顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法技术

本发明专利技术提供了一种顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法，钢轨分成裸钢轨和钢轨连接头，连接头通过特殊构造将钢轨连接处的横向空隙转换成顺向细缝，列车经过时不出现震动。每两个相配套的连接头为一组，具有若干大小和形状完全相同的榫头及与之配套的卯槽。连接头在工厂集中生产加工，在铺轨现场焊接时先将对应的每组连接头对接咬合，榫头峰探进卯槽底的深度根据铺轨现场历史最大温差和当时的温度等诸因素决定，然后将该组连接头与两条需连接的钢轨对准、摆齐，再进行焊接、打磨，再安装固定板进行加固。本发明专利技术有效解决钢轨胀缩等问题，避免列车震动，减轻高铁轨道的金属疲劳，彻底排除铁路的断轨、胀轨等安全隐患。

【技术实现步骤摘要】

本发 明涉及列车轨道
，确切地说是。
技术介绍
为应对温差给钢轨带来的胀缩问题，普通轨道在钢轨连接处留有横向空隙，虽避免了温差应力给钢轨带来的危害，但列车通过时车轮对钢轨接头形成巨大撞击，产生震动和噪音，耗损能量，车速也受到严重影响和制约，钢轨在接头处还经常发生破损，减损了轨道的使用寿命。无缝钢轨虽然避免了这些问题，但在温差巨大的北方冬夏两季却有断轨、胀轨的安全隐患，对轨道进行的昼夜巡查，无法排除高强度反复拉抻、挤压给钢轨带来的金属疲劳，钢轨或路基构件一旦发生裂纹将需大量更换并危及行车安全。为克服这两种方法带来的弊端，人们提出了各种方案，如将钢轨连接处的横向空隙改成斜向空隙或大的斜缝、将一个横向空隙变成两个有一定距离的半个横向空隙、在横向空隙处加塞塑料板等等，不一而足，但均因其局限性而不被采用。
技术实现思路
本专利技术提供了，它能有效解决钢轨胀缩等诸多问题，避免列车运行时产生震动并彻底排除铁路的断轨、胀轨等安全隐患，不但延长轨道的使用寿命，还减少其维护费用。为解决上述技术难题，本专利技术的技术方案是，将钢轨分成裸钢轨和钢轨连接头，通过钢轨连接头的特殊构造将轨道各段钢轨连接处的横向空隙转换成顺向的细缝；钢轨连接头在工厂集中加工，成批生产，然后焊接在钢轨的两端。本专利技术具有的优点和积极效果(1)与普通钢轨相比，本专利技术的钢轨在列车经过时无震动、低噪音、大幅度提高列车运行速度并节省能源消耗、减少轨道维护费用。(2)使用本专利技术对普通轨道稍加改造，人们在乘坐火车、轻轨和地铁时将享受更多的舒适、安全和快捷，提高了人们的生活质量和工作、学习效率。(3)与无缝钢轨相比，本专利技术降低高速铁路的施工难度，减少其投资成本和维护费用，彻底排除了断轨、胀轨等安全隐患，减弱钢轨的金属疲劳，提高了钢轨的使用寿命。附图说明图1为横向空隙与顺向细缝转换之前示意图；图2为横向空隙向顺向细缝转换过程示意图；图3为向顺向细缝转换过程线路回折示意图；图4为横向空隙向顺向细缝转换完毕效果图5为两个钢轨连接头在低温冷缩时的构造示意图；图6为两个钢轨 连接头在高温热胀时的构造示意图；图7为在钢轨连接头上增多卯槽数量加大顺向细缝细度的方法示意图；图8为在钢轨连接头上增多榫头数量加大顺向细缝细度的方法示意图；图9为钢轨连接头实物图；图10为钢轨连接处实物图。具体实施方案附图标记含义轨面1、轨冠2、轨座3、榫头4、卯槽5、榫头峰6，卯槽底7、榫头根 8、卯槽口 9、顺向细缝10、固定螺栓孔11、加固板12。将横向空隙转换为顺向细缝的方法将横向空隙分割成与其垂直的若干个顺向相邻的小矩形，矩形的长度等于横向空隙的宽度，矩形的宽度乘以矩形的数量等于横向空隙的长度，如图1所示；各小矩形向一侧平行移动，让其一角与一条斜线相连并均勻延伸，如图2所示；当各矩形之间的位置符合要求时再往回折，如图3所示；当第一个小矩形回到原来位置时转换完毕，如图4所示。小矩形的方向顺着钢轨的方向，故为顺向，现实中，小矩形的宽度只相当于横向空隙宽度的几十分之一，故称细缝。顺向、细缝是列车车轮经过钢轨连接头时没有撞击、不发生震动的重要原因。按上述方法，将钢轨上各小矩形沿着斜线移动并回转形成的类似等腰三角形的部位称为榫头或卯槽。