CN104508204A - 用于过渡区域的铁轨固定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铁轨固定系统(1)，其用于将铁轨(2)固定在混凝土托板(3a)或混凝土轨枕(3b)或钢结构上，包括：中间板(4)；铁轨固定板(5)，其带有布置在其上的角形引导板(6,6b)；至少两个第一夹紧夹(7a)，其用于夹紧轨足(2a)与铁轨固定板(5)；以及螺栓(9)和/或销钉(10)；和至少两个第二夹紧夹，其用于拧紧铁轨固定系统(1)与底座，其特征在于，在铁轨(2)与铁轨固定板(5)之间布置有弹性的中间层(8)，中间板(4)由高弹性的材料构成和/或包括钢板(4)，至少两个第二夹紧夹(7b)设置成优选经由中间板(4)夹紧铁轨固定板(5)与路基，其中，第一夹紧夹和第二夹紧夹(7a,7b)高弹性地来实施且实施成带有很高的夹紧力，并且至少一个上滑板(12)布置在轨足(2a)与第一夹紧夹(7a)之间，而至少一个下滑板(13)布置在轨足(2a)与弹性的中间层(8)之间，并且在钢制下部结构的情况下借助于钢制底板(14)进行固定。

Description

用于过渡区域的铁轨固定系统
技术领域
本发明涉及铁轨固定系统，其用于将铁轨固定在底座上，包括：中间板，其布置在车道用板/混凝土板(固定的车道)或轨枕(碎石上层结构)上；铁轨固定板，其带有布置在其上的角形引导板(Winkelführungsplatte)；至少两个第一夹紧夹(Spannklemme)，其用于夹紧轨足(Schienenfuß)与铁轨固定板；以及螺栓和/或销钉，其用于拧紧铁轨固定系统与车道用板或碎石上层结构。
本发明尤其涉及这样的铁轨固定系统，其例如布置在所谓的在带有不同弹性的不同的轨道道床之间的过渡区域中。此类过渡区域例如位于隧道的进口和出口、桥梁的端部处，并且类似地总是存在于这些地方：在此处路基或地基的类型和因此弹性有变化且因此在负载时存在在上层结构中(即，在带有铁轨的轨道中)的很高的运动。
背景技术
在所有的铁路线上通常存在上面已经提到的过渡区域，具体而言，例如从桥梁至隧道的过渡部、从桥梁至地基的过渡部、从地基至隧道的过渡部或从桥梁区段至带有位于其中的支柱(Pfeiler)的桥梁区段的过渡部。
由于路基(例如在隧道中的硬石、在钢筋混凝土桥中的相对软的桥梁结构)的不同的弹性，上层结构和因此铁轨在过渡区域中非常强烈地运动。
尤其在固定的车道中，即，在没有碎石的车道中，在其中，铁轨固定部直接装配在混凝土板上，在从桥梁至隧道的过渡区域中在列车驶过时出现明显的提起的运动，因为列车在该区域中在铁轨处引起所谓的提起波(Abhebewelle)。因此，必须如此设计使用在该区域中的铁轨固定系统，即，一方面可使提起波变得平滑，且另一方面可吸收很高的提起力。因此，在此类铁轨固定系统中不仅需要很高的弹性，而且需要很高的压制力。
铁轨固定系统必须同时保证降低在铁轨纵向方向上的蠕变阻力，以便有危害的力并未由于铁轨的由热造成的和由运行引起的纵向运动作用到桥梁结构或其他的路基上。
最后，在此类铁轨固定系统处还对侧部的弹性(即，横向于铁轨方向的弹性)提出了特别高的要求，以便弹性地吸收和由此限制因此在单独的车道用板之间的活动缝旁边的过渡板的横向移动的弹性的提起。
在图1至2中示意性地示出了在此类过渡区域中出现的力和移动。
在图1中针对这种情况示出了作用到铁轨固定系统上的力：轨道2桥接在带有相对于底座26并未倾斜的支承滑动面的铁轨支撑点23a与带有相对于底座26倾斜的支承滑动面25的相邻的铁轨支撑点23b之间的过渡部。在列车驶越铁轨2时，由于在箭头28的方向上作用到铁轨支撑点23b上的压力负载以及在箭头29的方向上作用到铁轨支撑点23a上的拉力负载引起在铁轨2处的水平移动。这最终导致铁轨2在分界缝21之上的区域中的竖向突变δv。
