CN110168166A - 导轨安装装置和将导轨固定到增强混凝土铁路轨枕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的涉及一种用于将铁路导轨(12)固定到增强混凝土轨枕(14)上的导轨安装装置(10)，该装置(10)具有第一导轨(12)非固定状态和第二导轨(12)固定状态，以及该装置(10)包含固定到增强混凝土轨枕(14)上的锚固元件(18)，该锚固元件设置有开放或封闭的支架件(16)，以及由锚固元件(18)的支架件(16)部分或全部包围的导轨夹紧板(20)，其实质是导轨夹紧板(20)是柔性平板，并且在导轨安装装置(10)的第一状态下，导轨夹紧板(20)与增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)成一定角度，使得导轨夹紧板(20)的较靠近导轨(12)的第一端和增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)之间的距离小于导轨夹紧板(20)的更远离所述导轨(12)的第二端和增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)之间的距离，以及在导轨安装装置(10)的第二状态下，导轨夹紧板(20)固定在锚固元件(18)上，使其第一端铺设在导轨(12)的基部(12a)上，并且导轨夹紧板(20)的形状是从增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)的方向看到的凸形曲线。本发明的目的还涉及一种用于将铁路导轨(12)固定到增强混凝土轨枕(14)的方法。

Description

导轨安装装置和将导轨固定到增强混凝土铁路轨枕的方法

技术领域

本发明的目的涉及一种用于将铁路导轨固定到增强混凝土轨枕上的导轨安装装置，特别是用于在没有基板的情况下固定，所述装置具有非固定的第一状态和固定的导轨第二状态，并且该装置包括固定在增强混凝土轨枕上的锚固元件，该增强混凝土轨枕设置有开放或封闭的支架件，以及由锚固元件的支架件部分或完全包围的导轨夹紧板。

本发明的目的还涉及一种用于固定铺设在增强混凝土轨枕上的导轨的方法。

背景技术

导轨安装装置的任务是要在铁路导轨和支撑它的轨枕之间提供牢固而灵活的连接。在铁路历史的过程中已经使用了许多导轨安装装置，根据夹紧方法可以将其分为三大类。

第一组包括使用直接导轨钉或导轨螺栓的最早解决方案，其将导轨直接固定到轨枕。即使在今天，由于其简单性和成本效益，偶尔也会使用该解决方案，然而，其显著的缺点是它不适合于固定承受较大载荷的导轨并且导轨的固定很快变得松散。

第二组包括基板导轨固定方案，在此情况下，基板直接固定在轨枕上，导轨利用固定装置如导轨螺栓固定在基板上。该解决方案的优点在于可以利用导轨螺栓建立适当大小的夹紧力，因此该技术可以用于承受更大载荷的铁路线路上。然而，基板固定的最大缺点是它提供了过度刚性的连接，这可能导致连接的疲劳和它们的破损。另一个缺点是固定装置的定期检查和导轨螺栓的紧固是耗时且昂贵的。

属于第三组的柔性连接成功地克服了上述解决方案的缺点，利用该解决方案可以在没有固定装置松动的情况下固定导轨。例如，专利申请号WO0202873公开了实现柔性固定的导轨紧固，该专利申请用于公知类型的铁路基板，即K板型的情况下。该专利说明书公开了一种铁轨导轨夹，其在装配时不必被压缩。该任务通过以下方式解决：导轨夹有弯曲的细长构件，使得构件的下部形成下肢部分，并且构件的上部形成上肢部分。下肢部分形成导轨夹的基部，其与基板中的槽接合，上肢部分比下肢部分延伸得更远，并且其自由端形成导轨夹的趾部，其搁置在导轨脚上。专利文献US 3,067,947和US 4,313,563公开了类似的导轨夹结构。这些解决方案的主要缺点在于，由于它们的特殊形状，导轨夹的制造是昂贵的，并且它们需要基板，这进一步增加了成本。

已经认识到，使用导轨安装装置，可以以比根据现有技术的解决方案更简单的方式并且以更低的成本提供导轨到轨枕的柔性固定，其中所述导轨安装装置包含作为未弯曲平板的导轨夹紧板和包围它以相对于轨枕的上平面成一角度定位的锚固元件，其中导轨夹紧板和轨枕的上平面之间的角度至少为5度，优选地为5到20度，甚至更优选地10到15度。

