CN105887582B - 无砟轨道道床结构及无砟轨道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无砟轨道道床结构及无砟轨道，涉及铁路风沙防治技术领域，用以实现无砟轨道道床结构的防沙输沙。该无砟轨道道床结构包括道床、轨道板和轨枕；道床支撑轨道板，轨道板支撑轨枕；其中，道床的上表面和轨道板的上表面设置在同一平面内。上述技术方案，将道床的上表面和轨道板的上表面设置在同一平面内，比如可以同一水平面或者在一与水平面成一定夹角的平面，可以有效避免现有技术中沙子在轨道板的两侧垂直边缘区域堆积，降低无砟轨道道床结构的积沙量。

Description

无砟轨道道床结构及无砟轨道

技术领域

本发明涉及铁路风沙防治技术领域，具体涉及一种无砟轨道道床结构及无砟轨道。

背景技术

长期以来，风沙灾害是影响铁路安全运营的一个重大科学技术难题。由于高速铁路具有运行速度快，车体轻，对道路平整度要求高等特点，风沙对其威胁要远甚于普速铁路，风沙防治技术要求也远高于普铁。

高速铁路不同于普速铁路，一方面在于其使用的是无砟轨道。无砟轨道是采用混凝土、沥青等整体基础取代散粒碎石道床的轨道，其轨道本身是由混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，钢轨和轨枕直接铺在混凝土路基上。无砟轨道因其高稳定性、少维修、寿命长等优点，已经被国内外铁路广泛应用，高铁优先采用这种轨道。无砟轨道边坡没有碎石，粗糙度小，其轨枕下没有道砟，节省了大量道床空间，道床平整易于风沙流通过。

中国戈壁的总面积大约为56.95×10⁴km²，占全国面积的13.36％，主要分布在西北极端干旱区。中国西北很多铁路都要经过戈壁大风区，戈壁大风区是铁路发生沙害事故的最主要路段。戈壁地区具有风速大、能量强、沙粒弹跳高等特点，风沙灾害较一般沙漠地区更具危害性。

兰新高铁是我国首条、也是目前唯一一条穿越戈壁大风区和风沙区的高速铁路，其建设了大量的防沙防风措施，这些防沙防风工程是按照“以阻为主，阻固结合”的传统普速铁路风沙防治工程设置的，其目的是将风沙流堵截在铁路安全范围之外，让沙子不接近路基，从而减小风沙对铁路的危害。这些措施在青藏铁路、临策铁路、南疆铁路等防沙工程中也已大量应用，但其起到的防沙效果及后续对环境影响却并不理想。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：目前兰新高铁戈壁大风路段积沙形式主要集中路肩布置的挡风墙内侧、轨道板两侧的垂直边缘地区、轨枕之后、轨道之间空白区域。现有技术中采用的防沙防风工程作用有限。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种无砟轨道道床结构及无砟轨道，用以实现无砟轨道道床结构的防沙输沙。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种无砟轨道道床结构，包括道床、轨道板和轨枕；道床支撑轨道板，轨道板支撑轨枕。其中，道床的上表面和轨道板的上表面设置在同一平面内。

在可选的实施例中，所述道床的上表面和所述轨道板的上表面位于同一水平面内。

在可选的实施例中，所述轨枕的高度为15cm至35cm。

在可选的实施例中，所述轨枕成对设置，每对所述轨枕通过连接件连接成轮廓光滑的整体结构。

在可选的实施例中，所述连接件的结构与所述轨枕的结构匹配，且所述连接件具有外凸的弧形或尖角顶面。

在可选的实施例中，所述弧形顶面的顶端与所述轨枕的上表面等高。

在可选的实施例中，成对设置的所述轨枕由同一块所述轨道板支撑。

在可选的实施例中，所述轨道板与所述连接件连接成一体或者为一体式结构。

本发明实施例又提供一种无砟轨道，包括本发明任一技术方案所提供的无砟轨道道床结构。

在可选的实施例中，所述无砟轨道道床结构的数量至少为两组，每组支撑一条轨道，每条轨道包括两条铁轨；其中，各所述无砟轨道道床结构的道床共用一个。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，将道床的上表面和所述轨道板的上表面设置在同一平面内，比如可以同一水平面或者在一与水平面成一定夹角的平面，可以有效避免现有技术中沙子在轨道板的两侧垂直边缘区域堆积，降低无砟轨道道床结构的积沙量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的无砟轨道道床结构剖面示意图；

