CN104937170B - 复合铁路轨枕以及铁路轨道 - Google Patents

Abstract

一种复合铁路轨枕(1；50；100)包括外覆盖壳体(2；51；101)以及成形结构芯体(3；52；102)，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成，所述成形结构芯体由至少包括容纳在所述外覆盖壳体(2；51；510；101)内的混凝土的材料制成，其中，所述外覆盖壳体(2；51；510；101)在上外表面(2a；51a；101a)中具有分开且对置的两组槽(4；53)，所述分开且对置的两组槽适于接收属于预组装的弹性紧固系统(64)的有角的引导板(G)，所述弹性紧固系统(64)用于将两个对应的钢轨(R)与所述铁路轨枕(1；50；100)连接。

Description

复合铁路轨枕以及铁路轨道

技术领域

本发明涉及一种创新的、环境友好的复合铁路轨枕，该复合铁路轨枕拥有独特的技术特征，所述技术特征允许将该复合铁路轨枕推广到全球市场，以替代由木材、混凝土、钢、塑料和复合材料制成的已知铁路轨枕。

背景技术

铁路轨枕是铁路轨道系统的组成部分，用来确保两根钢轨之间的固定距离，或者更具体地，用来确保形成轨道的两根钢轨的伞形部的内侧之间的距离，该距离通常在滚动面下方14毫米的高度处测量的(该距离是铁路领域中所谓的“轨距”)，并且用来将机械载荷分担在道床(或者基床，也称为英文词汇“ballast”(道砟))。

应注意，道砟是铁路上部结构的一部分，该部分一般地但非排他性地由碎石垫层组成，该碎石垫层支撑埋在所述碎石垫层中的轨道；此外，道砟确保线形设计状况(水平和对齐)，吸收因列车移动而施加的作用力，给予轨道弹性，并且在轨道和环境之间形成有关振动的过滤器。

如众所周知的，由木材制成的铁路轨枕多年来在铁路设施市场中是最普及的轨枕，但是在采伐森林和由杂酚对底土造成的污染方面产生严重的环境破坏。

实际上，木铁路轨枕用杂芬油进行浸渍，杂芬油是一种复杂的防腐性化学混合物，其使得木材免受动物、植物害虫以及天气因素的侵害，从而确保轨枕本身的耐用性，。

用于木铁路轨枕的钢轨紧固系统现在在安装和维护以及安全性方面已变得过时并且价格昂贵。

此外，木铁路轨枕的柔韧性和轻质性是少数使用情形的原因，并且继续是少数使用情形的原因，与抽送和分散道砟相关的问题因此增加了对繁重的以及一直都不希望有的维护措施的需要并且增加了相关费用。

另外，虽然木铁路轨枕用杂芬油进行浸渍，但是木轨枕的平均生命周期长度不超过15年；这意味着更换和处置几乎不能使用的轨枕的高费用，因为这些轨枕被分类为特别高毒性的废品。

与使用木铁路轨枕相关的其他问题与用于连接钢轨的系统有关，因为木材退化导致不满足预定的安全标准，尤其是关于钢轨的紧固系统的紧度的安全标准。

目前，木铁路轨枕仅用在具有小曲率半径的线路区段，因为木铁路轨枕允许在安装期间调整轨距，因此，调整两根钢轨的距离。

在铁路领域的技术多年来已开发了新型轨枕，最常见的轨枕是由预应力钢筋混凝土(也称为首字母缩略词PRC)制成的轨枕。

虽然PRC轨枕的平均寿命比木轨枕的长，为20至25年，但是PRC轨枕已显示出涉及同样高维护费用和安全问题的一些缺陷。

事实上，PRC铁路轨枕用在列车的高速线路，所述列车的重载荷使上部结构受到大的应力；所述载荷与轨枕本身的刚性和重量以及列车的速度一起使得下面的道砟粉碎化，道砟减小成沙粒，从而变成柔软而脆弱的支撑系统，以使得道砟不能保证轨道的正确以及原始的高度和纵向特征。

与由PRC制成的铁路轨枕的刚性有关的另一个明显缺陷是铁路轨枕常常存在的结构变弱(这是由破碎、裂缝以及断裂引起的)。

具有更现代以及更先进构造概念的铁路轨枕试图补救这些缺陷，所述铁路轨枕至少部分由具有高机械强度的塑性材料制成，因而一方面可获得整体由塑性材料制成的铁路轨枕，并且另一方面可获得复合铁路轨枕，所述复合铁路轨枕由塑性材料制成的部件和混凝土和/或金属材料(诸如，典型地为钢)制成的部件组成。