图2显示了由于竖向移动和对与支承23a通过分界缝21相邻的支承23b发生作用的横向力，其引起支承23b相对于支承23a的横向移动δq。
迄今由实践已知的铁轨固定系统不可如此满足上面提到的所有标准，即，使提起波足够明显地变得平滑且在没有有害地作用到路基上的情况下可可靠地吸收纵向以及横向移动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种铁轨固定系统，其用于将铁轨固定在底座上，优选固定在带有不同弹性的底座上，该铁轨固定系统可克服由现有技术已知的缺点。本发明的目的利用包括权利要求1的特征的铁轨固定系统来实现。在从属权利要求中限定了本发明的有利的设计方案。
根据本发明，由此应对尤其必须满足在铁轨固定系统的过渡区域中的各种标准，即，在铁轨与铁轨固定板之间布置有弹性的中间层，在铁轨固定板与混凝土板或高度补偿板之间的中间板由高弹性的材料构成，至少两个第二夹紧夹设置成优选经由中间板夹紧铁轨固定板与路基，其中，第一夹紧夹和第二夹紧夹高弹性地来实施且实施成带有很高的夹紧力，并且至少一个上滑板布置在轨足与第一夹紧夹之间，而至少一个下滑板布置在轨足与弹性的中间层之间。
铁轨固定系统的很高的弹性首先由高弹性的中间板和/或钢板结合弹性的中间层产生。在此，中间板处在实际的铁轨固定板之下，铁轨固定板又利用两个高弹性的夹紧夹以同时很高的夹紧力保持在弹性板上。中间层处在轨足之下的铁轨固定板上。利用这种双重地弹性的支承实现要求的压凹(弹性)。在短途交通中，在固定的车道的情况下要求的弹性约为5-20kN/mm，在带有与之相关的更高的速度和更高的负荷的长途交通和货运的情况下，在固定的车道中要求的弹性在20-35kN/mm的范围中。针对在固定的车道中在在带有不同弹性的两种路基之间的过渡区域中的特别高的要求，在同时很高的夹紧(很高的夹紧力)的情况下需要带有很高弹性的铁轨固定系统。
优选地，高弹性的中间板带有以下进一步阐述的优点和特征。然而，尤其在从桥梁至相邻的底座的过渡区域中还可单独地或组合高弹性的中间板来设置钢板。
在根据本发明的铁轨固定系统中需要的很高的压制力通过第一夹紧夹和第二夹紧夹实现，其相应相对于铁轨的两侧引起夹紧轨足与路基。当第一夹紧夹(优选地恰好两个第一夹紧夹)经由弹性的中间层直接夹紧轨足与铁轨固定板时，第二夹紧夹(优选恰好两个第二夹紧夹)经由高弹性的中间板夹紧铁轨固定板与混凝土体或另一路基。
所有的夹紧夹在同时很高的弹性的情况下具有相同的很高的夹紧力，以便还为过渡区域提供可靠的铁轨固定系统。优选地，夹紧夹带有在2.5至3.5mm形变的范围中的动态的耐久性(Dauerfestigkeit)以及以大于12kN(优选14-16kN)的夹紧力。
在铁轨纵向方向上的降低的蠕变阻力通过使用滑板(其例如包含钢或高强度的塑料、优选配备有滑动层)实现。此类滑动层例如可主要由钼制成。在此，上滑板处在轨足的上侧与第一夹紧夹之间，其中，上滑板优选地如此设计，即，其不可沿侧向滑动。在此，在上滑板的至少一个上侧上的优选的滑动层与轨足上侧相关联。
下滑板又处在轨足下侧与弹性的中间层之间，其中，在这种情况下，下滑板的滑动层优选地同样与轨足相关联。
优选地，相应的夹紧夹臂的端部被削平，以便实现夹紧夹完全处在上滑板上并且避免上滑板的尤其局部的变形。
最后，侧部的弹性(即，横向于铁轨取向的弹性)优选通过使用多个角形引导板(优选四个角形引导板，其包含高强度的和弹性的塑料)和必要时利用相应的角形引导板的相应的带肋的几何结构来实现。在母质中带有30%玻璃纤维的组分的高强度的弹性塑料PA 6.6是特别优选的。
优选地，高弹性的中间板具有分级的弹性，在其中，板在引入第一负载的情况下相对软地起反应，因此具有平坦的弹性特征曲线，而在引入更高的负载的情况下(例如至少2mm的弹性位移)具有更高的弹性，即，显示出更陡的弹性特征曲线。这种类型的分成两部分的弹性特征曲线例如可通过均质的弹性材料的分级或通过提供突出的几何结构元件来实现。因此，在本发明的一特别优选的实施方式中，在中间板中构造有至少一个梯级，其带有从更薄的区域至更厚的区域的过渡部。高弹性的中间板的设计方式特别优选，在其中，相对很薄的中间区域与两个相对很厚的侧部区域相邻。根据本发明，在相对很薄的与相对很厚的区域之间的差可在低于1mm的范围中。