图2为本发明一实施例中轨枕和连接件的连接关系示意图；

图3为图2的A-A向剖视示意图；

图4为本发明又一实施例提供的无砟轨道道床结构剖面示意图；

图5为本发明又一实施例中轨枕和连接件的连接关系示意图；

图6为图5的B-B向剖视示意图；

图7为本发明另一实施例提供的无砟轨道结构示意图。

附图标记：1-道床；2-轨枕；3-连接件；4-轨道板；5-路基；6-边坡；7-铁轨；8-垂直结构；9-弧形顶面；10-尖角顶面；70-轨道。

具体实施方式

下面结合图1～图7对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1至图3，本发明实施例提供一种无砟轨道道床结构，尤其适合用于戈壁大风区主风向单一并与铁路夹角较大或垂直的风沙路段。该无砟轨道道床结构包括道床1、轨道板4和轨枕2；道床1支撑轨道板4，轨道板4支撑轨枕2。其中，道床1的上表面和轨道板4的上表面设置在同一平面内。

无砟轨道道床结构设置在路基5上，路基5两侧为边坡6。参见图1和图7，无砟轨道道床结构用于支撑轨道70，每条轨道70包括两条铁轨7，每条铁轨7由数块轨枕2支撑。本实施例中，轨枕2成对设置，每对轨枕2中的一个对应一条铁轨7。

参见图1，轨道板4可设于道床1的安装槽内，轨道板4与安装槽无缝隙安装或者在缝隙处设置填堵件。道床1的上表面和轨道板4的上表面设置在同一平面内，具体可以同一水平面或者在某一设定的斜面内。戈壁大风区多数为垂直风向，即风向垂直于铁轨7的长度方向。在大风区的风向基本均衡来自于铁轨7的两个侧面方向时，以设置水平面较佳。

可选地，轨枕2与轨道板4是一体的，生产时使用一个模具整体浇注出来。

上述技术方案，将道床1的上表面和轨道板4的上表面设置在同一平面内，比如可以同一水平面或者在一与水平面成一定夹角的平面，可以有效避免现有技术中沙子在轨道板4的两侧垂直边缘区域堆积，降低无砟轨道道床结构的积沙量。

参见图1，本实施例中，道床1的上表面和轨道板4的上表面位于同一水平面内。整个道床平面全部为采用水平设置，除轨枕2外，其它(包括轨道板4、道床1等)设施的垂直边缘结构全部取消，全部按同一水平面设置高度，从路基5的两侧坡肩位置之间是同一基准水平面。这样保证了气流在道床1表面是平行流动，不会遇到较大的障碍物，就不会造成气流扰动，就不会引起风沙的堆积，造成沙害。这样不管大风区的风来自于铁轨7的那个侧面方向，都能较好地避免现有技术中垂直边缘结构处出现积沙现象。

参见图1和图2，轨枕2的高度为15cm至35cm。轨枕2设置为这个高度，会使铁轨7距离轨道板4表面的高度增加，而这个高度允许大风气流能够从铁轨7与轨道板4之间顺畅通过，而不会引起气流扰动，从而使风沙顺利通过轨道70，而不堆积在轨道70的两条铁轨7之间。

参见图1和图2，轨枕2成对设置，每对轨枕2通过连接件3连接成轮廓光滑的整体结构。轮廓光滑是指轨枕2和连接件3连成整体后，整个结构外凸，不积沙；即便沙落下来，也可以滑下。这种结构保障了铁轨7两侧的气流是直接连贯的，可以保证沙子不在轨枕2和连接件3之间堆积。