这些已知类型的由塑性材料制成的铁路轨枕具有完全均匀以及均一的外表面，而没有不连续点。

然而，虽然允许大大限制道砟粉碎化的负面现象，从而确保延长铁路轨枕的生命周期，但是发现它们几乎没有用在以欧洲铁路网络为代表的高速线路中，因此它们产生了完全不适合以及不适当的结果：这是因为它们重量较轻，这使得它们适于用在不超过80公里/小时的铁路列车的线路中，例如以美国和中国铁路网络为代表。

另外，现有技术的塑性材料铁路轨枕不能在将钢轨直接铺设在轨枕上的情况下用在存在弹性紧固系统的情况下；因此，不能使用轨道系统的机械化安装或更换来安装它们，尤其是它们涉及复杂的、辛苦的、烦人的、费时的以及昂贵的安装作业，以安装将钢轨与轨枕本身连接的紧固系统。

用在这些塑性材料铁路轨枕上的钢轨紧固系统与在间接铺设的情况下用在木轨枕上的紧固系统相同，与在直接铺设钢轨的情况下的更安全更经济的弹性紧固系统(目前该弹性紧固系统仅匹配PRC轨枕)相比，所述用在木轨枕上的紧固系统是过时的并且价格昂贵。

发明内容

本发明试图克服上面提到的现有技术的缺陷。

具体地，本发明的主要目的是提供一种复合铁路轨枕，其能够将由混凝土(或预应力钢筋混凝土)制成的传统铁路轨枕(适于高速线路)的优点和至少部分由塑性材料制成的较新但还不太普及的铁路轨枕(仅适合于不超过80公里/小时的低速线路)的优点结合起来，从而获得不能由现有技术的铁路轨枕在较远的未来不能获得的优势。

更详细地，本发明的主要目的是设想一种复合铁路轨枕，所述复合铁路轨枕在限制支撑有该复合铁路轨枕的基床(道砟或碎石)粉碎化的同时允许通过机械化系统容易且快速地进行运用作业，采用在直接铺设的情况下的钢轨弹性紧固系统或者“W”型紧固系统(在铁路领域里理解这些术语和词语的意思)，所述紧固系统在工厂中进行了预组装，所述紧固系统进而允许将钢轨连接至轨枕本身，而不需要烦人且昂贵的因此总是不希望有的装配作业，并且所述复合铁路轨枕可以用于高速线路(高于250公里/小时)。

在此目的下，本发明的任务是使得能够得到一种复合铁路轨枕，其与用在高速线路中的已知等同轨枕相比提高了抵抗因列车经过而导致的轨道横向移位的能力，所述列车如已知的在通过时在轨道本身上施加了横向力。

本发明的另一个目的是提供一种复合铁路轨枕，其与类似应用(用于列车的高行驶速度)的已知铁路轨枕相比降低了传递的振动，减小了结冰/融化现象并且具有更高的结构耐久性。

所述目的是通过本发明的复合铁路轨枕实现的，该复合铁路轨枕包括：外覆盖壳体，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成；成形结构芯体，所述成形结构芯体由至少包括容纳在所述外覆盖壳体内的混凝土的材料制成，所述外覆盖壳体在上外表面中具有分开且对置的两组槽，所述分开且对置的两组槽适于接收属于预组装的弹性紧固系统的有角的引导板，所述弹性紧固系统用于将两个对应的钢轨与所述复合铁路轨枕连接。

本发明的铁路轨道同时实现了前述的目的，该该铁路轨道包括：一对钢轨，该一对钢轨平行并且相互间隔开预定轨距；多个复合铁路轨枕，所述多个复合铁路轨枕连贯地以及相互间隔地布置，至少大部分布置在所述钢轨之间，以使得限定相互平行且入射于由所述钢轨限定的方向的线性方向，所述多个复合铁路轨枕适于放置得更靠近基床，每个所述复合铁路轨枕包括：外覆盖壳体，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成；成形结构芯体，所述成形结构芯体由至少包括容纳在所述外覆盖壳体内的混凝土的材料制成；预组装的弹性紧固系统，该预组装的弹性紧固系统将每根所述钢轨与所述复合铁路轨枕连接，所述外覆盖壳体在上外表面中具有分开且对置的两组槽，所述分开且对置的两组槽接收所述预组装的弹性紧固系统的有角的引导板。本发明中提及的铁路轨枕因而落到复合轨枕的范畴内：该铁路轨枕主要由内部钢结构和外覆盖壳体组成，所述内部钢结构通过混凝土填充而提高重量，所述外覆盖壳体由复合材料(优选地由塑料和再生橡胶的混合物获得)制成。

