CN110468630A - 一种装配式轨道及其垫层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种装配式轨道，包括：基座、预制道床模块、柔性垫；所述柔性垫设置于所述基座与所述预制道床模块之间，用于缓冲所述基座与所述预制道床模块之间的作用力；所述柔性垫，包括：N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；N种所述柔性垫的厚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。本发明实施例提供的装配式轨道，与现有技术中采用在悬空的轨道板与基座之间灌注自密实混凝土或CA砂浆等填充材料形成调整层的技术方案相比，采用柔性垫作为基座与预制道床模块之间缓冲和减振的结构，可补偿装配接触面的不平整误差，避免混凝土构件之间的刚性接触，在保证减振的同时，能够适应装配式轨道的生产和装配，利于后续维修。
Description
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种装配式轨道及其垫层结构。
背景技术
大运量、节能环保、安全快捷的轨道交通运输，轨道是运输设备的基础，轨道直接承受列车荷载并引导列车运行，轨道结构必须有足够的强度和稳定性。世界第一运营里程的国内高速铁路采用不同类型预制轨道板和CA砂浆或自密实混凝土等灌注定位的工艺，在悬空的轨道板与基座之间灌注自密实混凝土或CA砂浆等填充材料形成调整层。如果在城市轨道交通推广应用绿色建造，因地下铁道受制于隧道空间的运输条件以及填充材料流动性与快速固化的要求，不仅施工过程工序复杂，填充材料的浪费较多以及施工效率较低。另外，在日常的轨道运输过程该调整层是轨道结构的薄弱环节，而且维修困难。
因此，如何提供一种轨道结构，在保证减振的同时，能够适应装配式轨道的生产和装配，利于后续维修，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种装配式轨道，在保证减振的同时，能够适应装配式轨道的生产和装配，利于后续维修。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种装配式轨道，包括：基座、预制道床模块、柔性垫；
所述柔性垫设置于所述基座与所述预制道床模块之间，用于缓冲所述基座与所述预制道床模块之间的作用力；
所述柔性垫，包括：N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；
N种所述柔性垫的厚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。
优选地，所述预制道床模块，包括：轨道板、承轨台、钢轨扣件；
所述轨道板的上表面设置有承轨台，所述承轨台用于固定钢轨扣件，所述钢轨扣件用于固定钢轨；
所述轨道板整体呈条状；所述承轨台，垂直于所述轨道板的长度方向设置；
所述轨道板设有用于限制所述轨道板平面移动的限位结构；
M所述轨道板在预设铁路线路首尾相连形成可拆卸的轨道整体道床；其中，M为大于1的正整数。
优选地，所述限位结构为设置于轨道板、沿所述轨道板厚度方向贯通的限位孔；
所述限位孔，用于安装限制所述轨道板与所述基座平面移动的限位装置。
优选地，所述柔性垫为非金属柔性垫。
优选地，所述非金属柔性垫为橡胶垫或聚氨酯垫。
优选地，所述柔性垫，包括：离散设置于所述基座上、一个以上的柔性垫。
优选地，所述柔性垫，包括：连续设置于所述基座上、两两相邻无缝拼装的柔性垫。
优选地，所述基座摊铺设置于底座；
优选地，所述底座固定设置于隧道底板、桥梁或路基的轨道基础。
优选地，所述柔性垫为绝缘材料制成的粘弹性垫。
优选地，所述柔性垫，包括：中间层、第一柔性柱、第二柔性柱；
优选地，所述第一柔性柱的结构高度高于所述第二柔性柱的结构高度；
所述第一柔性柱和所述第二柔性柱，单个柔性柱柱顶的面刚度为柔性垫毫米级面刚度的最大值，其余位置的毫米级面刚度为零；
所述第一柔性柱并联及中间层拉伸复合构成柔性垫厘米级面刚度；
所述第一柔性柱和所述第二柔性柱全部并联及中间层拉伸复合构成柔性垫分米级面刚度。