还认识到，以与轨枕的上平面成上述角度建立导轨夹紧板使得可以使用比根据现有技术的导轨固定方案中的材料更少的材料来产生足够的导轨夹紧力。

还认识到，如果导轨夹紧板和轨枕的上平面之间的角度至少为5度，则使用最大厚度为6mm的导轨夹紧板就足够了。该认识还包括厚度不超过6mm的导轨夹紧板可以使用板材切割工艺由钢板生产。钢板比铸钢便宜得多，并且板材切割损失和成本低于铸造和其他常用工艺，因此，与根据现有技术的解决方案相比，根据本发明的导轨夹紧板的生产更快且更简单，并且其生产成本显著降低。

发明内容

本发明的目的是要提供一种导轨安装装置和方法，其没有根据现有技术的解决方案的缺点。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1的导轨安装装置和根据权利要求13的方法解决。

在所附的从属权利要求中限定了本发明的其他有利实施例。

附图说明

从附图和示例性实施例，本发明的进一步细节将变得显而易见。

图1a是根据本发明的处于第一状态的导轨安装装置的优选实施例的示意性顶视图；

图1b示出了根据本发明的处于第二状态的导轨安装装置的优选实施例的示意性顶视图；

图2a是沿线A-A截取的根据图1a的导轨安装装置的横截面；

图2b是沿线A-A截取的根据图1b的导轨安装装置的横截面；

图3a是根据本发明的处于第一状态的导轨安装装置的另一实施例的示意性顶视图；

图3b是处于其第二状态的图3a中的导轨安装装置的示意性顶视图；

图4a是沿线A-A截取的根据图3a的导轨安装装置的横截面；

图4b是沿线A-A截取的根据图3b的导轨安装装置的横截面；

图5a示出了根据图4a的导轨安装装置的固定；

图5b示出了根据图4b的导轨安装装置的固定的释放。

具体实施方式

图1a和1b是根据本发明的导轨安装装置10的优选实施例的示意性顶视图。为了清楚起见，在顶视图中将以其他方式覆盖的那些部分在图1a和1b中用虚线示出。

导轨安装装置10用于将铁路导轨12直接或间接固定到增强混凝土轨枕。在本说明书中，间接固定被理解为意味着诸如电绝缘板的间隔件定位在导轨12和增强混凝土轨枕14之间，这样导轨12和增强混凝土轨枕14不会进入彼此直接接触。直接固定应理解为当导轨12与增强混凝土轨枕14之间存在直接接触时的情况。装置10在不固定导轨12时具有第一状态，在固定导轨时具有第二状态，第一和第二状态分别在图2a和2b中示出。

在本发明的上下文中，增强混凝土轨枕14应理解为通常用于铁路轨道的轨枕，例如预应力增强混凝土轨枕，如本领域技术人员已知的。

装置10包括固定到增强混凝土轨枕14的锚固元件18，该锚固元件18设置有开放或封闭的支架件16，以及由锚固元件的支架件16部分或完全包围的导轨夹紧板20。锚固元件18以可释放或不可释放的方式固定到增强混凝土轨枕14。例如，可以使用图2a和2b中所示的螺栓15提供可释放的连接。这样的优点在于，锚固元件18甚至可以随后固定在已经铺设的增强混凝土轨枕14上。应该注意的是，可选地，锚固元件18可以通过使用夹子、螺纹杆等以其他方式固定到增强混凝土轨枕14上，如本领域技术人员已知的。例如，可以通过铸造或使用特殊粘合剂(例如混凝土粘合剂)来提供不可释放的固定。图3a，3b，4a和4b中所示的实施例仅与上面所示的实施例的不同之处在于，锚固元件18具有混凝土浇筑到增强混凝土轨枕14中的下固定件17。混凝土浇筑可任选地在制作增强混凝土轨枕14之后进行，或者优选地在增强混凝土轨枕14的制作期间与增强混凝土轨枕14的铸造同时进行。在锚固元件18处于固定状态的情况下，下固定件17优选地具有在导轨12下方弯曲的形状，如图4a和4b所示。通过该布置可以进一步加强固定。当然，可选地，可以想到使用不同形状(例如直的，板形的等)下固定件17，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。

如图1a和1b中可见的，锚固元件18的支架件16部分地或完全地包围导轨夹紧板20。在特别优选的实施例的情况下，锚固元件18被建立为结构上单个元件，优选地作为金属铸件。关于其材料，锚固元件18可以由铁、钢或其他金属合金制成。可选地，可以想到这样的实施例，在此情况下，锚固元件18由装配在一起的多个部件建立，这样，例如，支架件16和下固定件17甚至可以单独制造。各个部件可以通过可释放的(例如用螺栓)或不可释放的连接(例如通过焊接)彼此固定。