参见图3，连接件3的结构与轨枕2的结构匹配，且连接件3具有外凸的弧形顶面9。

无砟轨道可以是不同类型，比如CRTSⅠ型双块式、CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式等多种类型的无砟轨道。轨枕2和连接件3的高度尺寸均可以与实际采用的无砟轨道类型的尺寸相匹配。

参见图2和图3，连接件3与轨枕2高度基本一致，其基部为垂直形状结构，其顶部采用与轨枕2的上表面高度一致的圆顶形状的弧形顶面9，这种结构可以保证沙子不在连接件3的顶部堆积。弧形顶面9的高度L比如为3cm至7cm。

参见图1和图2，本实施例中，连接件3与轨枕2、轨道板4连接成一体，可以通过模具整体浇注或者单独浇注生产。连接件3与轨枕2、轨道板4连接成一体，三者之间没有缝隙或凹陷结构，以避免出现积沙现象。

本实施例中，轨道板4与连接件3连接成一体或者为一体式结构。可以采用两种方案实现，第一种方案是通过预制施工工艺，将连接件3与轨道板4预制工艺结合一起，连接件3作为预制的轨道板4整体中的一部分，这种方案可以实施连接件3与轨枕2、轨道板4的无缝连接。第二种方案是通过现浇施工工艺，可以对已经安装好的轨道板4进行现浇。连接件3材质采用和轨道板4一致的混凝土。连接件3与轨枕2的接触处设置填堵物，使其满足无缝要求。

参见图1，成对设置的轨枕2由同一块轨道板4支撑，以降低施工难度，保证施工精度。进一步地，同一块轨道板4可以支撑5-10对一条轨道70上的轨枕2，这样可以降低施工难度。

参见图4、图5和图6，本发明又一实施例的技术方案与上述实施例的技术方案具有以下不同：连接件3与轨枕2为一体式结构，以避免出现积沙现象。

本实施例中，也可以采用上文所述的方案将轨道板4与连接件3连接成一体或者为一体式结构。

另外，参见图4，本实施例中，连接件3的结构与轨枕2的结构匹配，且连接件3具有外凸的尖角顶面10。连接件3与轨枕2高度基本一致，其基部为垂直结构8，其顶部采用与轨枕2的上表面高度一致的尖角顶面10，这种结构可以保证沙子不在连接件3的顶部堆积。参见图6，尖角高度L比如为3cm至7cm。

需要说明的是，连接件3尖角顶面10也适用于上述实施例的技术方案，上述实施例连接件3弧形顶面9的结构也适用于本实施例的技术方案。

本发明上述实施例提供的无砟轨道道床结构，适用于戈壁大风区垂直风向条件下高速铁路无砟轨道输沙道床，不仅开拓了铁路风沙灾害防治的新思路，而且满足了戈壁大风区高速铁路风沙防治的迫切需要，为铁路防沙提供科学依据和技术支撑，增加了“中国高铁走出去”附加值，具有非常重要的理论意义和实践价值。该发明实施例的技术方案，充分利用戈壁大风区高速铁路无砟轨道的大风和无砟轨道两种条件，利用空气动力学原理，以风导沙输沙，能够有效使沙物质通过道床1，而不在道床1、轨道70附近堆积，保证铁路运输不受沙害影响，为铁路安全运营提供保障。

本发明实施例相对现有技术具有以下优点：

1、本发明实施例适用于戈壁大风区主风向单一并与铁路线路夹角较大或垂直的风沙路段的高速铁路无砟轨道输沙道床，适合于单线或双线铁路线路，以及CRTSⅠ型双块式、CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式等多种类型的无砟轨道，以及高速铁路、客运专线和城际铁路等多种采用无砟轨道的铁路，适用性强，具有良好的应用推广前景。本发明实施例充分结合戈壁大风区无砟轨道的特性，利用大风单一风向并与铁路线路夹角较大或垂直的条件，以及无砟轨道道床比较平坦，没有道砟碎石等特点，因地制宜，以风导沙输沙，利用自然规律解决铁路轨道沙害问题。本发明提供的无砟轨道输沙道床结构符合空气动力学原理，适合多种类型的无砟轨道，适用性强，具有良好的应用推广前景。

