CN104652182B - 一种轨枕及其安装螺母套的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨枕及其安装螺母套的方法，该轨枕包括轨枕体，所述轨枕体材料为纤维增强树脂基复合材料,所述轨枕体的枕芯由纤维增强树脂基复合材料型材和发泡材料组成，所述枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材先单独由拉挤工艺产生。本发明具有轻质高强、承载能力高、不变形、不吸潮、体积稳定、耐化学腐蚀、耐老化、减震性好、不导电、结构简单、现场安装方便的优点。

Description

一种轨枕及其安装螺母套的方法

技术领域

本发明涉及一种用于铁路、轨道交通的轨枕，特别是一种轨枕及其安装螺母套的方法。

背景技术

轨枕是现在铁路交通运输领域中不可缺少的材料，其作用是通过钢轨连接件将钢轨连接在轨枕之上，通过轨枕来保持两股或多股钢轨之间的轨距、水平方向等几何形状。以及使钢轨所承受的各种载荷均衡的分布在轨枕基础上。因此轨枕必须具有轻质高强、耐候性和减振等作用。

目前现有的轨枕有：木质轨枕、钢筋混凝土轨枕、钢质轨枕和复合材料实心轨枕，但他们都存在着一些问题。

木制轨枕虽然弹性好、重量轻，制作简单，绝缘性能好，但现在森林资源匮乏，随着人们环保意识的不断增强，森林木材得到保护，木材价格也在不断上涨，并且木材易腐朽、无防虫、防水、防火等性能、容易风干开裂。为使木材制作成轨枕，还必须对木材进行化学处理，以达到防腐、防虫的性能，但使用的木材防腐、防虫的化学物品污染环境，还对人体造成伤害。木材本身硬度不高，耐候性较差，在露天条件下使用受环境和气候的影响，使轨枕容易老化、腐朽及开裂等，在使用的过程中轨枕防腐层一旦破坏，这种老化腐朽现象会明显加剧。在长期列车载荷的冲击和碾压下，易造成轨枕机械磨损，缩短使用寿命，并引起弹性不一致。枕木上的道钉孔会因使用日久而松弛，持钉能力下降，造成行车安全隐患。同时，由于木材本身强度不高，在对安装构件进行支撑时，需要布置密集的轨枕才能达到要求，从而增加了施工量，也增加了使用成本。

钢筋混凝土轨枕虽然使用寿命长、稳定性好的特点，但由于其钢度大、弹性差导致减振效果也差，从而增大噪音，列车车体振动厉害，且在使用一段时间后容易出现开裂的现象，影响铁路运输安全；另外钢筋混凝土轨枕太笨重，增加了搬运难度，使得其铺设、养护维修以及运输都很不方便。并且容易出现裂缝，不可修复使用，比较浪费。

此外由于混凝土轨枕和钢制轨枕自身的绝缘性比较差，因此钢筋混凝土和钢制轨枕在使用过程中还需进行二次绝缘，特别是在电气化线路中，绝缘性要求更高。另外，在制备原材料水泥和钢筋过程中会排放大量的CO2，据报道，制备水泥和钢筋过程中排放的CO2量分别为木轨枕的10倍和200倍，造成环境污染，不符合环保、低碳的要求。

钢质轨枕虽然牢固耐用，但造价高、自身沉重，不易搬动，弹性小。不能被广泛应用。铺设后与列车之间发生摩擦的噪音很大。

另外，复合材料实芯轨枕是由高密度发泡材料制造，其质轻，但内部组织松软，强度达不到轻枕所需要的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种轻质高强、承载能力高、不变形、不吸潮、体积稳定、耐化学腐蚀、耐老化、减震性好、不导电、结构简单、现场安装方便的轨枕及其安装螺母套的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种轨枕，包括轨枕体，所述轨枕体材料为纤维增强树脂基复合材料,所述轨枕体的枕芯由纤维增强树脂基复合材料型材和发泡材料组成，所述枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材为T型钢纤维增强树脂基复合材料型材、十字型钢纤维增强树脂基复合材料型材、槽钢型纤维增强树脂基复合材料型材、王字型纤维增强树脂基复合材料型材或H型纤维增强树脂基复合材料型材，所述发泡材料为酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料或再生塑料与木屑混合物，所述枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材先单独由拉挤工艺产生，拉挤生产出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材后，将其枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材各表面砂磨，然后使用环氧树脂将发泡材料粘合，粘合成一体后使发泡材料在垂直方向高出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的竖档0.5—2.5mm（注：除王字型复合材料外）,在水平方向发泡材料单边比枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的螺栓导向档短3—8mm，然后轨枕体与枕芯一齐由拉挤工艺复合而成，复合成型时,使枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的螺栓导向档嵌入到轨枕体之中，竖档是轨枕加强档，具有对轨枕内部支撑加强作用，这样就可以根据轨枕所承受的强度和竖档的数量，设计出轨枕不同的壁厚；横档为螺栓导向档，是为了保证安装后螺母套的垂直度。

