由伸缩，则钢轨内部将产生温度力。根据虎克定律，在弹性限度内，弹性物体的应力(应力定义为单位面积上作用力式中F为横断面面积(mm2)，P为作用力(N))与应变(应变定义为长度改变量Δl(mm)与原长度l(mm)之比)成正比，其比值E称为弹性模量，即钢轨的弹性模量E＝2.1×105MPa，由此推得一根钢轨所受的温度力即P＝2.478Δt·F(N)②②式表示，无缝钢轨线路钢轨两端固定，钢轨内部产生的温度力P在钢轨的横断面面积F一定的条件下，只与轨温的变化幅度Δt有关，而与钢轨的长度无关；因此，从理论上讲无缝线路长轨条可焊接为任意长，且对轨内温度力没有影响。新华社2016年9月13日报道，青藏铁路格尔木至拉萨段1111公里换铺无缝钢轨工程于12日全面完成，实现“千里一根轨”(铁路每股轨)。轨温差(年内最高轨温与最低轨温之差)大于90℃的地区的无缝线路要设置伸缩调节器。根据我国多年实际观测，最高轨温通常取最高气温加20℃，最低轨温取最低气温。我国东北经过长春的纬线以北地区，以及西北经过哈密的纬线以北地区，年轨温差大于90℃。德国轨温差大于90℃设置伸缩调节器。我国伸缩调节器按设计。斜平面端面钢轨(ZL201620156500.9)，其端面上的点在垂直于轨头顶面并与钢轨的横断面成60°角的一个斜平面上。斜平面端面钢轨与横断面端面钢轨比较，其焊接成的无缝钢轨，焊接处的顶面能保持平顺，尤其是焊接强度扩大2倍，有效防止因铁路温度力作用和车轮冲击造成的断轨，保障行车安全，而在轨向间隙相等的条件下，焊接工料相等。斜平面端面钢轨(ZL201620156500.9)用夹钣和螺栓连接成的有缝钢轨，连接段与车轮踏面不间断平顺接触，等同于无缝钢轨，车轮通过轨缝时不发生与轨头撞击及其引发的祸害，而是行车平稳、可快速或高速；尤其自动防止因铁路温度力作用造成的胀轨跑道或断轨，供年轨温差大于90℃的地区修建铁路采用，免设伸缩调节器。中国工程院王梦恕院士在为《高速铁路施工技术》(路基工程分册，中国铁道出版社，2013.11)作的序中指出：“高速铁路以其速度快、安全性好、正点率高、全天候运行，输送能力大，能耗低、污染轻等一系列技术优势，已成为世界许多国家和地区旅客运输发展的共同趋势。······从经济运营角度分析，根据空气动力学试验，250km/h是高速铁路的经济速度。因此，我国城际铁路一般按该速度进行建设。······中国已成为世界上高速铁路发展最快、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大，系统技术最全、集成能力最强的国家。”《参考消息》2016年12月30日报道，29日中国交通运输部发布的《中国交通运输发展》白皮书称，到2020年，中国高铁运营里程将达到3万公里，覆盖80％以上大城市；基本建成京津冀、长三角、珠三角、长江中游、中原、成渝、山东半岛城市群城际铁路网；加快300万以上人口城市轨道交通成网，新增城市轨道交通运营里程3000公里；加快推进高速铁路成网和中西部铁路建设，并积极推进支线铁路建设。目前，各国铁路的轨距有些各不相同。如有610mm、891mm、1000mm、1067mm、1435mm、1520mm、1676mm、1880mm、2141mm。其中，1435mm为标准轨距。我国和欧洲大多数国家的铁路轨距都是标准轨距。与我国接壤的国家的铁路轨距，只有朝鲜的是标准轨距。铁路轨距，中南半岛国家的都是1000mm，印度、巴基斯坦的都是1676mm，尼泊尔的小于1000mm，后苏联地区国家和蒙古的都是1520mm。《参考消息》2017年5月17日报道，中吉加紧磋商中吉乌铁路项目。双方在轨距问题上也没有一致意见。北京坚持铁路使用标准轨距；而比什凯克要用他们通用的俄罗斯轨距。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服道砟轨枕道床各种轨距(包括标准轨距)有缝钢轨低速或普速铁路行车不能快速或高速、非标准轨距铁路不能使标准轨距列车在其上通行等缺陷，本专利技术提供铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨，使得原非标准轨距列车和标准轨距列车都能在其上快速或高速通行，而且，原有的路基、道砟、轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨，它是道砟轨枕道床各种轨距有缝钢轨低速或普速铁路改造成内部道砟外部钢筋混凝土纵、横向桁架轨道板道床无缝钢轨快速或高速铁路，并在非标准轨距铁路附设标准轨距钢轨；道口平交改为立交；按高速铁路设计要求弯道半径加大或外股轨加高；采用可动心轨道岔和新型菱形辙叉；用弹条II型扣件弹条取代弹条I型扣件弹条；采用多显示机车信号和建设供电设施；其特征是：相邻原轨枕周围的道砟清除得与原轨枕的底面平，线路同侧相邻原轨枕端面及其连接平面(在轨距不大于(1435-(b+d+δ

【技术特征摘要】
1.铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨，它是道砟轨枕道床各种轨距有缝钢轨低速或普速铁路改造成内部道砟外部钢筋混凝土纵、横向桁架轨道板道床无缝钢轨快速或高速铁路，并在非标准轨距铁路附设标准轨距钢轨；道口平交改为立交；按高速铁路设计要求弯道半径加大或外股轨加高；采用可动心轨道岔和新型菱形辙叉；用弹条II型扣件弹条取代弹条I型扣件弹条；采用多显示机车信号和建设供电设施；其特征是：相邻原轨枕周围的道砟清除得与原轨枕的底面平，线路同侧相邻原轨枕端面及其连接平面(在轨距不大于(1435-(b+d+δmax)＝1435-154＝)1281mm的铁路中，为道砟宽度210cm)外侧的道砟清除得低于原轨枕底面30cm；在与原轨枕端面及其连接平面相距20cm(在轨距不大于1281mm的铁路中，为其左右相距250cm)处支立纵向桁架轨道板外侧面的模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：纵超前，纵兆松，纵兆炜，
申请(专利权)人：纵超前，纵兆松，纵兆炜，
类型：发明
国别省市：山东;37