CN109457552B - 一种箱型钢管护轨装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱型钢管护轨装置，包括箱型钢管护轨和多个护轨支架；所述护轨支架包括一体成型的固定端和支撑端，所述固定端的一端固定于主轨轨底，另一端与支撑端的底部连接；所述支撑端与箱型钢管护轨固定连接；所述箱型钢管护轨的顶部高于主轨；其中，所述箱型钢管护轨包括平直段和位于所述平直段两端的缓冲段；所述平直段与主轨的延伸方向平行；所述缓冲段包括第一弯折部和第二弯折部；另外，本发明还涉及一种箱型钢管护轨装置的安装方法。本发明采用箱型钢管护轨替代传统的钢(槽型)、UIC33槽型护轨，使其抗横向力明显提升，并具有结构简单，取材方便，强度高，利于加工和养护维修方便的优点。

Description

一种箱型钢管护轨装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种箱型钢管护轨装置及其安装方法。

背景技术

目前城市轨道交通护轨主要应用于小曲线半径、竖缓重合、以及跨越城市主干道和河流桥梁地段。国铁护轨用于桥梁地段时，其主要作用是防止已脱轨的列车撞击桥梁或坠入桥下，造成更大损失，护轨采用普通43kg/m、50kg/m、60kg/m钢轨制作，基本轨与护轨净距大于140mm车轮宽度，一般采用200mm～220mm。城市轨道用的防脱护轨与国铁有所不同，其主要作用是减缓钢轨磨耗与伤损、消除车轮爬(跳)轨脱线隐患，改善较小半径曲线轨道框架结构，强化其横向承载能力，改善其轮轨相互作用力。城市轨道交通护轨主要采用15kg/m或24kg/m轻轨，UIC33槽型护轨或槽钢制作，其轮缘槽较小，轮缘槽宽度为40mm～100mm。

护轨结构主要承受抗弯性、抗冲击性，非直接承受列车荷载，目前城市轨道交通护轨普遍采用钢(槽型)、UIC33槽型，以及15kg/m、30kg/m轻轨结构。槽型护轨或槽钢护轨使用用钢量较大，经济性较差；15kg/m、30kg/m轻轨数量量少，需要特殊轧制，市场大量的采用普通热轧低标轻轨，质量参差不齐。以上两种结构的城市轨道交通护轨经济性均存在缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种强度高、抗横向力大、通用性好、零部件少、养护维修工作量少、运营成本低的箱型钢管护轨装置及其安装方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种箱型钢管护轨装置，包括箱型钢管护轨和多个护轨支架；

所述护轨支架包括一体成型的固定端和支撑端，所述固定端的一端固定于主轨轨底，另一端与支撑端的底部连接；所述支撑端与箱型钢管护轨固定连接；

所述箱型钢管护轨的顶部高于主轨；

其中，所述箱型钢管护轨包括平直段和位于所述平直段两端的缓冲段；

所述平直段与主轨的延伸方向平行；

所述缓冲段包括第一弯折部和第二弯折部，所述第一弯折部的一端与平直段连接，另一端与第二弯折部连接；

所述缓冲段相对于平直段向下弯折预设的第一角度α，所述第二弯折部相对于平直段向远离主轨方向弯折预设的第二角度β。

优选地，所述平直段由多段倒角方形钢管拼接而成。

优选地，所述平直段的一面等间距设有多个第一通孔，所述平直段上第一通孔的对面设有对应于所述第一通孔的多个第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径。