导轨夹紧板20的形状可以是矩形的，如图1a和1b可看到的，或其他平面件，例如，其朝向第二端变窄。导轨安装装置10在图2a和4a所示的第一状态下建立，导轨夹紧板20与增强混凝土轨枕14的上平面22成一角度，使得靠近导轨12的导轨夹紧板20的第一端和增强混凝土轨枕14的上平面22之间的距离小于在距离导轨12更远的导轨夹紧板20的第二端和增强混凝土轨枕14的上平面22之间的距离。

在本发明的上下文中，导轨夹紧板20的第一端与上平面22之间的距离应理解为表示从第一端到上平面22的垂直于上平面22的部分的长度。类似地，导轨夹紧板20的第二端与上平面22之间的距离应理解为表示从第二端到上平面22的垂直于上平面22的部分的长度。在本说明书中，增强混凝土轨枕14的上平面22被视为在导轨12下方直接支撑导轨12的增强混凝土轨枕14的表面的平面。为了清楚起见，上平面22已被在图2a和2b中用虚线标出。

根据本发明的导轨安装装置10的导轨夹紧板20设置为未弯曲的柔性平板，换句话说，作为平面的板簧。在特别优选的实施例的情况下，导轨夹紧板20与增强混凝土轨枕的上平面22之间的角度至少为5度，优选为5至20度，甚至更优选为10至15度。在该情况下，将导轨夹紧板20的厚度选择为6mm就足够了。这样做的优点是，厚度不超过6mm的导轨夹紧板20可以使用板材切割工艺由钢板制成，换句话说，导轨夹紧板20可以由不厚于6毫米的切割钢板制成。钢板比铸钢便宜得多，并且板材切割损失和成本低于铸造和其他常用成型工艺的。由于上述原因，导轨夹紧板20的生产成本明显低于现有技术的解决方案的，考虑到铁路建设所需的大量导轨夹紧板20，其代表着重要的经济优势。

在导轨安装装置10处于其第二状态时，换句话说，当将导轨12固定到增强混凝土轨枕14时，导轨夹紧板20优选地以可释放的方式固定到锚固元件18，使得其第一端放置在导轨12的基部12a上，并且导轨夹紧板20的形状是从增强混凝土轨枕14的上平面22的方向看到的凸曲线，如图2b和图4b所看到的。在优选实施例的情况下，导轨夹紧板20的第一端设置有电绝缘覆盖物24，其防止导轨12与导轨夹紧板20之间的电接触。绝缘覆盖物24固定到具有保持锁的第一端，例如，但是当然也可以考虑到使用其他固定方法，例如使用粘合剂。

在图4a和4b所示的实施例的情况下，增强混凝土轨枕14具有第一表面50和从第一表面50的平面突出的第二表面60，并且锚固元件18搁置在第一和第二表面50,60上。第一表面50优选地是平面形状的并且与上平面22重合。第二表面60也是平面的，并且以图4a和4b所示的方式，它与第一平面50成一角度。当然，在第一和第二表面50,60不是平面的情况下，可选地可以想到一实施例，而不是它们是弯曲的、拱形的、波浪形的、破碎的等表面。在特别优选的实施例的情况下，锚固元件18的搁置在第二表面60上的部分的竖直厚度，换句话说，锚固元件18在表面60和导轨夹紧板20之间的部分的厚度小于搁置在第一表面50上的部分(换句话说，锚固元件18在表面50和导轨夹紧板20之间的部分)的竖直厚度。锚固元件18的顶视图的形状例如，可以是矩形的，或者如图3a和3b中的虚线所示的，是朝向其端部变窄的平面件。

根据本发明的导轨安装装置10还优选地包括电绝缘间隔元件28，其布置在固定到增强混凝土轨枕14的锚固元件18的导轨12侧，其目的是要防止导轨12和导轨安装装置10之间的电导。间隔元件28优选地由塑料制成，但是，可选地，可以想到使用其他非导电材料，例如复合材料，如本领域技术人员已知的。电绝缘板材26优选地布置在导轨12和增强混凝土轨枕14之间。

在导轨安装装置10处于其第二状态时，导轨夹紧板20固定到锚固元件18。固定可以以提供可释放或不可释放连接的方式进行。在图2a和2b所示的实施例的情况下，锚固元件18的更远离导轨12的端部设置有凸缘29，其防止导轨夹紧板20在导轨安装装置10处于其第二状态的情况下的移动。所述凸缘29优选地由锚固元件18的材料形成。凸缘29从后部支撑导轨夹紧板20，从而防止其从导轨12滑落。