利用该设计实现在铁轨提起时，即，在提起波经过铁轨支撑点时，弹性的板放松，但并未失去与实际的铁轨固定板的接触。因此，根据本发明的铁轨固定系统优选避免构件的任何提起，更确切地说，避免在铁轨固定系统的单独的构件之间形成缝隙。
此外，在根据本发明的铁轨固定系统的方案中优选地注意到其他的要求，即，例如设定确定的电阻抗。这通过提供合适的绝缘元件(例如销钉)或中间层、中间板、角形引导板和/或垫板的形状和材料来实现。
至少根据本发明的铁轨固定系统的子构件的可预装配性同样是优选的，这可利用特别简单的器件通过尤其夹紧夹和角形引导板的合适的几何形状实现。
在本发明的另一优选的实施方式中，铁轨固定系统可具有钢制底板，其代替带有隆起的常用的混凝土结构。通过这种钢板变型方案尤其在桥梁区域中提供用于铁轨的可靠的支承和固定结构，特别在带有在此处对铁轨固定系统的竖向的力吸收和侧向的可变形性有提高的要求的桥梁接缝的区域中。原则上，为此根据本发明使用的钢制底板板状地来构造，其中，在端侧处，夹紧夹和/或张紧夹在此处靠着按压到钢制底板上的角形引导板产生作用，设置有从板平面突起的贴靠面，其优选仿照混凝土轨枕的隆起的形状。在突起的贴靠面的一特别优选的实施方式中，其从钢制底板的板平面朝铁轨摆动的角度>45°，优选约为60°。水平的可调节性(优选呈高达+/-8mm的数量级)可通过相应地匹配和扩宽侧向的塑料引导元件来实现，由此可最终实现高达+/-16mm的轨距修正。竖向的可调节性(优选呈-4mm至+26mm的数量级)可优选通过推入合适的高度补偿板来实现。优选地，根据本发明使用的钢制垫板具有的厚度为16mm，其中，在贴靠面的摆动角度为60°的情况下，实现钢制底板面的25.6mm的最大的竖向高度。优选地，尤其钢制底板在标准系统中的长度高达588mm，宽度为230mm。
根据本发明的铁轨固定系统尤其可靠地锚定在混凝土路基或钢结构中可通过使用特别的销钉系统或螺旋连接来确保。
在根据本发明的铁轨固定系统的宽度上的高度补偿例如可利用特别简单的器件在使用合适的高度补偿板的情况下(必要时还使用带有不同厚度的高度补偿板)来实现。
根据本发明的铁轨固定系统的可调整性优选地在使用带有不同宽度的角形引导板的情况下来提高。
附图说明
下面参考图3至9进一步阐述本发明。在附图中示例性地示出了本发明或根据本发明的铁轨固定系统的子构件的优选的实施方式。其中：
图3以混凝土路基的示例显示了通过根据本发明的铁轨固定系统的部分剖切的视图，
图4显示了通过根据本发明的铁轨固定系统的部分剖切的部分视图，
图5显示了通过根据本发明的铁轨固定系统的剖切的部分视图，
图6从上面显示了夹紧夹的透视图，
图7从下面显示了夹紧夹的透视图，
图8显示了作为根据本发明的铁轨固定系统的组成部分的中间板的透视图，以及
图9显示了用于钢结构的根据本发明的铁轨固定系统的另一实施方式的透视图。
具体实施方式
图3显示了铁轨固定系统1的透视性的且部分剖切的视图，通过铁轨固定系统1可将铁轨2固定在混凝土板或混凝土轨枕3b上。铁轨固定系统从下向上的构造设置有在高弹性的中间板4之下的高度补偿板11。高度补偿板通常仅在建造开始或较长的运行之后对于沉降的事后的修正是必需的。在高弹性的中间板4之上布置有铁轨固定板5，其例如由铸钢构成。在中间板5与轨足2a的下侧之间设置有下滑板13，其面向轨足2a的表面设有滑动层。此外，在下滑板13之下和在铁轨固定板5之上布置有弹性的中间层8。上滑板12处在轨足2a的上侧上并且本身在其与轨足2a相关联的表面上具有滑动层。第一夹紧夹7a不仅位于上滑板12上，而且位于相关的角形引导板6上，并且经由螺栓与铁轨固定板5相夹紧。整个铁轨固定系统1又经由第二夹紧夹7b(其处在相关的角形引导板6b上)通过螺栓9和必要时销钉10与混凝土板或混凝土轨枕3b拧在一起。