优选地，所述支撑端设有螺栓孔，所述支撑端和所述箱型钢管护轨通过穿设于所述第二通孔和螺栓孔中的连接螺栓固定连接。

优选地，所述缓冲段长250～600mm，所述第一角度为0.5～4度，所述第二角度为1～6度，所述第一弯折部长50～100mm。

优选地，所述平直段轮缘槽宽度为42～110mm。

优选地，所述箱型钢管护轨的表面经过除锈或/和防腐处理。

优选地，所述防腐处理为热浸锌或渗锌。

本发明还提供了一种所述箱型钢管护轨装置的安装方法，具体包括以下步骤：

(1)沿平行于主轨的方向等间距安装护轨支架；

(2)在护轨支架上通过连接螺栓固定安装箱型钢管护轨；

(3)箱型钢管护轨安装后，采用曲线工装设备调整护轨与主轨的几何线位，确保箱型钢管护轨与主轨间的轮缘槽尺寸、护轨与主轨顶面的高差、护轨接头错牙公差均在预设的数值范围内。

优选地，所述曲线工装设备包括内C型套和外C型套；

所述内C型套开口端中部设有上下两个U型槽，所述内C型套封闭端两侧对称焊接有内螺柱；

所述外C型套可拆卸的套接在内C型套外；

所述外C型套开口端中部设有锁定栓，所述锁定栓穿过内C型套的U型槽将所述外C型套开口端的上下两面固定连接；

所述外C型套封闭端的中部设有顶进孔，所述外C型套封闭端的中部的内侧焊接有内螺母，所述内螺母与所述顶进孔连通；

所述内螺母螺纹连接有顶进螺栓，所述顶进螺栓的螺帽一端位于所述外C型套封闭端的外侧，所述顶进螺栓的螺杆一端伸入所述外C型套内并与所述内C型套封闭端的外侧抵接。

本发明采用箱型钢管护轨替代钢(槽型)、UIC33槽型，以及15kg/m、30kg/m轻轨作为护轨，具有结构简单，取材方便，强度高，技术标准先进，利于加工，养护维修方便的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一所涉及的箱型钢管护轨装置的横向截面示意图；

图2为本发明实施例一所涉及的箱型钢管护轨与主轨在水平方向上的位置关系示意图；

图3为本发明实施例一所涉及的缓冲段的正视图；

图4为本发明实施例一所涉及的缓冲段的俯视图；

图5为本发明实施例一所涉及的平直段的俯视图；

图6为本发明实施例一所涉及的两倒角方形钢管拼接处的正视图；

图7为本发明实施例一所涉及的两倒角方形钢管拼接处的俯视图；

图8为本发明实施例二所涉及的箱型钢管护轨装置的横向截面示意图；

图9为本发明实施例所涉及的曲线工装设备的一立体结构示意图；

图10为本发明实施例所涉及的曲线工装设备的另一立体结构示意图；

图11为本发明实施例所涉及的曲线工装设备的内C型套的结构示意图；

图12为本发明实施例所涉及的曲线工装设备的平面结构示意图；

图13为本发明实施例所涉及的曲线工装设备的断面示意图；

图14为本发明实施例所涉及的箱型钢管护轨的弦长与正矢的关系示意图。

图中：

1-主轨；2-箱型钢管护轨；21-平直段；211-第一通孔；212-第二通孔；213-开口结构；22-缓冲段；221-第一弯折部；222-第二弯折部；3-护轨支架；31-固定端；32-支撑端；321-螺栓孔；4-连接螺栓；5-垫圈；6-护轨夹板；61-条形通孔；7-拼接螺栓；8-内C型套；81-内螺柱；82-U型槽；9-外C型套；91-顶进孔；92-内螺母；93-锁定栓；10-顶进螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种箱型钢管护轨装置，具体包括箱型钢管护轨2和多个护轨支架3；