在图4a和4b所示的示例性实施例的情况下，导轨夹紧板20的第二端和锚固元件18设置有凹陷30a和配合到凹陷30a中的突起30b，它们一起形成保持锁定，用于防止导轨安装装置10从第二状态进入第一状态。突起30b形成在锚固元件18中，并且凹陷30a形成在导轨夹紧板20中。可选地，也可以想到在其中布置是相反的情况下的实施例，突起30b要在导轨夹紧板20中发现，以及凹陷30a要在锚固元件18中发现。

本发明的目的还涉及一种用于将导轨12固定到增强混凝土轨枕14的方法，在该方法中，在上面呈现在铁路导轨12附近的第一状态中的导轨安装装置10以这样的方式设置，使得由支架件16包围的导轨夹紧板20的第一端部面向铁路导轨12。在优选实施例的情况下，实际上这发生使得在铁路线的建造现场，根据本发明设置有导轨安装装置10的增强混凝土轨枕14铺设在铁路线的轨道床上，然后铁轨12铺设成靠在导轨安装装置10处于图4a和4b所示的位置。当然，如果锚固元件18通过螺栓15固定到增强混凝土轨枕14上，那么也可以在已经铺设增强混凝土轨枕14之后(例如，在翻新铁路线的情况下)进行固定。

在特别优选的实施例中，导轨安装装置10设置在铁路导轨12的两侧中的每一侧上，基本上彼此相对，通过此，导轨12从两侧固定到增强混凝土轨枕14。利用该解决方案，可以防止导轨12在垂直于铁路线的方向上移动。

在根据本发明的方法的第二步骤中，导轨夹紧板20被推向导轨12，换句话说，导轨安装装置10从图2a中所示的第一状态转换到图2b中所示的第二状态。在优选实施例的情况下，通过使用传统的锤子，或者例如使用图5a中所示的工具40，敲击导轨夹紧板20的第二端一次或多次，将导轨夹紧板20推向导轨12。可以使用传统的锤子通过用金属手柄替换锤子的木制手柄，并通过将锤子的头部加工成图5a所示的形状，来建立工具40。根据本发明的导轨安装装置10的巨大优点是使其从第一状态到第二状态不一定需要使用专用工具。

根据上述，导轨夹紧板20与上平面22成一角度。通过将导轨夹紧板20推向导轨12，第一端被迫向上抵靠导轨12的基部12a，并且第一端竖直上升，而支架件16不允许导轨夹紧板20向上移动。结果，导轨夹紧板20以这样的方式弯曲，使得它从增强混凝土轨枕14的上平面22看呈凸出的弯曲形状。由于弯曲的弹簧力建立在导轨夹紧板20中，其迫使导轨12位于增强混凝土轨枕14上。当导轨夹紧板20与如上所述的增强混凝土轨枕14的上平面22成一定角度时，通过推动导轨夹紧板20朝向导轨12，第一端的高度的竖直增加大于导轨夹紧板20与上平面22平行或成倒角的情况。由于这一点，在相同的位移量下，导轨夹紧板的第一端比平行的夹紧板的端部或夹紧板以倒角升高更多，使用更短和更薄的导轨夹紧板20足以产生相同大小的夹紧力。这样可以节省材料，最终降低生产成本。根据这种认识，如果导轨夹紧板20与增强混凝土轨枕14的上平面22之间的角度至少为5度，优选为5至20度，甚至更优选为10至15，则上述优点将起作用。根据经验，在角度超过20度的情况下，难以或不可能将导轨安装装置10从第一状态变为第二状态。

导轨夹紧板20固定到锚固元件18，结果导轨安装装置10从第一状态转到第二状态。在优选实施例的情况下，导轨夹紧板20固定到锚固元件18上，其中凸缘29先前以这样的方式被提供，使得导轨夹紧板20被推向导轨12直到导轨夹紧板20的第二端位于凸缘29后面(见图2b)。可选地，导轨夹紧板20可以用包括凹陷30a和突起30b的保持锁进行固定，如图4b中可见的，或者可以想到在导轨夹紧板20以另一方式(例如通过销等)固定到锚固元件18的情况下的实施例。

为了释放导轨12的固定，例如，通过使用工具40以图5b所示的方式将装置10从第二状态转换到第一状态，使得工具40的头部放置在导轨好导轨夹紧板20的第一端上，然后，工具40的手柄沿适当的方向转动。由于施加在导轨夹紧板20的第一端上的力，突起30b从凹陷30a弹出(或导轨夹紧板20的第二端跳过凸缘29)，并且保持锁定被释放。