2、本发明实施例充分结合了戈壁大风区无砟轨道的特性，利用大风单一风向并与夹角较大或垂直的特性，以及无砟轨道道床比较平坦，没有道砟碎石等特点，因地制宜，以风导沙输沙，利用自然规律解决铁路轨道70沙害问题。

3、本发明实施例提供的输沙道床平面使整个道床1表面成为一个平面，易于风沙输导，不易于积沙，原来的轨道板4、道床板、过槽边缘垂直结构造成风沙流扰动，是造成无砟轨道道床积沙最主要地方。本发明提供的连接件3具有流线型设计，符合空气动力学原理，可以连通轨道板4表面，使风沙易于穿行，而不会在铁轨7及枕木后侧堆积。

4、本发明实施例结构科学，可行性强，易于施工，维护方便。

参加图7，本发明另一实施例提供一种无砟轨道，包括本发明任一技术方案所提供的无砟轨道道床结构。

进一步地，无砟轨道道床结构的数量至少为两组，每组支撑一条轨道70，每条轨道70包括两条铁轨7；其中，各无砟轨道道床结构的道床1共用一个。

整个道床平面全部为采用水平设置，除轨枕2外，其它的包括轨道板4、道床板等设施的垂直边缘结构全部取消，全部按同一水平面设置高度，从路基5的两侧坡肩位置之间是同一基座水平面。

上述技术方案，利用戈壁大风区高速铁路无砟轨道的大风和无砟轨道两种条件，利用空气动力学原理，以风导沙输沙，能够有效使沙物质通过道床1，而不在道床1、轨道70附近堆积，保证铁路运输不受沙害影响，为铁路安全运营提供保障。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种无砟轨道道床结构，其特征在于，包括道床(1)、轨道板(4)和轨枕(2)；所述道床(1)支撑所述轨道板(4)，所述轨道板(4)支撑所述轨枕(2)；其中，所述道床(1)的上表面和所述轨道板(4)的上表面设置在同一平面内。

2.根据权利要求1所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述道床(1)的上表面和所述轨道板(4)的上表面位于同一水平面内。

3.根据权利要求1或2所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述轨枕(2)的高度为15cm至35cm。

4.根据权利要求1或2所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述轨枕(2)成对设置，每对所述轨枕(2)通过连接件(3)连接成轮廓光滑的整体结构。

5.根据权利要求4所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述连接件(3)的结构与所述轨枕(2)的结构匹配，且所述连接件(3)具有外凸的弧形顶面(9)或尖角顶面(10)。

6.根据权利要求5所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述弧形顶面(9)的顶端与所述轨枕(2)的上表面等高。

7.根据权利要求4所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，成对设置的所述轨枕(2)由同一块所述轨道板(4)支撑。

8.根据权利要求4所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述轨道板(4)与所述连接件(3)连接成一体或者为一体式结构。

9.根据权利要求3所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述轨枕(2)成对设置，每对所述轨枕(2)通过连接件(3)连接成轮廓光滑的整体结构。

10.根据权利要求9所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述连接件(3)的结构与所述轨枕(2)的结构匹配，且所述连接件(3)具有外凸的弧形顶面(9)或尖角顶面(10)。

11.根据权利要求10所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述弧形顶面(9)的顶端与所述轨枕(2)的上表面等高。

12.根据权利要求9所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，成对设置的所述轨枕(2)由同一块所述轨道板(4)支撑。

13.根据权利要求9所述的无砟轨道道床结构，其特征在于，所述轨道板(4)与所述连接件(3)连接成一体或者为一体式结构。

14.一种无砟轨道，其特征在于，包括权利要求1-13任一所述的无砟轨道道床结构。

15.根据权利要求14所述的无砟轨道，其特征在于，所述无砟轨道道床结构的数量至少为两组，每组支撑一条轨道(70)，每条轨道(70)包括两条铁轨(7)；其中，各所述无砟轨道道床结构的道床(1)共用一个。