所述护轨支架3包括一体成型的固定端31和支撑端32，所述固定端31的一端固定于主轨1轨底，另一端与支撑端32的底部连接；所述支撑端32与箱型钢管护轨2固定连接；

所述箱型钢管护轨2的顶部高于主轨1；

其中，所述箱型钢管护轨2包括平直段21和位于所述平直段21两端的缓冲段22；

所述平直段21与主轨1的延伸方向平行；

所述缓冲段22包括第一弯折部221和第二弯折部222，所述第一弯折部221的一端与平直段21连接，另一端与第二弯折部222连接；

所述缓冲段22相对于平直段21向下弯折预设的第一角度α，所述第二弯折部222相对于平直段21向远离主轨1方向弯折预设的第二角度β。

本实施例所述箱型钢管护轨装置采用箱型钢管护轨替代传统的钢(槽型)、UIC33槽型，以及15kg/m、30kg/m轻轨作为护轨，具有结构简单，取材方便，强度高，技术标准先进，利于加工，养护维修方便的优点。当列车通过装有上述箱型钢管护轨装置的路段时，轮对一侧靠近主轨1运行，轮对外侧必然会产生轮缘对护轨的冲击角，本实施例设置所述第一弯折部221可减小冲击角，保证轮对顺利进入护轨，所述第二弯折部222可保证轮对顺利驶出护轨。

另外，在本发明的技术方案中，有多种具体的实现方式，以下将选择其中两种，对本发明的技术方案进行详细地介绍。

实施例一、

如图1-5所示，本实施例提供了一具体的箱型钢管护轨装置，在该具体实施例中，所述箱型钢管护轨装置包括箱型钢管护轨2和多个护轨支架3；

参见图1，所述护轨支架3包括一体成型的固定端31和支撑端32，所述固定端31的一端固定于主轨1轨底，另一端与支撑端32的底部连接；所述支撑端32的顶部与箱型钢管护轨2的底部固定连接；

所述箱型钢管护轨2的顶部高于主轨1；优选的，所述箱型钢管护轨2的顶部高于主轨1的顶部5～15mm；

其中，如图2所示，所述箱型钢管护轨2包括平直段21和位于所述平直段21两端的缓冲段22；

所述平直段21与主轨1的延伸方向平行；

所述缓冲段22包括第一弯折部221和第二弯折部222，所述第一弯折部221的一端与平直段21连接，另一端与第二弯折部222连接；

参照图3，所述缓冲段22相对于平直段21向下弯折预设的第一角度α，参照图4，所述第二弯折部222相对于平直段21向远离主轨1方向弯折预设的第二角度β。

在该具体实施例中，参照图5，所述平直段21顶部等间距设有多个第一通孔211，所述平直段21底部设有对应于所述第一通孔211的多个第二通孔212，所述第一通孔211的直径大于第二通孔212的直径。其中，所述第一通孔211满足套筒扳手外套筒的规格要求，具体实施时可根据需要采用加长型套筒扳手或定制加长型套筒扳手，所述第二通孔212满足连接螺栓4螺杆直径的要求。

另外，参照图1，在该具体实施例中，所述支撑端32的顶部设有螺栓孔321，所述支撑端32和所述箱型钢管护轨2通过穿设于所述第二通孔212和螺栓孔321中的连接螺栓4固定连接。

另外，较佳的，如图6和图7所示，在本发明的一个具体实施例中，所述平直段21由多段倒角方形钢管拼接而成；相邻倒角方形钢管间通过上下两片护轨夹板6对两倒角方形钢管的底部进行拼接，所述护轨夹板6中部纵向设有一条供拼接螺栓7穿入的条形通孔61；拼接处，所述倒角方形钢管两端的顶部设有供护轨夹板6进入以及施工的开口结构213，优选的，相邻倒角方形钢管的间隙为5～10mm，倒角方形钢管的倒角半径为5～10mm。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，相邻的两个第一通孔211之间的间距为500-1500mm。

另外，较佳的，参照图1，在本发明的一个具体实施例中，所述第二通孔212与连接螺栓4的螺帽间设有垫圈5，所述垫圈5可起到防松的作用。优选的，所述垫圈为弹簧垫圈或重型垫圈。

另外，较佳的，在本发明一具体实施例中，所述缓冲段22长250～600mm，所述第一角度为0.5～4度，所述第二角度为1～6度，所述第一弯折部221长50～100mm。