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先从轨枕体的上表面向下钻与螺栓相匹配的螺栓孔直至轨枕体下表面，然后从轨枕体下表面加工与螺母套外形相匹配的螺母套孔至轨枕体上表面的底平面；然后将螺母套涂上环氧树脂胶水，将涂有环氧树脂胶水的螺母套从轨枕体下表面嵌入到轨枕内，使其螺母套上平面至轨枕体上表面的底平面，这样使得轨枕体的上表面的底平面起到对螺母套的限位作用；然后将螺母套下端的空孔填满环氧树脂，再将底盖表面涂上环氧树脂胶水安装到轨枕体下平面相匹配的孔中，螺母套外有螺纹形状储胶水槽。

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先从轨枕体上表面向下钻孔至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的螺栓导向档下，向孔内浇铸环氧树脂，然后在环氧树脂中插入螺母套，待环氧树脂固化后即可。

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先在轨枕体上表面向下钻至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的螺栓导向档下，向孔内浇铸环氧树脂，待环氧树脂固化后，对已固化的环氧树脂体钻孔、攻螺纹，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔（注：此方法没有螺母套而是在环氧树脂体上通过钻孔、攻螺纹而形成螺栓所需要的螺纹孔。）；或者在向孔内浇铸环氧树脂后插入所须安装且表面涂有脱模剂的螺栓，待环氧树脂固化后，拧松螺栓将其取出，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔（注：此方法没有螺母套而是在环氧树脂体上取出螺栓而形成螺栓所需要的螺纹孔。），所述孔为圆孔或防转动槽孔。

本发明的进一步改进在于：所述孔为圆孔或防转动槽孔。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、芯部具有枕芯的轨枕主要生产工艺为拉挤工艺，此生产效率高，原材料浪费少，整体性和截面形状一致性好，型材长度不受限制。

2、自重轻、强度高，重量仅为钢材的1/3-1/4。

3、可设计性高：根据轨枕所要求承受的负荷，设计制造不同厚度、截面、形状、尺寸及不同强度的轨枕。

4、耐腐蚀性好：轨枕耐腐蚀，无须定期维护保养，造成环境污染等问题，节约了维修和防护费用，尤其在一些工作环境恶劣的地方使用。

5、热导率低、膨胀系数小，在有温差时所产生的热应力比金属多得多。

6、安装方便：轨枕在工厂中模块化生产，对于环境的破坏小，运输吊装方便，降低建造成本。

7、轨枕除了用于新建的铁路上，还可用于待维修的轨枕，即替换现有的轨枕。

附图说明：

图1为本发明的轨枕结构示意图；

图2为轨枕安装螺母套时的钻防滑动槽孔图；

图3为实施例1的轨枕与螺母套安装图；

图4为螺母套的结构图；

图4-1为带有防转动柱的螺母套俯视图；

图4-2为圆柱形螺母套的俯视图；

图5为实施例3的轨枕与螺母套安装图；

图6为轨枕钻孔图；

图中标号：1-轨枕体、2-纤维增强树脂基复合材料型材、3-发泡材料、4-螺母套、5-环氧树脂、6-底盖、7-螺栓孔、8-孔、9-金属支架、10-螺纹孔、11-储胶水槽。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明如图1-6示出了一种轨枕及其安装螺母套的方法的具体实施方式，

一种轨枕，包括轨枕体，所述轨枕体1材料为纤维增强树脂基复合材料,所述轨枕体1的枕芯由纤维增强树脂基复合材料型材2和发泡材料3组成（如图1所示）；所述枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2先单独由拉挤工艺产生，拉挤生产出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2后，将其枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2各表面砂磨，然后使用环氧树脂将发泡材料3粘合，粘合成一体后使发泡材料3在垂直方向高出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2的竖档0.5—2.5mm,在水平方向发泡材料3单边比枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2的螺栓导向档短3—8mm，然后轨枕体1与枕芯一齐由拉挤工艺复合而成，复合成型时,使枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2的螺栓导向档嵌入到轨枕体1之中，竖档是轨枕加强档，具有对轨枕内部支撑加强作用，这样就可以根据轨枕所承受的强度和竖档的数量，设计出轨枕不同的壁厚；横档为螺栓导向档，是为了保证安装后螺母套的垂直度，所述发泡材料3为酚醛泡沫、者聚氨酯泡沫、者聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料或再生塑料与木屑混合物。

实施例1

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先从轨枕体1的上表面向下钻与螺栓相匹配的螺栓孔7直至轨枕体1下表面（如图2所示），然后从轨枕体1下表面加工与螺母套4外形相匹配的螺母套孔至轨枕体上表面的底平面；然后将螺母套4涂上环氧树脂5胶水，将涂有环氧树脂5胶水的螺母套4从轨枕体1下表面嵌入到轨枕内，使其螺母套4上平面至轨枕体1上表面的底平面，这样使得轨枕体1的上表面的底平面起到对螺母套4的限位作用；然后将螺母套4下端的储胶水槽11空孔填满环氧树脂，再将底盖6表面涂上环氧树脂5胶水安装到轨枕体1下平面相匹配的孔8中（如图3所示），螺母套4外有螺纹形状储胶水槽。