连接钢轨时每两个相配套的连接头构成一组，一个连接头具有若干大小和形状完全相同的榫头，另一个则具有相同数量并与之对应着的卯槽，榫头之间、卯槽之间、榫头与卯槽之间，以及榫头卯槽与钢轨接头之间的位置、方向和咬合对应等各种关系，如图5、图6 所示。榫头、卯槽的结构如图7、图8所示，榫头由榫头峰、榫头腰、榫头根三部分构成，为由若干高度相同的矩形叠加而成的类似等腰三角形的图形，卯槽由卯槽底、卯槽坡、卯槽口三部分构成，也由若干高度相同并与榫头对应着的矩形叠加而成的类等腰三角形的图形。榫头峰为高度远大于宽度的矩形，其高度适当大于根据该钢轨长度和所在区域的温差计算得出的最大膨胀和最大收缩的长度差，以最大收缩时一端的榫头峰仍未完全脱离另一端的卯槽底、最大膨胀时一端的榫头峰刚接触到另一端卯槽底底部为宜，其宽度适当小于或等于每个车轮从钢轨上经过形成的线的宽度，该线的宽度一般在钢轨轨面宽度的 1/30 1/20之间；卯槽的各部位深度与宽度的确定与榫头同，并以容下榫头为必要条件。相叠加形成榫头的各矩形的宽度，以与榫头峰相邻的矩形始，其宽度依次为榫头峰宽度的3倍、5倍、7倍；构成每个榫头的矩形数量，包括榫头峰在内一般以4个为宜；卯槽各矩形宽度与数量以此类推。钢轨连接头上相邻并列的榫头之间的空隙为另一连接头的卯槽，反之亦然；并列的榫头或卯槽数量的确定一般以3至4个榫头或卯槽为宜。具体数量和尺寸的确定，一般先根据细缝的大概宽度选定每个榫头或卯槽叠加矩形的层数，推测出卯槽口的大概宽度，进而确定每根钢轨连接头上榫头和卯槽的数量，然后往回推算并依次确定卯槽口、榫头头根、卯槽底、榫头峰、以及各叠加层等部位的宽度。至于其各部位的高度的确定，依照已经确定的榫头峰的高度进一步确定。加工生产钢轨连接头时由钢轨生产厂 家按图纸生产出钢轨连接头的毛坯，再成批或单独在各种机床上进行精细加工，也可使用同一型号的钢轨截取连接头进行加工生产。加工后的实物如图9所示。焊接时一般在铺轨现场用铝热焊法进行焊接，先将对应的两个钢轨连接头对接咬合，榫头峰探进卯槽底的深度根据铺轨现场历史最大温差和当时的温度等诸因素决定，然后将该组连接头与两条需连接的钢轨对准、摆齐，再进行焊接、打磨，最后安装固定板进行加固。焊接后的连接处实物如图10所示。权利要求1.一种，将钢轨分成裸钢轨和钢轨连接头，通过钢轨连接头的特殊构造将轨道各段钢轨连接处的横向空隙转换成顺向细缝。2.根据权利要求1所述的，其特征在于将横向空隙分割成与其垂直的若干个顺向相邻的若干小矩形，矩形的长度等于横向空隙的宽度，矩形的宽度乘以矩形的数量等于横向空隙的长度；各小矩形向一侧平行移动，让其一角与一条斜线相连并均勻延伸；当各矩形之间的位置符合要求时再往回折，当第一个小矩形回到原来位置时转换完毕。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，连接钢轨时每两个相配套的连接头构成一组，一个连接头具有的榫头，另一个则具有相同数量并与之对应着的卯槽。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，榫头由榫头峰、榫头腰、榫头根三部分构成，为由若干高度相同的矩形叠加而成，卯槽由卯槽底、卯槽坡、卯槽口三部分构成，也由若干相同高度并与榫头对应着的矩形叠加而成。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，榫头峰为高度远大于宽度的矩形，其高度适当大于根据该钢轨长度和所在区域的温差计算得出的最大膨胀和最大收缩的长度差，以最大收缩时一端的榫头峰仍未完全脱离另一端的卯槽底、最大膨胀时一端的榫头峰刚接触到另一端卯槽底底部为宜，其宽度适当小于或接近每个车轮从钢轨上经过形成的线的宽度；卯槽的各部位深度与宽度的确定与榫头同，并以容下榫头为必要条件。6.根据权利要求1所述的，其特征在于，相叠加形成榫头或卯槽的各矩形的数量，包括榫头峰或卯槽底在内为3至5个。7.根据权利要求1所述的，其特征在于，钢轨连接头上并列的榫头之间的空隙为另一连接头的卯槽，反之亦然；并列的榫头或卯槽数量确定为3至5个。8.根据权利要求1所述的，其特征在于，具体数量和尺寸的确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单景州，
申请(专利权)人：单景州，
类型：发明
国别省市：