另外，较佳的，在本发明一具体实施例中，所述平直段21轮缘槽宽度为42～110mm；其中，轮缘槽宽度为箱型钢管护轨2与主轨1之间的距离。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述箱型钢管护轨2的表面经过除锈或/和防腐处理，较优的，所述防腐处理为热浸锌或渗锌。通过热浸锌或渗锌处理，可在箱型钢管护轨2的表面形成锌铁合金层，可保持材料力学性能不变，较厚的涂层可提高涂装结合力，因此防腐效果好。优选的，本实施例所述的防腐涂层厚度不小于20μm。

另外，在本发明的一个具体实施例中，为了使本发明所述的箱型钢管护轨的技术效果更加明显，选择长100mm、宽70mm、厚10mm、倒角R为6mm的箱型钢管护轨与15kg/m钢轨的抗弯性关键指标惯性矩Ix、Iy进行了对比，具体结果参见下表：

由上表可看出，箱型钢管护轨的惯性矩Ix和惯性矩Iy均明显高于15kg/m的轻轨。可见，本发明所述的箱型钢管护轨具有强度高，抗横向力大的优点。

实施例二、

如图8所示，本实施例提供了一具体的箱型钢管护轨装置，在该具体实施例中，所述箱型钢管护轨装置包括箱型钢管护轨2和多个护轨支架3；

所述护轨支架3包括一体成型的固定端31和支撑端32，所述固定端31的一端固定于主轨1轨底，另一端与支撑端32的底部连接；所述支撑端32与箱型钢管护轨2的一侧固定连接；

所述箱型钢管护轨2的顶部高于主轨1；

其中，参照实施例一的图2，所述箱型钢管护轨2包括平直段21和位于所述平直段21两端的缓冲段22；

所述平直段21与主轨1的延伸方向平行；

所述缓冲段22包括第一弯折部221和第二弯折部222，所述第一弯折部221的一端与平直段21连接，另一端与第二弯折部222连接；

参照实施例一的图3，所述缓冲段22相对于平直段21向下弯折预设的第一角度α，参照实施例一的图4，所述第二弯折部222相对于平直段21向远离主轨1方向弯折预设的第二角度β。

在该具体实施例中，与实施例一中的图5类似(图5为实施例一所涉及的平直段的俯视图，而在本实施例二中，图5相当于本实施例二中所涉及的平直段的正视图)，所述平直段21侧面等间距设有多个第一通孔211，所述平直段21与第一通孔211相对的另一侧面设有对应于所述第一通孔211的多个第二通孔212，所述第一通孔211的直径大于第二通孔212的直径。其中，所述第一通孔211满足套筒扳手外套筒的规格要求，具体实施时可根据需要采用加长型套筒扳手或定制加长型套筒扳手，所述第二通孔212满足连接螺栓4螺杆直径的要求。

另外，在该具体实施例中，参照图8，所述支撑端32的顶部为L型结构，所述L型结构的竖直面设有螺栓孔321，所述箱型钢管护轨2的底面放置于L型结构的底部平台上，所述支撑端32和所述箱型钢管护轨2通过穿设于所述第二通孔212和螺栓孔321中的连接螺栓4固定连接。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述平直段21由多段倒角方形钢管拼接而成；与实施例一中的图6和图7类似(图6为实施例一所涉及的两倒角方形钢管拼接处的正视图，而在本实施例二中，图6相当于两倒角方形钢管拼接处的俯视图；图7为实施例一所涉及的两倒角方形钢管拼接处的俯视图，而在本实施例中，图7相当于两倒角方形钢管拼接处的正视图)，相邻倒角方形钢管间通过左右两片护轨夹板6对两倒角方形钢管的远离主轨的侧面进行拼接，所述护轨夹板6中部纵向设有一条供拼接螺栓7穿入的条形通孔61；所述倒角方形钢管在拼接处的对面设有供护轨夹板6进入以及施工的开口结构213，优选的，相邻倒角方形钢管的间隙为5～10mm，倒角方形钢管的倒角半径为5～10mm。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，相邻的两个第一通孔211之间的间距为500-1500mm。