这种铁路轨枕将下面列出的特征进行了组合，所述特征使得该铁路轨枕与由其他材料制成的已知轨枕相比具有竞争性并且在多个方面更好。

与现有技术相比，本发明中提及的复合铁路轨枕具有在直接铺放钢轨的情况下使用“W”型弹性紧固系统的先决条件，“W”型弹性紧固系统甚至用于高速线路。

这些钢轨紧固系统如今专门匹配至由预应力钢筋混凝土(PRC)制成的铁路轨枕，然而，如上所述，由预应力钢筋混凝土(PRC)制成的铁路轨枕产生道砟粉碎化的严重问题，并且目前市场上买不到复合轨枕，不论该复合轨枕被生产和/或授予专利，允许其使用。

与其他已知类型的复合轨枕相比，在本发明中提及的复合铁路轨枕中使用这些紧固系统提供了更大的安全性，这是因为紧固系统的拧紧螺钉拧到放置在轨下部分的块(优选地由橡胶制成)内。

这要求，螺钉示出比如今使用的其他类型的铁路轨枕更高的剪切强度。

另外，上述的块，由于其塑性性质，能够吸收和释放螺钉接收到的振动作用。

此外，在直接铺设钢轨的情况下的“W”型弹性紧固系统如已知的在工厂中被预安装(或预组装)；这允许在所有铁路线路的建设、维护和更换作业期间既用手动系统又用机械化系统铺设铁路轨枕的过程中速度更快。

由本发明的复合轨枕使用的弹性紧固系统在全世界广泛使用。这决定了用于铺设轨道和固定钢轨的所述紧固系统的机器与现有技术中由技术人员使用的机器相同。

在直接铺设钢轨的情况下的“W”型弹性紧固系统由于直接连接至铁路轨枕的有角的引导板的可互换性允许调节轨距。

该可互换性允许调节轨距：在常规线路中从1435毫米到1465毫米；在窄轨线路中从950毫米到980毫米。

因此，在本发明中提及的铁路轨枕中使用这些弹性钢轨紧固系统允许在具有窄曲率半径的铁路轨道中也使用所述轨枕。

根据本发明，复合铁路轨枕的几何和结构特征允许达到这样的重量，以使得所述轨枕可以用在重载和高速线路中。

另外，用于外覆盖壳体的具体几何形状、重量以及材料类型(塑料和再生橡胶)确保比如今使用的其他轨枕提供更大的抵抗轨道横向移位的能力。

外覆盖壳体的短边的侧表面的优选“S”形形状以及下表面的网状图案有助于增加抵抗轨道横向移位的能力，这是因为它们增加和提高了道砟和轨枕之间的相互作用力。

所述特征对两件式形式和单体式形式的外覆盖壳体来说都具代表性。

本发明中提及的复合轨道轨枕的外覆盖壳体优选地由再生塑料和橡胶的混合物形成，确保轨枕的工作寿命大于50年，从而其结构效率和可靠性特征不变：事实上，有利地，保护内结构芯体免受天气因素、霉菌和霉病的侵袭，在现有技术的PRC铁路轨枕中一般存在这些现象，现有技术的PRC铁路轨枕的寿命事实上为20年左右。

由于形成覆盖壳体的材料的固有性质，覆盖壳体不是对环境造成污染的元件；相反，环境污染会发生在例如由木材制成的已知铁路轨枕中，所述由木材制成的已知铁路轨枕用化学制品进行处理，从而提高其功能性和寿命。

本发明的复合铁路轨枕的外覆盖壳体的抵抗能力提供了全面抵抗火和高温的能力，这使得轨枕本身在隧道、桥梁、城市和大都市地区的使用非常安全。

用于所述外壳的材料具有特定的化学配方，诸如以确保对UV-A和UV-B的防护。

此外，本发明中提及的复合铁路轨枕长期保持尺寸一致性；事实上，所述轨枕不会退化，从而不会引起尺寸变化或结构变化，由此长期保持原始特征并且长期确保安全标准。

本发明的复合铁路轨枕允许降低铁路线路的维护成本，这是因为与传统的PRC轨枕相比，外壳的塑性性质更缓慢地吸收在列车经过时的载荷作用。

外覆盖壳体的这种震动吸收功能使道砟的破碎最小化：该方面有助于降低与翻修道砟和经常地对线路进行调平以及对线路进行高度对准相关的维护费用，该费用对于铁路公司的财务报表具有沉重和不利的影响。