根据本发明的导轨安装装置10的优点在于不需要基板或特殊形状的导轨夹紧板，这显著降低了生产成本。另一个优点是，通过适当地选择导轨夹紧板20和增强混凝土轨枕14的上平面22之间的角度，使用最大6mm厚的导轨夹紧板20就足够了，这可以使用板材切割工艺快速且经济地由钢板制成，与现有解决方案相比。

由于导轨夹紧板20不直接搁置在增强混凝土轨枕14上的任何地方，因此可以避免显著降低固定效果的点蚀效果，由此可以显著延长寿命。

在实施方面，所使用的材料量、所用材料的生产价格、安装和建造的速度和简单性，根据本发明的导轨安装装置10与根据现有技术的解决方案相比具有显著的进步。

与这里给出的实施例相比的其他替代解决方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，而不脱离由所附权利要求确定的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于将铁路导轨(12)固定到增强混凝土轨枕(14)的导轨安装装置(10)，该装置(10)具有非固定的第一状态和导轨(12)固定的第二状态，并且该装置(10)包含固定到增强混凝土轨枕(14)的锚固元件(18)，该锚固元件设置有开放或封闭的支架件(16)，以及由锚固元件(18)的支架件(16)部分或完全包围的导轨夹紧板(20)，其特征在于，导轨夹紧板(20)是柔性平板，并且在导轨安装装置(10)的第一状态下，导轨夹紧板(20)与增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)成一角度，使得导轨夹紧板(20)的较靠近导轨(12)的第一端和增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)之间的距离小于导轨夹紧板(20)的更远离导轨(12)的第二端和增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)之间的距离，并且在导轨安装装置(10)的第二状态下，导轨夹紧板(20)固定到锚固元件(18)，使其第一端铺设在导轨(12)的基部(12a)上以及导轨夹紧板(20)的形状是从增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)的方向看到的凸曲线。

2.根据权利要求1所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，在导轨安装装置(10)的第一状态下，导轨夹紧板(20)和增强混凝土轨枕(14)的上平面(22)之间的角度至少为5度，优选为5至20度，甚至更优选为10至15度。

3.根据权利要求2所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述导轨夹紧板(20)是最大6mm厚的切割钢板。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，锚固元件(18)通过螺栓(15)固定到增强混凝土轨枕(14)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述锚固元件(18)具有下部固定件(17)，该下部固定件(17)混凝土加固到所述增强混凝土轨枕(14)中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述锚固元件(18)设置为结构上单个元件，优选为金属铸件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述增强混凝土轨枕(14)具有第一表面(50)和从所述第一表面(50)的平面突出的第二表面(60)，并且锚固元件(18)搁置在第一和第二表面(50,60)上。

8.根据权利要求7所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，搁置在第二表面(60)上的锚固元件(18)的竖直厚度小于搁置在第一表面(50)上的部件的竖直厚度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述锚固元件(18)的更远离所述导轨(12)的端部设置有凸缘(29)，防止所述导轨夹紧板(20)在导轨安装装置(10)处于其第二状态的情况下的移动。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述导轨夹紧板(20)的第二端和所述锚固元件(18)设置有凹陷(30a)和突起(30b)，该突起与它配合在一起形成保持锁，以防止导轨安装装置(10)从第二状态进入第一状态。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，所述导轨夹紧板(20)的第一端设置有电绝缘覆盖物(24)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的导轨安装装置(10)，其特征在于，电绝缘间隔元件(28)布置在锚固元件(18)的固定到增强混凝土轨枕(14)的导轨(12)侧上，其优选地由塑料制成。

13.一种用于将铁路导轨(12)固定到增强混凝土轨枕(14)的方法，其特征在于：

-在第一状态下在铁路导轨(12)附近提供根据权利要求1至8中任一项所述的导轨安装装置(10)，使得由支架件(16)包围的导轨安装装置(10)的导轨夹紧板(20)的第一端面向铁路导轨(12)，

-将导轨夹紧板(20)推向导轨(12)，从而迫使导轨夹紧板(20)的第一端靠在导轨(12)的基部(12a)上并竖直提起它，在导轨夹紧板(20)中产生弹簧力，然后

-将导轨夹紧板(20)固定到锚固元件(18)，从而将导轨安装装置(10)从第一状态移动到固定所述导轨(12)的第二状态。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将导轨安装装置(10)设置在铁路导轨(12)的两侧中的每一侧上。