另外，较佳的，在本发明的一具体实施例中，所述缓冲段22长250～600mm，所述第一角度为0.5～4度，所述第二角度为1～6度，所述第一弯折部221长50～100mm。

另外，较佳的，在本发明一具体实施例中，所述平直段21轮缘槽宽度为42～110mm；其中，轮缘槽宽度为箱型钢管护轨2与主轨1的距离。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述箱型钢管护轨2的表面经过除锈或/和防腐处理，较优的，所述防腐处理为热浸锌或渗锌。通过热浸锌或渗锌处理，可在箱型钢管护轨2的表面形成锌铁合金层，可保持材料力学性能不变，较厚的涂层可提高涂装结合力，因此防腐效果好。优选的，本实施例所述的防腐涂层厚度不小于20μm。

实施例三

本发明的实施例还提供了一种箱型钢管护轨装置的安装方法，具体包括以下步骤：

(1)沿平行主轨1方向等间距安装护轨支架2；

(2)在护轨支架2上通过连接螺栓4固定安装箱型钢管护轨2；

(3)箱型钢管护轨2安装后，采用曲线工装设备调整箱型钢管护轨2与主轨1的几何线位，确保箱型钢管护轨2与主轨1间的轮缘槽尺寸、箱型钢管护轨2与主轨1顶面的高差、箱型钢管护轨2接头错牙公差均在预设的数值范围内。

另外，较佳的，如图9-13所示，在本发明的一个具体实施例中，所述曲线工装设备包括内C型套8和外C型套9；

参见图11，所述内C型套8开口端中部设有上下两个U型槽82，所述内C型套8封闭端两侧对称焊接有内螺柱81；所述内C型套8尺寸与箱型钢管护轨2吻合，以便于将所述箱型钢管护轨2套接在所述内C型套内。当将所述曲线工装设备套接在所述箱型钢管护轨2上时，所述U型槽82为内C型套8在外力作用下向前顶进提供一定的移动空间，所述内螺柱81作为内C型套8的两个施力点与箱型钢管护轨2直接接触。

所述外C型套9可拆卸的套接在内C型套8外；

所述外C型套9开口端中部设有锁定栓93，所述锁定栓93穿过内C型套8的U型槽82将所述外C型套9开口端的上下两面固定连接；

所述外C型套9封闭端的中部设有顶进孔91，所述外C型套9封闭端的中部的内侧焊接有内螺母92，所述内螺母92与所述顶进孔91连通。

所述内螺母92螺纹连接有顶进螺栓10，所述顶进螺栓10的螺帽一端位于所述外C型套9封闭端的外侧，所述顶进螺栓10的螺杆一端伸入所述外C型套9内并与所述内C型套8封闭端的外侧抵接。

上述曲线工装设备的具体使用方法为：先将内C型8套套接于箱型钢管护轨2外，再将外C型套9通过锁定栓93套接于内C型套8外，所述锁定栓93穿过内C型套8的U型槽82，将所述外C型套9开口端的上下两面固定连接；此时，顶进螺栓10的螺帽一端位于所述外C型套9封闭端的外侧，所述顶进螺栓10的螺杆一端伸入所述外C型套9内并与所述内C型套8封闭端的外侧抵接；然后，旋转顶进螺栓10的螺帽，使顶进螺栓10的螺杆向外C型套9封闭端的内侧推进，使得内C型套8向箱型钢管护轨2侧推进，使得箱型钢管护轨2一侧受锁定栓93的限制，另一侧受内C型套8内两内螺柱81的压迫，从而使得箱型钢管护轨2产生弯曲。

上述实施例中，为确保箱型钢管护轨2任意位置的轮缘槽宽度W1一致，可固定弦长不变，使箱型钢管护轨2与主轨1的正矢一致。参照图14，可将内C型套8中的两内螺柱81间距定为弦长C，此时，顶进螺栓10顶进的距离即为正矢f。