另外，有利地，外结构给予根据本发明的复合铁路轨枕抗噪和抗振特征。

因此，由于结构的低噪声以及更好的减振，实现了涉及线路维护的有关益处。

还有利地，减震功能降低了由于列车对位于铁路线路附近或上方的基础结构造成损害而导致的噪声污染和振动。

根据本发明的一个优选实施方式，复合铁路轨枕被布置为容纳旨在生产电力以及使电力联网的压电型系统。

在列车在钢轨上经过时施加在轨枕上的压力通过挤压致动这种压电系统，所述压电系统产生电力并且通过电缆接线将该电力传输到外部蓄电池。

目前，通过压电系统产生电力的该系统在预应力钢筋混凝土轨枕中仅在试验的基础上进行测试。在已知PRC轨枕中的该系统通过如下方式进行安装：在混凝土中在轨下部分处钻出外壳孔；以及通过外部电缆对该组件进行接线，该外部电缆——位于干涉位置中，因此不允许进行正常的线路维护以及调平作业——受到磨损或断裂。

根据本发明，压电系统在复合轨枕内找到天然和谐的外壳，因为所述压电系统在生产阶段已被预先插入。

这允许避免改变或修改先前存在的结构，而这目前发生在PRC轨枕中。

另外，根据本发明的复合铁路轨枕优选地具有在外覆盖壳体内在轨下部分处形成的专用室，所述专用室适于容纳设有集成的卫星数据传送系统的板，所述集成的卫星数据传送系统因车队的经过而受到致动并且实时传送以下数据：列车速度；列车长度；车厢数目；轨道状态；两连贯列车之间的距离；以及两相向列车之间的距离。

根据本发明的复合铁路轨枕被设计为以各种尺寸进行生产。这允许将这种轨枕用在诸如高速线路、重载线路、常规线路、城市线路、有轨电车线路以及窄轨线路的铁路系统中。

附图说明

从涉及复合铁路轨枕的优选实施方式的以下描述中，本发明的进一步特征和详细说明将变得更加明显，要求保护复合铁路轨枕的专有权，以下描述是参考附图以象征性的而非限制性的方式给出的，其中：

图1是本发明的复合铁路轨枕的分解立体图；

图2是图1的复合铁路轨枕的俯视图；

图3是图1的复合铁路轨枕的侧视图；

图4是图1的复合铁路轨枕的成形结构芯体的纵向剖视图；

图5是图1的复合铁路轨枕的第一可能实施方式的分解立体图；

图6至图9是图5的复合铁路轨枕的四个不同实施方式的立体图，这些实施方式在长度上相互不同；

图10是图5的复合铁路轨枕的局部及部分分解立体图，所述复合铁路轨枕处于非定形构造；

图10a是图10的结构组件的截短放大图；

图10b是图10a的前视图；

图10c是图10a的俯视图；

图10d是图10a的侧视图；

图11是图5的复合铁路轨枕的待成形的细节；

图12是图11的侧视图；

图13是图12的实施方式；

图14是图10的组装以及定形的侧视图；

图15是图14的两个主块中的一个的平面上的示意和理论开发的视图；

图16是图10的成形结构芯体的局部立体图的组装顺序；

图17是图5的复合铁路轨枕的最终立体图，所述复合铁路轨枕设有用于钢轨/轨枕连接的弹性紧固系统；

图18是图5的复合铁路轨枕的成形结构芯体的组装过程的最后部分的立体示意图；

图19是图5的复合铁路轨枕的成形结构芯体的整体立体图；

图20是图5的复合铁路轨枕的外壳的纵剖分解图；

图21是图20的上部件的俯视图；

图22是图20的下部件的俯视图；

图23是从图20的下部件下方观察的视图

图24是图20的一实施方式的纵向剖视图；

图25是图24的上部件的俯视图；

图26是图24的纵向剖视图；

图27是从图24的下部件下方的观察的视图；

图28是图10的成形结构芯体的一实施方式的部分立体图；

图28a是图28的构造组件的截短放大图；

图29是在图28的两个主块中的一个的平面上的示意以及理论开发的视图；

图30是图28的成形结构芯体的增强板、图5的增强板的实施方式的立体图；

图31是图1的复合铁路轨枕的另一实施方式的截短立体图；

图32是图31的纵向剖视放大图；

图33是图1的复合铁路轨枕的另一实施方式的截短立体图；

图34是图33的纵向剖视放大图。

具体实施方式

图1示出了本发明的复合铁路轨枕的基本版本，该复合铁路轨枕总体编号为1。

由此可见，复合铁路轨枕1包括：

—外覆盖壳体2，所述外覆盖壳体2由复合塑性材料制成；

—成形结构芯体3，所述成形结构芯体3由仅包括容纳在外覆盖壳体2内的混

凝土(或预应力钢筋混凝土)的材料制成。

根据本发明，外覆盖壳体2在上外表面2a中具有分开且对置的两组槽4，所述两组槽4适于接收属于预装配的弹性紧固系统(所谓的“W”型)的有角的引导板，所述预装配的弹性紧固系统用于将两根钢轨R与铁路轨枕连接。