图4显示了图3的铁轨固定系统1的放大的部分视图，其中，铁轨固定系统1的层状构造从下向上包括高度补偿板11、中间板4、铁轨固定板5和中间层8，中间层8在铁轨固定板5之上布置在铁轨固定板5与下滑板13之间。
图5显示了轨足2a的剖切的和放大的部分视图，轨足2a在上滑板12的部分上侧处在夹紧夹7a的作用下与铁轨固定板5夹紧在一起。在中间层8与轨足2a的下侧之间又设置有下滑板13，其带有为了所说明的目的而放大地示出的滑动层13a。类似于此，上滑板12在其面向轨足2a的下侧处具有设有起滑动作用的层12a的表面。
图6显示了夹紧夹7的透视性的图示，夹紧夹7例如优选地用在根据本发明的铁轨固定系统中。夹紧夹7具有彼此重叠地取向的两个端部30、31以及弯曲的中间环32。在中间环32的上侧上引入两个削平部33a、33b，以便实现在夹紧夹7与(未示出的)夹紧螺栓之间的更大的面接触。
图7显示了优选用在根据本发明的铁轨固定系统中的夹紧夹7的下侧。在夹紧夹7的自由端30、31的下侧处布置有削平部30a、31a，以便建立在夹紧夹7与(未示出的)上滑板之间的更高的面接触。
图8显示了高弹性的中间板4的透视性的视图，其例如优选地用在根据本发明的铁轨固定系统的实施方式中。中间板4在中间区域4a(因此，这样的区域，(未示出的)铁轨的脚部基本上处在该区域上)中设计成比在侧部区域4b、4c中更薄。从侧部区域4b、4c过渡至中间区域4a在相应构造梯级4e、4f的情况下来实现。单独通过几何造型，优选地还结合合适的材料选择或合适的材料组合，可获得这样的中间板4，其具有由两部分构成的弹性特征曲线，其中，如果对于中间板4的变形取决于弹性位移首先施加软的阻抗且紧接着施加硬的阻抗，这是尤其优选的。
最后，图9显示了用于钢板/钢结构路基的根据本发明的铁轨固定系统1的另一实施方式，在其中，铁轨固定系统的外置的夹紧夹16a、16b的角形引导板15a、15b贴靠在布置在钢制底板14端侧的贴靠面14a、14b处。夹紧夹16a、16b经由螺栓(优选公制螺栓)与钢制底板14相连接。因此，带有贴靠面14a、14b(其在此处示出的实施方式中从钢制底板14的板平面上朝铁轨2向上摆动60°的角度)的钢制底板14代替作为底板的、带有通常集成的(未示出的)隆起的(未示出的)混凝土结构，角形引导板15a、15b在夹紧状态中靠到该隆起处。钢制底板14优选经由带有公制螺纹的螺栓17a、17b直接拧紧到钢结构18上。在一种同样优选的在图9中未示出的变型方案中，钢制底板14直接装配在平的混凝土板上，例如借助于螺栓－销钉组合(未示出)，尤其带有金属或塑料销钉的螺栓－销钉组合。

Claims (16)

1. 一种铁轨固定系统(1)，其用于将铁轨(2)固定在混凝土托板(3a)或混凝土轨枕(3b)或钢制底板(14)上，包括：中间板(4)；铁轨固定板(5)，其带有布置在其上的角形引导板(6,6b)；至少两个第一夹紧夹(7a)，其用于夹紧轨足(2a)与所述铁轨固定板(5)；以及螺栓(9)和/或销钉(10)；和至少两个第二夹紧夹，其用于拧紧所述铁轨固定系统(1)与底座，底座呈所述混凝土托板(3a)、混凝土轨枕(3b)或借助于钢制底板(14)的钢结构的形式，
其特征在于，
在所述铁轨(2)与所述铁轨固定板(5)之间布置有弹性的中间层(8)，
所述中间板(4)由高弹性的材料构成和/或包括钢板(4)，
至少两个第二夹紧夹(7b)设置成优选经由所述中间板(4)夹紧所述铁轨固定板(5)与路基，其中，所述第一夹紧夹和第二夹紧夹(7a,7b)高弹性地来实施且实施成带有很高的夹紧力，并且
至少一个上滑板(12)布置在所述轨足(2a)与第一夹紧夹(7a)之间，而至少一个下滑板(13)布置在所述轨足(2a)与所述弹性的中间层(8)之间。