优选的，所述内C型套8、外C型套9均采用优质合金钢焊接而成，厚度均不低于20mm。

本实施例可针对箱型钢管护轨2的大小，定制相应尺寸的所述曲线工装设备。另外，调节所述箱型钢管护轨在水平面或竖直面正矢的曲线工装设备尺寸，在所述箱型钢管护轨截面的长宽不同的情况下，需要分别定制。

综上所述，本发明实施例参照国铁桥梁T梁向箱梁结构的转变，其中箱梁结构刚度较T梁大，其承载能力远大于T梁。本发明创新的采用箱型钢管替代现有技术中常用的钢(槽型)、UIC33槽型，以及15kg/m、30kg/m轻轨作为护轨，具有安装固定方便，可适用于各种不同的轨道结构、任何轨枕形式，结构具有足够的强度，抗横向力大，安全性、可靠性好的优点。本发明设置所述第一弯折部221可减小轮对外侧的轮缘对护轨的冲击角，保证轮对顺利进入护轨，所述第二弯折部222可保证轮对顺利驶出护轨。另外，本发明所述的曲线工装设备调节精度高，解决了箱型钢管刚度大，静调困难的问题。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于箱型钢管护轨装置的安装方法，其特征在于，所述箱型钢管护轨装置包括箱型钢管护轨和多个护轨支架；

所述护轨支架包括一体成型的固定端和支撑端，所述固定端的一端固定于主轨轨底，另一端与支撑端的底部连接；所述支撑端与箱型钢管护轨固定连接；

所述箱型钢管护轨的顶部高于主轨；

其中，所述箱型钢管护轨包括平直段和位于所述平直段两端的缓冲段；

所述平直段与主轨的延伸方向平行；

所述缓冲段包括第一弯折部和第二弯折部，所述第一弯折部的一端与平直段连接，另一端与第二弯折部连接；

所述缓冲段相对于平直段向下弯折预设的第一角度α，所述第二弯折部相对于平直段向远离主轨方向弯折预设的第二角度β；

所述安装方法包括以下步骤：

(1)沿平行于主轨的方向等间距安装护轨支架；

(2)在护轨支架上通过连接螺栓固定安装箱型钢管护轨；

(3)箱型钢管护轨安装后，采用曲线工装设备调整护轨与主轨的几何线位，确保箱型钢管护轨与主轨间的轮缘槽尺寸、护轨与主轨顶面的高差、护轨接头错牙公差均在预设的数值范围内；

所述曲线工装设备包括内C型套和外C型套；

所述内C型套开口端中部设有上下两个U型槽，所述内C型套封闭端两侧对称焊接有内螺柱；

所述外C型套可拆卸的套接在内C型套外；

所述外C型套开口端中部设有锁定栓，所述锁定栓穿过内C型套的U型槽将所述外C型套开口端的上下两面固定连接；

所述外C型套封闭端的中部设有顶进孔，所述外C型套封闭端的中部的内侧焊接有内螺母，所述内螺母与所述顶进孔连通；

所述内螺母螺纹连接有顶进螺栓，所述顶进螺栓的螺帽一端位于所述外C型套封闭端的外侧，所述顶进螺栓的螺杆一端伸入所述外C型套内并与所述内C型套封闭端的外侧抵接。

2.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述平直段由多段倒角方形钢管拼接而成。

3.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述平直段的一面等间距设有多个第一通孔，所述平直段上第一通孔的对面设有对应于所述第一通孔的多个第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径。

4.根据权利要求3所述的安装方法，其特征在于，所述支撑端设有螺栓孔，所述支撑端和所述箱型钢管护轨通过穿设于所述第二通孔和螺栓孔中的连接螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述缓冲段长250～600mm，所述第一角度为0.5～4度，所述第二角度为1～6度，所述第一弯折部长50～100mm。

6.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述平直段轮缘槽宽度为42～110mm。

7.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，所述箱型钢管护轨的表面经过除锈或/和防腐处理。

8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述防腐处理为热浸锌或渗锌。