一种组合复合轨枕的结构与方法技术

本发明专利技术提供了一种基于钢结构骨架的组合复合轨枕结构和方法。组合结构复合轨枕装置包括：钢结构和2块复合轨枕(基于废旧轮胎或者塑料),钢结构通过夹板与复合轨枕(基于废旧轮胎或者塑料)端头连接后，通过螺栓或者铆钉连接。本发明专利技术涉及的这种新型复合材料轨枕结构，通过使用可再生塑料、废旧轮胎或者聚氨酯材料和钢结构进行生产，该结构具有优良力学性能。满足有砟轨道结构中对轨枕作用的要求，克服现有的木枕、混凝土枕、复合材料轨枕等形式的轨枕的缺点。主要优点：采用弹性复合材料承轨台，弹性好，减振性能好，绝缘性能好；提高枕中抵抗弯矩和折断能力，避免负弯矩造成轨枕横向裂纹病害。增强复合轨枕可靠性、安全性、可用性。

【技术实现步骤摘要】
一种组合复合轨枕的结构与方法
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种复合轨枕的结构及方法。
技术介绍
在铁路有砟轨道结构中，轨枕作为重要的组成部分具有如下作用：轨枕承受来自钢轨的各向压力，并弹性地传布于道床，同时必须有效地保持轨道的几何形位，特别是轨距和轨枕方向。因此，轨枕必须具有必要的坚固性、弹性和耐久性，且便于固定钢轨，具有抵抗纵向和横向位移的能力。随着轨道结构的发展，轨枕的结构和材料都发生了很大的变化。从材质上，目前现存并投入使用的轨枕包括木枕、钢筋预应力混凝土枕和钢枕以及复合材料(包括废旧轮胎、塑料等)制成的轨枕，它们各有优点，但缺点也十分明显。下面根据不同材料的轨枕进行分析。第一类为木枕。木枕是指由木材制成的轨枕，是铁路最早采用而且目前仍在使用的一种轨枕，木枕的主要优点是弹性好、质量轻、便于运输、加工、绝缘性能好。但木枕的主要缺点不容忽视：1.由于轨枕特殊力学性能要求，耗费大量优质林业资源，且由于我国森林自然资源有限，木枕价格较贵，500元一根；2.由于木材种类和部位不同，无法保证线路木枕强度、弹性均匀一致，导致轨道刚度不均匀；3.如果木枕不防腐，易腐朽和磨损，使用寿命短，只有不足10年，甚至在干湿交替环境下只有5年；如果木枕采用煤焦油等防腐剂进行防腐处理，防腐剂会逐渐渗透、挥发对环境和人造成污染；第二类轨枕为预应力钢筋混凝土轨枕。我国从20世纪50～60年代开始预应力钢筋混凝土轨枕的研制，目前已经遍及全国各铁路干线，使用量巨大。然而传统预应力钢筋混凝土轨枕虽然具有承载力高、稳定性强、线路平顺性好等优点，但是以下明显缺点不可避免，具体表现为：1.预应力钢筋混凝土轨枕刚度大，使得冲击作用力大，道床和路基容易劣化，导致维修周期缩短；2.预应力钢筋混凝土轨枕采用钢筋和水泥制成，耗费大量钢筋及水泥材料，且难于回收再次利用。3.预应力钢筋混凝土轨枕笨重、难于运输，同时与道床接触难于密实，容易导致空吊板。第三类为复合轨枕。复合轨枕主要由循环再生的废旧轮胎、塑料等制成，或者由玻璃纤维和聚氨酯材料构成，前者具有弹性好、绿色环保的优点，后者具有强度高、刚度适中优点。但复合材料制成的轨枕的缺点也十分明显：1.复合轨枕由于材料密度低、质量轻、表面光滑，可提供纵、横向阻力偏低，而纵横向阻力是铁路无缝线路最重要稳定指标和控制参数；2.由循环再生的废旧轮胎、塑料等制成的复合轨枕，成本虽然便宜，但是由于材料本身特性，轨枕抗压强度，尤其是抗弯、抗折强度不足，容易在列车荷载作用下发生折断，尤其在轨枕中部发生折断，极易导致列车脱轨，因此限制了复合轨枕应用。3.玻璃纤维聚氨酯材料构成的轨枕(简称FFU轨枕)具有强度和承载力高特点，但是成本过高，每根售价达到5000元以上，是普通钢筋预应力混凝土轨枕的20倍，因为价格过高，限制了复合轨枕应用和发展。通过以上论述可知，采用既有材料及结构轨枕都具有不可避免及忽视的缺点，在实际的运营中，与线路条件不能适应。
技术实现思路
本专利技术中设定：钢轨延伸的方向为纵向，平行于轨枕的方向为横向。本专利技术第一方面提供一种组合复合轨枕的结构，以提供一种高效率、高可靠性、低成本的轨枕装置。所述组合复合轨枕的结构包括钢结构连接装置与复合轨枕(废旧轮胎和塑料)组合的双块式复合轨枕，弥补复合轨枕(废旧轮胎和塑料)枕中容易开裂、热膨胀系数高(轨距变形大)、轨枕横向道床阻力不足等缺点。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。根据本专利技术的一个方面，提供一种组合复合轨枕的结构，其包括：钢结构连接装置和两个复合轨枕，所述钢结构连接装置嵌装于所述复合轨枕内部，所述两个复合轨枕位于所述钢结构连接装置的骨架两侧，所述两个复合轨枕上分别设置承轨槽。