2. 根据权利要求1所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，铁轨固定系统(1)在所谓的过渡区域中布置在带有不同弹性的不同的轨道道床之间。
3. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述弹性的中间层(8)具有的刚度为55-65kN/mm，优选为60kN/mm。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，高度补偿板(11)布置在所述混凝土板、混凝土制备板、固定的车道(3a)或所述轨枕(3b)或所述钢制底板(14)与所述中间板(4)之间。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述过渡区域存在于在隧道中的固定的车道与钢筋混凝土桥的固定的车道之间，或者存在于固定的车道与碎石地基之间，或者存在于钢结构(钢制桥过渡部)之间。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述高弹性的中间板(4)和/或所述钢板(4)具有事先限定的且优选分级的弹性特征曲线，优选取决于弹性位移首先更软且紧接着更硬。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述第一夹紧夹和第二夹紧夹(7a,7b)在弹性位移为2.5至3.5mm的情况下是动态耐久的并且具有的夹紧力大于12kN，优选为14-16kN。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述上滑板(12)和/或所述下滑板(13)具有用于防滑的措施。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述第一夹紧夹(7a)和/或所述第二夹紧夹(7b)的端部被削平。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述角形引导板(6)包含高强度的弹性塑料，例如带有30%玻璃纤维组分的PA 6.6。
11. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述角形引导板(6)具有用于提高弹性的肋条结构。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述中间板(4)具有这样的截面形状，在其中构造有至少一个梯级(4a,4b)。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述中间板(4)包含微孔的聚氨酯或微孔的合成橡胶，优选带有分级的弹性。
14. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述铁轨固定系统(1)在高达30kN的同时很高的压制力的情况下具有20至35kN/mm的很高的弹性。
15. 根据上述权利要求中任一项所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述钢制底板(14)板状地来构造并且在其端侧处具有用于角形引导板和/或夹紧夹的、从板平面突起的贴靠面(14a,14b)。
16. 根据权利要求15所述的铁轨固定系统(1)，其特征在于，所述贴靠面(14a,14b)从所述钢制底板(14)的板平面朝所述铁轨(2)摆动的角度>45°，优选约为60°。
CN201380039437.XA 2012-07-23 2013-07-22 用于过渡区域的铁轨固定系统 Active CN104508204B (zh)

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