本发明实施例提供一种装配式轨道，包括：基座、预制道床模块、柔性垫；所述柔性垫设置于所述基座与所述预制道床模块之间，用于缓冲所述基座与所述预制道床模块之间的作用力；所述柔性垫，包括：N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；N种所述柔性垫的厚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。本发明实施例提供的装配式轨道，与现有技术中采用在悬空的轨道板与基座之间灌注自密实混凝土或CA砂浆等填充材料形成调整层的技术方案相比，采用柔性垫作为基座与预制道床模块之间缓冲和减振的结构，可补偿装配接触面的不平整误差，避免混凝土构件之间的刚性接触，在保证减振的同时，能够适应装配式轨道的生产和装配，利于后续维修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种装配式轨道的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种装配数字化预制道床模块的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种装配数字化预制道床模块的主视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种柔性垫的俯视图；
图5为图4所示的柔性垫的AA方向的剖视图；
图6为图4所示的第一柔性柱的剖视图；
图7为图4所示的第二柔性柱的剖视图。
附图标识如下：
120、预制道床模块；130、柔性垫；1、钢轨；2、钢轨扣件；20、承轨台/承轨槽；3、轨道板；4、粘弹性垫层；40、中间层；5、基座；6、底座；7、限位结构；8、第一吊装环801、第二吊装环802、第三吊装环803、第四吊装环804。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种装配式轨道的结构示意图。
在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种装配式轨道，包括：基座5、预制道床模块120、柔性垫130；所述柔性垫130设置于所述基座5与所述预制道床模块120之间，用于缓冲所述基座5与所述预制道床模块120之间的作用力；所述柔性垫130，包括：N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；N种所述柔性130垫的厚度值或面刚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。
本发明实施例中提供的预制道床模块120及其对应在基座5安装就位的范围测量平面度误差值，可以根据不同的测量结果进行柔性垫的定制，当然，也可以预备不同种类的系列柔性垫，也就是N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；N种所述柔性垫的厚度值或面刚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。
所述第一柔性柱401和所述第二柔性柱402，单个柔性柱柱顶的面刚度为柔性垫毫米级面刚度的最大值，其余位置的毫米级面刚度为零；所述第一柔性柱401并联及中间层40拉伸复合构成柔性垫厘米级面刚度；所述第一柔性柱401和所述第二柔性柱402全部并联及中间层40拉伸复合构成柔性垫分米级面刚度。
在施工中，底座6为土建施工回填的部分，在底座6上摊铺形成的基座5，基座面满足预制道床模块装配精度的要求，该摊铺层上标注有与预制道床模块安装位置相对应的尺寸标识和定位标识。
依据轨道板标称板厚、轨道板下表面平整度数据文件和该板安装范围的基座高程数据文件以及轨道板重量、垫层特性模拟转向架荷载作用下的轨道板位移，提出在基座面粘弹性垫层4的配置方案；也就是说，将柔性垫130设置为粘弹性垫层4。
请参考图2、图3，图2为本发明实施例提供的一种装配数字化预制道床模块的俯视结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种装配数字化预制道床模块的主视结构示意图。
本发明实施例提供一种装配数字化预制道床模块，包括：轨道板3、承轨台20、钢轨扣件2；所述轨道板3的上表面设置有承轨台20，所述承轨台20用于固定钢轨扣件2，所述钢轨扣件2用于固定钢轨1；所述轨道板3整体呈条状；所述承轨台20，垂直于所述轨道板3的长度方向设置；所述轨道板3设有用于限制所述轨道板3平面移动的限位结构；M个所述轨道板3在预设铁路线路首尾相连形成可拆卸的轨道整体道床；其中，M为大于1的正整数。
具体地，如图1和2所示，装配数字化预制道床模块包括轨道板3，轨道板3的上表面间隔设置有多个用于固定钢轨扣件2的承轨台20，每个承轨台20上设置有用于固定钢轨1的钢轨扣件2。承轨台20是轨道板3上表面为固定钢轨扣件2的区域。轨道板3上还设置有两个贯穿轨道板3的限位结构7，限位结构7通过与固定在基座5上的限位柱配合对轨道板3进行限位，以避免轨道板3发生水平位移。限位柱固定设置于基座5/底座6上，基座5在底座6上摊铺而成。轨道板3的上表面设置有一个坐标原点，坐标原点、承轨台20的坐标值以及每个承轨台20的平面度误差值构成了轨道板3的上表面特征参数，轨道板3的下表面特征参数包括装配基准面高度和平面度误差值，平面度误差值由轨道板3的下表面划分的多个评价区域，评价区域为轨道板3下表面划分的部分区域或划分的全部区域。限位孔，用于安装限制所述轨道板与所述基座平面移动的限位装置。