具体地，分开且对置的两组槽4相对于外覆盖壳体2的横向对称轴Y相互对称布置。

优选地，外覆盖壳体2的复合塑性材料包括再生塑料和/或再生橡胶。

更详细地，所述再生橡胶有利地但非排他性地包括由对车辆的废旧轮胎(EoLT)进行切碎二得到的碎片、纤维碎屑、颗粒或类似物。

图1还示出，在该实例中，外覆盖壳体2是组装体，该组装体由通过总体编号为7的连接系统以及高强度胶(未示出)结合起来的上部件5和下部件6组成。

更具体地，连接系统7包括：成形齿8，所述成形齿8从上部件5的下周边5a突出；以及成形缝9，所述成形缝9形成在下部件6的上边缘6a中，成形齿8例如通过接缝或卡扣配合接合在所述成形缝9中。

图4还示出成形结构芯体3中的螺母10的位置，弹性紧固系统的锁紧螺钉(未示出)接合在所述螺母10中。

图5至图27示出本发明的第一可能实施方式，其中现在总体用50表示的复合铁路轨枕由以下形成：

—内结构(或成形结构芯体52)，所述内结构由钢模壳53’(图5)、混凝土54(图5)、两个复合成形块55和56(图5)组成，所述成形块由塑料和从EoLT(废旧轮胎)得到的再生橡胶制成，通过四根钢筋57(图10)埋在所述混凝土中、位于轨下部分处；

—金属增强板(例如，钢增强板)58(图5)；

—外结构，所述外结构由外覆盖壳体51组成，所述外覆盖壳体51由再生塑料和从废旧轮胎得到的再生橡胶制成，具有特定形状、几何结构和设计。

这种复合铁路轨枕50优选地具有如下尺寸：内结构的长度等于234.50厘米，并且设有外覆盖壳体51的最终产品的长度等于248.50厘米。

本发明的复合铁路轨枕50的所描述的第二实施方式的生产过程从钢支撑容纳板59(图10至图13)开始，例如由钢制成的且每个都具有T形轮廓的三个轮廓加强接合件60(图10和图11)沿短边的中间轴线焊接。

所述轮廓加强接合件60具有一些缝61，所述缝61允许在内结构的右边和左边之间的混凝土结合。

轮廓加强接合件60通过连续金属丝焊接而焊接在钢支撑容纳板59上，以如下相互距离定位，以允许由复合材料制成两个复合成形块55和56根据合适的距离和尺寸进行连接。

为了便于接合复合成形块55，56，轮廓加强接合件60具有引导齿(图10中的细节62)，所述引导齿安装在所述成形块的两侧中的竖直接合沟槽63中，如图10a至图10d的细节中清楚可见。

复合成形块55，56(图10a中分开示出)用再生塑料和从EoLT(废旧轮胎)得到的橡胶碎片的混合物制成。

这些复合成形块55，56具有的特定形状、几何结构和设计与外覆盖壳体51的特定形状、尺寸和形状组合起来允许使用在直接铺设钢轨R情况下的“W”型弹性紧固系统。

与现有技术相比，支持使用这种类型的紧固系统的本发明因而允许钢轨之间的轨距变化。

此外，由于使用这些弹性紧固系统，本发明可以用在高速线路和重载线路。“W”型钢轨紧固系统(图17中可见，其总体编号为64)为一种轨枕/钢轨附件，其在工厂里制造期间预组装在铁路轨枕50上，位于在外覆盖壳体51的上外表面51a中制成的两组槽53处。

在焊接T形轮廓加强接合件60之后，钢支撑容纳板59以图16的顺序示出的一样被折叠。

然后，两个复合成形块55，56以图16的顺序所示的再次定位。

最后，总是如图16的顺序所示的，完成对钢支撑容纳板59的折叠。

然后，由此得到的结构(图16)焊接至金属增强板58(例如由钢制成)，金属增强板58的设计、形状和结构可以从图5的分解图获得。

贯通缝65形成在金属增加板58中，用于后续将混凝土喷射到所述结构中。

在已完成对金属增强板58的焊接以后，通过贯通缝65给该结构的空腔填充混凝土。填充是通过喷射泵凭借喷嘴(图18中示出，所述喷嘴用66表示)进行的，所述喷嘴通过金属增强板58的贯通缝65将水泥引入所述结构内。

