CN105220583A - 一种新型铁路桥梁用复合轨枕 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型铁路桥梁用复合轨枕，包括轨枕本体，所述轨枕本体包括长方体框架结构和母材，所述母材填充在所述长方体框架结构内。本发明通过在母材表面增加增强板材，大大增强了复合轨枕表面的硬度及强度，大大提高了复合轨枕的承载能力及重载抗疲劳能力、耐剪切力。

Description

一种新型铁路桥梁用复合轨枕

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种新型铁路桥梁用复合轨枕。

背景技术

轨枕，是铁路配件的一种，在铁路建设中起着至关重要的作用。在轨道结构中，轨枕的作用承受由钢轨传来的荷重、横向力和纵向水平力，将其均匀地传布在道床上，同时，轨枕还起着保持钢轨方向、轨距和位置等作用。因此，要求轨枕要有一定的坚固性、弹性及耐久性，并要求轨枕规格尺寸便于固定钢轨，有抵抗线路纵、横向位移的能力。

目前，由于为了减少铁路桥梁的二次恒载，在铁路桥梁上几乎全部采用木质轨枕，制作木枕需要使用大量的优质硬质木材，而且，木质轨枕在受到长期的风晒雨淋以及江水、海水的腐蚀后，腐蚀比较严重，而且不耐虫咬等，长期使用后，木质轨枕的轨距保持能力大大下降，基本上，使用5年后就必须更换，大大增加了桥梁的维护及更换成本。现在世界各国都面临着的最大的难题是用于铁路轨枕的优质木材的供应量持续下降；其次历来木枕采用木馏油进行浸渍，增加其耐腐蚀性能，使用化学防腐剂轨枕对环境和工人的健康都带来了不良的影响；另外随着运输量的逐渐增大，以及时间和人力成本的增加，木枕更换的成本越来越高；

为了保护森林资源，人们逐步放弃对木材的过度使用，且伴随着人们对出行的快速、安全、舒适的要求，木枕将逐步被废除和更换，转而使用性能优异的高新技术产品—合成轨枕或复合轨枕。

目前，国内外纷纷开始了对合成轨枕的研究，如美国采用废旧PE塑料通过表面强化制作轨枕，韩国以废旧轮胎为主要材料制作轨枕，俄罗斯以木屑为主开展了轨枕的研究，日本由聚氨酯泡沫和玻璃纤维制成的合成轨枕。虽然这些合成轨枕都兼备了木质轨枕的可加工性能，并且其耐腐蚀性能等都比木质轨枕优异，但是其强度、耐疲劳性能、螺栓抗拔强度、抗螺栓松弛、抗剪切性能等都仅仅满足城市轨道交通用轨枕的要求，远远满足不了铁路轨枕尤其是重载铁路和高速铁路对于轨枕承载及疲劳试验等技术指标的要求。

发明内容

针对目前木质轨枕及合成轨枕产品技术上的不足，本发明的目的是提供一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其综合性能远远优于木质轨枕，且其承载强度、抗疲劳性能、螺栓抗拔强度、抗剪切强度远远优于目前的城市轨道交通用的合成轨枕。能够有效的取代目前优质的木质轨枕及合成轨枕。可广泛应用于铁路桥梁，尤其是重载铁路及高速铁路桥梁，并可推广到重载铁路、高速铁路、普通铁路、城市轨道交通铁路的建设中。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型铁路桥梁用复合轨枕，包括轨枕本体，所述轨枕本体包括长方体框架结构和母材，所述母材填充在所述长方体框架结构内。

本发明的有益效果是：通过在母材表面增加增强板材，大大增强了复合轨枕表面的硬度及强度，大大提高了复合轨枕的承载能力及重载抗疲劳能力、耐剪切力；通过母材，大大提高了复合轨枕的螺纹道钉抗拔能力及螺纹道钉抗疲劳能力。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述长方体框架结构由多块增强板材一体成型。

采用上述进一步技术方案的有益效果是利用模具一体成型得到长方形框架结构，具有质量轻，搬运方便的特点，节省材料，清洁节能；整体性强，使受力点均匀。

进一步，所述长方体框架结构包括四个增强板材，所述增强板材为长条形板材，长方体框架结构由四个所述增强板材依次固定连接制成，所述长方体框架结构的截面为长方形或正方形。

采用上述进一步技术方案的有益效果是组装的长方体框架结构可以根据需要组装成具有不同截面的结构，方便施工人员根据现场的复杂程度进行选择。

进一步，所述长方体框架结构内安装有1～n个竖向加强筋。

采用上述进一步技术方案的有益效果是竖向加强筋的设置，加强了轨枕整体的受力和抗压能力，延长了轨枕的使用寿命。

进一步，所述长方体框架结构的外侧拐角为圆角。

采用上述进一步技术方案的有益效果是长方体框架结构的外侧拐角为圆角，可以有效的避免重载下的应力集中现象的发生，延长轨枕的使用寿命；同时也节省了材料，环保节能。

进一步，所述增强板材与母材之间粘结连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是与通常的填充不同，通过粘接连接的增强板材和母材之间连接更加紧密，母材对增强板材的支撑效果更好。

进一步，所述增强板材的厚度为3mm～50mm，所述增强板材的材料为纤维增强树脂基板材、尼龙板、聚乙烯板、镀锌钢板、铁板或不锈钢钢板中的任意一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果是材料种类的选择可以根据实地情况进行，方便施工时达到更好的效果。