优选的是，所述复合轨枕和所述钢结构连接件采用夹板与轨枕端头外侧连接。更优选的是，夹板与轨枕外立面搭接。优选的是，所述复合轨枕深入钢结构夹板内侧，所述复合轨枕套装在所述钢结构内部。更优选的是，所述钢结构夹板设置两个或三个螺栓孔，通过螺栓或铆钉将夹板与复合轨枕端头固定连接，该固定连接能够抵抗弯矩，保持轨道几何形位。优选的是，所述复合轨枕采用废旧轮胎或者塑料制造而成。优选地，所述复合轨枕为常规梯形结构，所述钢结构连接装置为工字型结构，所述复合轨枕套装在所述钢结构内部。优选地，所述钢结构连接装置的骨架通过焊接槽钢或者角钢构成。优选的是，所述钢结构连接件包括一只连杆，该连杆两端连接槽形钢，该槽形钢包括纵向设置的端面，该端面前后两侧连接夹板，所述两个夹板上分别包括至少一个通孔，用于嵌装连接销。优选的是，复合轨枕嵌装于所述槽形钢的两个夹板之间，所述连接销穿过夹板的通孔并将槽形钢的两个夹板之间的所述复合轨枕及夹板连接起来。优选的是，所述复合轨枕上表面具有1:40的斜坡以适应轨底坡的要求。优选的是，对于标准轨距，所述复合轨枕的承轨槽中心距组合复合轨枕的结构整体的中心距离为750mm。优选地，所述复合轨枕采用废旧轮胎或者塑料复合铸造而成。本专利技术第一方面所述组合复合轨枕的结构在既有复合轨枕材料和工艺的基础上，提出一种基于废旧轮胎和塑料组合成复合轨枕的结构，构成绿色环保轨枕结构。本专利技术涉及的这种新型复合材料轨枕结构，通过使用可再生塑料、废旧轮胎或者聚氨酯材料和钢结构进行生产，该结构具有优良的力学性能。满足有砟轨道结构中对轨枕的作用的要求，弹性好、阻尼优良，克服现有的木枕、混凝土枕、玻璃纤维聚氨酯轨枕(价格高昂)等形式的轨枕的缺点。同时利用钢结构中间连接装置，具有以下3个显著优点：1.提高枕中抵抗弯矩和折断能力，避免负弯矩造成轨枕横向裂纹病害。增强复合轨枕可靠性、安全性、可用性。2.降低复合材料成本，轨枕较轻、不需要预应力，容易生产和维修。3.提高轨枕横向阻力，构成双块式轨枕，有利于提高道床阻力，约10％以上，弥补复合轨枕质量轻、表面光滑导致的道床阻力不足缺陷，对无缝线路稳定性和复合轨枕适用性具有重要意义。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。本专利技术第二方面提供一种组合复合轨枕的方法，其包括：步骤A：采用弹性材料制作长度为不大于传统轨枕长度1/2的复合轨枕；步骤B：将两块弹性材料制成的长方体形轨枕利用一个钢结构连接件连接于一起；优选的是，步骤A中复合轨枕的横截面形状为长方形或梯形。优选的是，步骤B中钢结构连接件包括一只连杆，该连杆两端连接槽形钢，该槽形钢的纵向前后两端面包括连接孔。优选的是，步骤A中的复合轨枕嵌装于步骤B中所述的钢结构连接件的槽形钢中，连接销穿过槽形钢的连接孔并将所述复合轨枕及槽形钢连接起来。优选的是，所述槽形钢的形状与所述复合轨枕的外形相应并相互配合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合复合轨枕结构，其特征在于，包括：钢结构连接装置和两个复合轨枕，所述钢结构连接装置嵌装于所述复合轨枕内部，所述两个复合轨枕位于所述钢结构连接装置的骨架两侧，所述两个复合轨枕上分别设置承轨槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合复合轨枕结构，其特征在于，包括：钢结构连接装置和两个复合轨枕，所述钢结构连接装置嵌装于所述复合轨枕内部，所述两个复合轨枕位于所述钢结构连接装置的骨架两侧，所述两个复合轨枕上分别设置承轨槽。


2.根据权利要求1所述的一种组合复合轨枕结构，其特征在于，所述复合轨枕和所述钢结构连接件采用夹板与轨枕端头外侧连接。


3.根据权利要求1所述的一种组合复合轨枕结构，其特征在于，夹板与轨枕外立面搭接。


4.根据权利要求3所述的组合复合轨枕结构，其特征在于，所述复合轨枕深入钢结构夹板内侧，所述复合轨枕套装在所述钢结构内部。


5.根据权利要求2－4中任一项所述的组合复合轨枕结构，其特征在于，在所述钢结构夹板设置两个或三个螺栓孔，然后通过螺栓或者铆钉，将夹板与复合轨枕端头固定连接，该固定连接能抵抗弯矩，保持轨道几何形位。


6.根据权利要求2－4中任一项所述的组合复合轨枕结构，其特征在于，所述复合轨枕采用废旧...

【专利技术属性】
技术研发人员：井国庆，张然，籍雅萌，周强，杜运昌，王创，康德拉申科·瓦列里，宗璐丹，李新捷，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11