一些橡胶板67设置在喷嘴66的基部处，所述橡胶板在喷射期间密封贯通缝65并且防止混凝土急速及有害的泄漏。

替代地，形成过程中的内结构(成形结构芯体)52的短边由两个相对的插塞68，69密封，所述插塞防止侧面泄漏并且在混凝土干燥之后被去除。

当混凝土的填充和干燥结束之后，得到的内结构52(在图19中示出)由外覆盖壳体51覆盖，所述外覆盖壳体51由再生塑料和从EoLT(废旧轮胎)得到的橡胶碎片的混合物组成。

根据外覆盖壳体的特定形状、尺寸和设计，外覆盖壳体可以以两个方式生产：

—装配式外覆盖壳体51，其由上部件70和下部件71组成，上部件70和下部件71通过在图20中总体用72标记的接合系统接合起来并且通过高强度胶进一步相互粘合，所述高强度胶给所述结构组件提供了限定的稳定性；

—一件式外覆盖壳体510，其在没有接头的情况下确保相似的覆盖，如图24以剖视图所示的以及后面的图25至图27所示的。

在用外覆盖壳体51对图19中见到的内结构(成形结构芯体)进行覆盖之后，得到的轨枕50具有一些槽53，所述槽由于特定的形状而使得所述槽支撑在直接铺设钢轨R情况下的弹性紧固系统64的有角的引导板。

生产过程继续并且以对钢轨R的整个紧固系统(构件)64的预装配结束。

在本发明的复合铁路轨枕的另一实施方式(由图28和图29中部分示出)中，组装起来的外覆盖壳体101允许将总体由103表示的压电系统插入到结构内，所述压电系统被设置用于生产电能并且将所述电能联网，和/或允许容纳具有集成的数据卫星传送系统的轨下板。

因此，在该实例中，本发明被设计用于容纳用于生产电力并将所述电力联网的压电系统103。

这是可能的，因为根据本优选实施方式，成形结构芯体102的复合成形块105，106(由橡胶制成并且放置在轨下部分中)用不同于图10和图10a的细节的成形块的块型号代替：复合成形块105，106具有适于接收压电系统103的空腔107。

根据本替代实施方式的具有压电系统103的复合铁路轨枕100(在图31和图32示出)具有图30中示出的金属增强板108，该金属增强板108相对于图5的金属增强板58具有位于每个复合成形块105，106的空腔107处的贯通孔109，以使得电触头(例如，压电按钮)110与轨下部分处的外覆盖壳体101的内表面直接接触。

生产的电力通过电缆接线111传递到外部蓄电池，所述电缆接线111通过在外覆盖壳体101的上表面101a中形成的接线室112将复合铁路轨枕100与蓄电池(未示出)连接。

为了允许对设有压电系统103并如本实施方式所述的复合铁路轨枕100进行接线，将使用如图31和图32中示出的具有接线室112的外覆盖壳体101，该外覆盖壳体101不同于之前描述的外覆盖壳体2或51。

本发明的复合铁路轨枕100的外覆盖壳体101可以具有在轨下部分中形成的专用室，该专用室适于容纳设有总体由115表示的集成的卫星数据传送系统的轨下板114，如图33和图34所见的。

因列车经过所施加的压力促发所述卫星传送系统，所述卫星传送系统实时发送例如以下数据：

·列车速度；

·列车长度；

·车厢数目；

·轨道状态；

·两连贯列车之间的距离；

·两相向列车之间的距离。

具有卫星数据传送系统115的所述轨下板114凭借布置在外覆盖壳体101的上表面101a处的接线室116(接线室116可以与允许将复合铁路轨枕100与蓄电池连接的接线室112重合或不重合)通过电缆接线(未示出)与外部信号转发器(未示意性示出)连接。

本发明的复合铁路轨枕(在目前描述的版本1，50或100中，长度L₂等于248.50厘米(见图7))可以以另外三个不同尺寸(见图6、图8和图9)生产：

—长度L₁等于199.70厘米的轨枕(图6)，用于950毫米或1000毫米的窄轨距的铁路系统；

—长度L₃等于238.20厘米的轨枕(图8)，用于最高车速等于190公里/小时的常规铁路、城市和有轨电车系统；

—长度L₄等于268.50厘米的轨枕(图9)，用于重载铁路系统以及车速高于250公里/小时的高速铁路系统。

当本发明的复合铁路轨枕的尺寸如上面列出的那样变动时，钢支撑容纳板的尺寸变动，并且相关的T形轮廓加强接合件变动，例如根据图12中示出的那样变动用于长度L₃等于238.20厘米的轨枕，根据图13中示出的那样变动用于长度L₁等于199.70厘米的轨枕。