实施例2

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先从轨枕体1上表面向下钻孔至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材2的螺栓导向档下，向孔8内浇铸环氧树脂5，然后在环氧树脂5中插入螺母套，孔内插入螺母套4，待环氧树脂5固化后即可。

实施例3

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：首先在轨枕体1上表面向下钻至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材的螺栓导向档下，向孔8内浇铸环氧树脂5，待环氧树脂5固化后，对已固化的环氧树脂体钻孔、攻螺纹，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔；或者在向孔8内浇铸环氧树脂5后插入所须安装的螺栓，且表面涂有脱模剂，待环氧树脂5固化后，拧松螺栓将其取出，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔（如图5所示）。

实施例4

一种轨枕的安装螺母套的方法，包括以下步骤：从轨枕体1上表面向下钻与螺栓相匹配的螺栓孔7，将轨枕两端的发泡材料3掏空到金属支架9所须要放置的位置，金属支架9不与轨枕1一同复合，因为金属支架9仅放置在轨枕1的两端，其长度是根据轨枕1安装要求而确定，金属支架9是在工厂进行模块化生产，工序有焊接、钻孔、攻螺纹，金属支架9（如图6所示），将金属支架9嵌入到轨枕体1所须的位置，然后将螺栓从轨枕体1上表面穿入螺栓孔7，拧入金属支架9的螺纹孔10中，然后对轨枕体1两端掏空部位进行发泡材料3发泡处理，随发泡材料3固化，金属支架9形成了定位，拧松螺栓将其取出；所述孔为圆孔。（注：此方法轨枕芯部没有任何形状的纤维增强树脂基复合材料型材只有一块发泡材料，才能使用金属支架。）金属支架为T型金属支架、十字型金属支架、槽钢型金属支架或H型金属支架。

本发明生产工艺由拉挤工艺生产，产品具有轻质高强、承载能力高、不变形、不吸潮、体积稳定、耐化学腐蚀、耐老化、减震性好、不导电、结构简单、现场安装方便的优点。

Claims (5)

1.一种轨枕，包括轨枕体（1），其特征在于：所述轨枕体材料为纤维增强树脂基复合材料,所述轨枕体（1）的枕芯由纤维增强树脂基复合材料型材（2）和发泡材料（3）组成，所述纤维增强树脂基复合材料型材（2）为T型钢纤维增强树脂基复合材料型材、十字型钢纤维增强树脂基复合材料型材、槽钢型纤维增强树脂基复合材料型材、王字型纤维增强树脂基复合材料型材或H型纤维增强树脂基复合材料型材，所述发泡材料（3）为酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料或再生塑料与木屑混合物，所述枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）先单独由拉挤工艺产生，拉挤生产出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）后，将其枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）各表面砂磨，然后使用环氧树脂将发泡材料（3）粘合，粘合成一体后使发泡材料（3）在垂直方向高出枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）的竖档0.5—2.5mm, 在水平方向发泡材料（3）单边比枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）的螺栓导向档短3—8mm，然后轨枕体与枕芯一齐由拉挤工艺复合而成，复合成型时,使枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）的螺栓导向档嵌入到轨枕体（1）之中。

2.根据权利要求1所述一种轨枕的安装螺母套的方法，其特征在于：包括以下步骤：首先从轨枕体（1）的上表面向下钻与螺栓相匹配的螺栓孔直至轨枕体（1）下表面，然后从轨枕体（1）下表面加工与螺母套外形相匹配的螺母套孔至轨枕体（1）上表面的底平面；然后将螺母套涂上环氧树脂胶水，将涂有环氧树脂胶水的螺母套从轨枕体（1）下表面嵌入到轨枕内，使其螺母套上平面至轨枕体（1）上表面的底平面，这样使得轨枕体（1）的上表面的底平面起到对螺母套的限位作用；然后将螺母套下端的空孔填满环氧树脂，再将底盖表面涂上环氧树脂胶水安装到轨枕体（1）下平面相匹配的孔中，螺母套外有螺纹形状储胶水槽。

3.根据权利要求1所述一种轨枕的安装螺母套的方法，其特征在于：包括以下步骤：首先从轨枕体（1）上表面向下钻孔至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）的螺栓导向档下，向孔内浇铸环氧树脂，然后在环氧树脂中插入螺母套，待环氧树脂固化后即可。

4.根据权利要求1所述一种轨枕的安装螺母套的方法，其特征在于：包括以下步骤：首先在轨枕体（1）上表面向下钻至枕芯的纤维增强树脂基复合材料型材（2）的螺栓导向档下，向孔内浇铸环氧树脂，待环氧树脂固化后，对已固化的环氧树脂体钻孔、攻螺纹，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔；或者在向孔内浇铸环氧树脂后插入所须安装且表面涂有脱模剂的螺栓，待环氧树脂固化后，拧松螺栓将其取出，即可获得所须安装的螺栓螺纹孔。

5.根据权利要求2-4任一项所述一种轨枕的安装螺母套的方法，其特征在于：所述孔为圆孔或防转动槽孔。