进一步，所述纤维增强树脂基板材，其所用纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的任意一种；其所用树脂为聚氨酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、邻苯树脂、间苯树脂或酚醛树脂中的任意一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果是纤维增强树脂基板材强度高、无毒环保、耐腐朽、不吸水、绝缘性好、使用寿命长、防火阻燃、安装方便，同时具有很好的弹性，可有效的吸收火车行驶中的震动，减少了列车对路基的振动和噪音的污染，提高了火车行驶的稳定性。

进一步，所述纤维树脂基板材采用拉挤、模压、手糊和缠绕的工艺制备。

采用上述进一步技术方案的有益效果是纤维均匀分布，与树脂相容性好。

进一步，所述母材的材料为木材、纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料、维增强树脂基板材或水泥基混凝土材料中的任意一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果是选材容易，经济实惠。组合实现的承压效果好。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、长方体框架结构，1-1、增强板材，2、母材,3、竖向加强筋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图3所示，一种新型铁路桥梁用复合轨枕，包括轨枕本体，所述轨枕本体包括长方体框架结构1和母材2，所述母材2填充在所述长方体框架结构1内。

所述长方体框架结构1由多块增强板材1-1一体成型，所述长方体框架结构1的截面为长方形或正方形。

所述长方体框架结构1包括四个增强板材1-1，所述增强板材1-1为长条形板材，长方体框架结构1由四个所述增强板材1-1依次固定连接制成，所述长方体框架结构1的截面为长方形或正方形。

所述长方体框架结构1内安装有1～n个竖向加强筋3。

所述长方体框架结构1的外侧拐角为圆角。

所述增强板材1-1与母材2之间粘结连接。

所述增强板材1-1的厚度为3mm～50mm，所述增强板材1-1的材料为纤维增强树脂基板材、尼龙板、聚乙烯板、镀锌钢板、铁板或不锈钢钢板中的任意一种。

所述纤维增强树脂基板材，其所用纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的任意一种；其所用树脂为聚氨酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、邻苯树脂、间苯树脂或酚醛树脂中的任意一种。

所述纤维树脂基板材采用拉挤、模压、手糊和缠绕的工艺制备。

所述母材2的材料为木材、纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料、维增强树脂基板材或水泥基混凝土材料中的任意一种。

实施例一

如图1所示，高强度高抗疲劳合成轨枕，制作规格为3200mm×240mm×200mm的桥梁轨枕。采用连续玻璃纤维及玻璃纤维毡增强乙烯基树脂通过拉挤工艺制作分别制作厚度为20mm的增强板材1-1共四块，采用800Kg/m³的连续玻璃纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料作为母材2。

将所述增强板材1-1依次首尾固定形成长方体框架结构1；然后向长方体框架结构1内部母材2，所述母材2与所述增强板材1内壁之间粘接连接，制备成本发明复合轨枕。

其性能见表1。

表1一种新型铁路桥梁用复合轨枕性能

实施例二

如图2所示：此新型铁路桥梁用合成轨枕，制作规格为3200mm×240mm×300mm的桥梁轨枕。采用连续玻璃纤维增强不饱和树脂通过拉挤工艺制作增强板材1-1，所述增强板材1-1为整体长方体框架结构1，所述长方体框架结构1侧壁厚度为25mm，所述长方体框架结构1的外侧拐角为圆角。

采用普通木材作为母材2，然后向长方体框架结构1内部母材2，所述母材2与所述增强板材1-1内壁之间粘接连接，制备成本发明复合轨枕。

其性能见表2。

表2一种新型高抗疲劳合成轨枕性能

实施例三

如图3所示：此新型铁路桥梁用合成轨枕，制作规格为3000mm×240mm×300mm的桥梁轨枕。采用连续玻璃纤维增强不饱和树脂通过拉挤工艺制作增强板材1-1，所述增强板材1-1为整体长方体框架结构1，所述长方体框架结构1内部固定有三个竖向加强筋3，所述长方体框架结构1侧壁厚度为30mm；采用普通木材作为母材2，然后向长方体框架结构1内部母材2，所述母材2与所述增强板材1-1内壁之间粘接连接，制备成本发明复合轨枕。

其性能见表3。

表3一种新型高抗疲劳合成轨枕性能

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型铁路桥梁用复合轨枕，包括轨枕本体，其特征在于，所述轨枕本体包括长方体框架结构(1)和母材(2)，所述母材(2)填充在所述长方体框架结构(1)内。

2.根据权利要求1所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述长方体框架结构(1)由多块增强板材(1-1)一体成型。

3.根据权利要求1所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述长方体框架结构(1)包括四个增强板材(1-1)，所述增强板材(1-1)为长条形板材，长方体框架结构(1)由四个所述增强板材(1-1)依次固定连接制成，所述长方体框架结构(1)的截面为长方形或正方形。

4.根据权利要求2或3所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述长方体框架结构(1)内安装有1～n个竖向加强筋(3)。

5.根据权利要求2或3所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述长方体框架结构(1)的外侧拐角为圆角。

6.根据权利要求1所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述增强板材(1-1)与母材(2)之间粘结连接。

7.根据权利要求1所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述增强板材(1-1)的厚度为3mm～50mm，所述增强板材(1-1)的材料为纤维增强树脂基板材、尼龙板、聚乙烯板、镀锌钢板、铁板或不锈钢钢板中的任意一种。

8.根据权利要求7所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述纤维增强树脂基板材，其所用纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的任意一种；其所用树脂为聚氨酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、邻苯树脂、间苯树脂或酚醛树脂中的任意一种。

9.根据权利要求8所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述纤维树脂基板材采用拉挤、模压、手糊和缠绕的工艺制备。

10.根据权利要求9所述一种新型铁路桥梁用复合轨枕，其特征在于，所述母材(2)的材料为木材、纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料、维增强树脂基板材或水泥基混凝土材料中的任意一种。