当本发明的复合铁路轨枕的尺寸如上面列出的那样变动时，复合成形块的尺寸也变动。

然而，当本发明的复合铁路轨枕的尺寸如上面列出的那样变动时，图5或图30中示出的钢增强板的尺寸变动。

当本发明的复合铁路轨枕目标的尺寸如上面列出的那样变动时，外覆盖壳体(如上所述以一体式或组装式生产)的尺寸也变动。

如已提到的，本发明的目的还在于一种铁路轨道，为简化起见，未在附图中完整地示出所述铁路轨道。

所述铁路轨道包括：

—一对钢轨R，该对钢轨相互平行并且以预定轨距相互间隔开；

—用1，50或100表示的类型的多个复合铁路轨枕，所述复合铁路轨枕以相互连贯且相互间隔开的方式布置，至少大部分布置在钢轨之间，以使得限定相互平行且与由钢轨本身限定的方向大致正交的方向入射的线性方向，所述复合铁路轨枕适合于放置得更靠近基床(碎石或道砟)，每个复合铁路轨枕1，50或100为之前描述的类型并且基本包括：

·外覆盖壳体2，51或101，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成；

·成形结构芯体3，52或102，所述成形结构芯体由至少包括容纳在外覆盖壳体2，51或101内的混凝土的材料制成；

—预组装的弹性紧固系统，在图17中由64表示的预组装的弹性紧固系统，所述预组装的弹性紧固系统将每根钢轨R与复合铁路轨枕1，50或100连接。

根据本发明，外覆盖壳体2，51或101在上外表面2a，51a或101a中具有分开且对置的两组槽4或53，所述两组槽接收在直接铺设钢轨情况下的预组装“W”型弹性紧固系统64的有角的引导板。

根据刚给出的描述，因此，应理解，本发明的复合铁路轨枕实现了之前提到的目的并且达到了之前提到的益处。

本发明的复合铁路轨枕因此具有特定的形状、几何构造、重量、设计和结构，本发明的复合铁路轨枕支撑在直接铺设钢轨情况下的“W”型弹性紧固系统(由机械构件形成)，虽然该复合铁路轨枕未完全由钢筋混凝土组成，并且本发明的复合铁路轨枕有利地用在高速和/或重载线路，其中车速甚至超过250公里/小时，轨距等于1435毫米。

因此，与现有技术相比，本发明的复合铁路轨枕的一些创新特征在于：

·外覆盖壳体由塑性材料制成，优选地塑料和从EoLT(废旧轮胎)得到的再生橡胶的混合物；

﹡外覆盖壳体的上外表面具有一对具有特定形状和设计的成组槽，所述槽用于接收在直接铺设钢轨情况下的“W”型弹性紧固系统；

·成形结构芯体的特定结构、形状和设计，所述成形结构芯体被设计为接收旨在生产电力和将所述电力联网的压电系统；

﹡外覆盖壳体的特定结构、形状和设计，所述外覆盖壳体被设计为容纳设有集成的卫星数据传送系统的轨下板。

与相似应用(旨在高速线路)的铁路轨枕(如所述的由预应力钢筋混凝土制成)相比，本发明的复合铁路轨枕暗示着急剧减小道砟粉碎化并且大大增加抵抗因列车经过而轨道横向移位的能力。

本发明的复合铁路轨枕还涉及在建设、更换和维护期间的快速组装和高速安装，这是因为在工厂中预组装了钢轨紧固系统。

最后，清楚的是，可以对相关的复合铁路轨枕进行多项其他改变，而不脱离本文中表达的创新构思的新颖本质的原则，因为清楚的是，在本发明的实际实施方式中，所示细节的材料、形状和尺寸可以根据需要进行改变，并且用其他技术等同物进行替换。

在权利要求中提到的构造特征和技术伴随有参考数字和标记的地方，以增加权利要求本身的可理解性作为唯一目的引入了那些参考标记，因此所述参考标记对有这些参考标记仅以举例的方式所表示的每个元件的解释不具有限制作用。

Claims (20)

1.一种复合铁路轨枕，该复合铁路轨枕包括：

—外覆盖壳体，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成；

—成形结构芯体，所述成形结构芯体由至少包括容纳在所述外覆盖壳体内的预应力钢筋混凝土的材料制成，

其特征在于，所述外覆盖壳体在上外表面中具有分开且对置的两组槽，所述分开且对置的两组槽适于接收属于预组装的弹性紧固系统的有角的引导板，所述弹性紧固系统用于将两个对应的钢轨与所述复合铁路轨枕连接；

所述成形结构芯体的所述材料包括钢，所述钢以埋入所述混凝土中的轮廓加强接合件为形式。

2.根据权利要求1所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述分开且对置的两组槽相对于所述外覆盖壳体的横向对称轴相互对称地布置。

3.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述复合塑性材料包括再生塑料和/或再生橡胶。

4.根据权利要求3所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述再生橡胶包括由对车辆的废旧轮胎进行切碎而得到的碎片、纤维碎屑或颗粒。

5.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述钢以折叠的容纳支撑板为形式，所述轮廓加强接合件焊接至所述折叠的容纳支撑板。

6.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述成形结构芯体的所述材料包括塑料和再生橡胶的混合物，所述混合物以埋入所述混凝土中的一对复合成形块为形式，该对复合成形块通过埋入所述混凝土中的一根或多根钢筋相互连接。

7.根据权利要求5所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述成形结构芯体的所述材料包括塑料和再生橡胶的混合物，所述混合物以埋入所述混凝土中的一对复合成形块为形式，该对复合成形块通过埋入所述混凝土中的一根或多根钢筋相互连接。

8.根据权利要求7所述的复合铁路轨枕，其特征在于，每个所述轮廓加强接合件在侧边中的至少一个对应侧边中具有引导齿，所述引导齿装配在形成于每个所述复合成形块的相对两侧中的至少一侧中的竖直接合沟槽中。

9.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述复合铁路轨枕包括金属增强板，所述金属增强板稳定地连接在所述成形结构芯体上方并且被容纳在所述外覆盖壳体中。

10.根据权利要求5所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述复合铁路轨枕包括金属增强板，所述金属增强板稳定地连接在所述成形结构芯体上方并且被容纳在所述外覆盖壳体中。

11.根据权利要求10所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述金属增强板具有多个贯通缝，所述多个贯通缝适于在将所述混凝土喷射入所述折叠的容纳支撑板时允许所述混凝土经过。

12.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述外覆盖壳体的每个侧表面具有S形形状，所述外覆盖壳体的下表面具有网状设计，所述网状设计适于增加和提高道砟和所述复合铁路轨枕之间的相互作用力，因而有助于增加抵抗在列车经过期间铁路轨道横向移位的能力。

13.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述外覆盖壳体是组装体，所述组装体由通过连接系统以及高强度胶结合起来的上部件和下部件组成。

14.根据权利要求6所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述外覆盖壳体是组装体，所述组装体由通过连接系统以及高强度胶结合起来的上部件和下部件组成。

15.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述外覆盖壳体是单体，所述单体适于在不存在接缝的情况下确保均匀覆盖。

16.根据权利要求14所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述复合铁路轨枕包括压电系统，所述压电系统与所述成形结构芯体连接并且与所述外覆盖壳体的紧挨在所述钢轨下方的内表面直接接触，所述压电系统适于由因列车在轨道上经过而施加在所述复合铁路轨枕上的压力致动，以产生电能并且通过电缆接线将该电能传递到外部蓄电池，从而能在电网上获得该电能。

17.根据权利要求16所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述压电系统包括容纳在空腔中的电触头，所述空腔至少形成在所述复合材料成形块中的至少一个的上表面中。

18.根据权利要求1或2所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述复合铁路轨枕包括卫星数据传送系统，所述卫星数据传送系统与所述外覆盖壳体连接，并且适于由因列车在轨道上经过而施加在所述复合铁路轨枕上的压力致动并且实时传送至少以下数据：列车速度、列车长度、车厢数目、轨道状态、两连贯列车之间的距离以及两对开列车之间的距离。

19.根据权利要求18所述的复合铁路轨枕，其特征在于，所述卫星数据传送系统集成在容纳在室中的轨下板中，所述室形成在所述外覆盖壳体的上表面中，所述轨下板通过接线电缆与外部信号转发器连接。

20.一种铁路轨道，该铁路轨道包括：

—一对钢轨，该一对钢轨平行并且相互间隔开预定轨距；

—多个复合铁路轨枕，所述多个复合铁路轨枕连贯地以及相互间隔地布置，至少大部分布置在所述钢轨之间，以使得限定相互平行且入射于由所述钢轨限定的方向的线性方向，所述多个复合铁路轨枕适于放置得更靠近基床，每个所述复合铁路轨枕包括：

·外覆盖壳体，所述外覆盖壳体由复合塑性材料制成；

·成形结构芯体，所述成形结构芯体由至少包括容纳在所述外覆盖壳体内的预应力钢筋混凝土的材料制成，

—预组装的弹性紧固系统，该预组装的弹性紧固系统将每根所述钢轨与所述复合铁路轨枕连接，

其特征在于，所述外覆盖壳体在上外表面中具有分开且对置的两组槽，所述分开且对置的两组槽接收所述预组装的弹性紧固系统的有角的引导板；

所述成形结构芯体的所述材料包括钢，所述钢以埋入所述混凝土中的轮廓加强接合件为形式。