进一步地，在本发明的另一个实施例中，轨道板3的下表面还设置有粘弹性垫层4，粘弹性垫层4上设置有供限位柱穿过的通孔，该通孔与限位结构7一一对应。粘弹性垫层4为柔性垫或者泡沫垫或者其它隔振垫，通过粘弹性垫层4能够更好的对道床模块减振。其中，每个承轨台20的钢轨扣件2位置的偏差为0至-1mm，轨道板3的下表面的平面度误差最大允许的值为3mm。
另外，轨道板3上还设置有吊装装置和轨道板3就位的测量基准点，通过吊装装置的设置以方便对道床模块进行吊装，便于施工或拆卸，通过设置轨道板3就位的测量基准点可方便对道床模块进行安装。
本实施例的装配数字化预制道床模块，满足钢轨1、钢轨扣件2安装要求及其在底座6上可高精度装配的产品，数字化包括定义的坐标原点、承轨台20的坐标值以及每个承轨台20的平面度误差值构成了轨道板3的上表面特征参数。预制道床模块以线路纵向首尾串联的独立单元形式组成可装可卸的轨道整体道床。在道床模块结构上设置限制独立单元平面滑移的限位机构，以防止独立单元的平面滑移加载到相邻单元。与传统板式轨道的预制轨道板3相比，采用数字化预制道床模块的安装工艺不需要板下填充CA砂浆或自密实混凝土，消除了夹心层产生的线路病害。绿色建造提高了轨道工程质量和生产效率，方便工务养护维修，并降低轨道系统全生命周期成本。
进一步地，可以将轨道板3设计为整体呈长方体形；所述轨道板3的表面设置有轨道板3参数标识；所述轨道板3参数标识，包括用于建立接触面数据模型供道床装配式模拟计算使用的三维参数。当然，为了安装使用的方便，轨道板3参数标识还可以包括：承轨台20的平面度误差值以及预制道床模块下表面若干区域平面度误差的评定结果。从而施工人员可以根据这些轨道板3参数标识进行施工。
为了在施工时，准确地将轨道板3安装于基座上，实现精准施工，可以在轨道板3，设有测量基准点；所述测量基准点用于定位所述轨道板3的安装位置。也就是说，该测量基准点必须与设置于基座上的对应位置相匹配，才表示该轨道板3正确安装。
在实践中，该轨道板3的重量可以达到几吨、几十吨，因此一般采用大型工程车进行该轨道板3的运输和安装，因此，为了施工的方便，可以在轨道板3设有吊装装置；所述吊装装置，包括：至少两个设置于所述轨道板3两端的吊装环；所述吊装环的一端固定于所述轨道板3。具体地，在一种实施例中轨道板3的上表面为长方形上表面；所述吊装装置包括：设置于所述长方形上表面的四角的第一吊装环801、第二吊装环802、第三吊装环803、第四吊装环804。也就是说，在长方形上表面的每一个角上分别设置吊装环，可以方便大型工程车移动该轨道板3。
具体地，对于吊装环的位置，可以设置为所述第一吊装环801、所述第二吊装环802关于所述长方形上表面的长边中位线中心对称；所述第三吊装环803、所述第四吊装环804关于所述长方形上表面的短边中位线中心对称。也就是说，第一吊装环801、第二吊装环802、第三吊装环803、第四吊装环804在轨道板3上整体呈对称设计，从而可以使得重量平衡，方便安装施工。
进一步地，在上述具体实施方式的基础上，本实施例中，可以将柔性垫130为非金属柔性垫，具体地，可以将非金属柔性垫为橡胶垫或聚氨酯垫。当然，也可以采用其他的弹性材质的材料制作本发明实施例中应用的柔性垫。
具体地，设置柔性垫时，可以将柔性垫，设置为包括：离散设置于所述基座5上、一个以上的柔性垫。当然，也可以将柔性垫130，设置为包括：连续设置于所述基座上、两两相邻无缝拼装的柔性垫。在基座表面按垫层布置的施工放线配置粘弹性垫层。具体可以采用厚度7mm的普通柔性垫以满铺或离散的方式布置，其装配式轨道已具有中等减振等级的效果；当提出高等或特殊减振等级的要求时可设置加厚柔性垫和过渡柔性垫。可以将该柔性垫设置为绝缘材料制成的粘弹性垫。
具体地，可以将该装配式轨道可以在地铁轨道中使用，也可以在海底隧道、山体隧道中使用，当该装配式轨道应用于隧道时，可以将基座5摊铺在底座6上，底座6固定设置于隧道底板101。当应用于地面线路或高架线路时，基座可以单独或与底座合并固定设置在路基或桥面上。
请参考图4、图5、图6、图7，图4为本发明实施例提供的一种柔性垫的俯视图；图5为图4所示的柔性垫的AA方向的剖视图；图6为图4所示的第一柔性柱的剖视图；图7为图4所示的第二柔性柱的剖视图。
在上述实施例的基础上，本实施方式中，为了使得柔性垫130能够补偿基座5与预制道床模块120之间装配接触面的几何误差以及在静载或列车移动载荷作用下具有不同的面刚度值，因此，可以对柔性垫进行特殊设置，具体的柔性垫，整体呈板状的中间层40上表面和下表面设置对称或错位凸出相同的或不同的柔性柱，并与中间层固结一体；上表面或下表面对称或错位凸出设置有第一柔性柱401，第二柔性柱402，第一柔性柱401可以设置的比第二柔性柱402的高，因此，施工过程将柔性垫放置在基座5上，再将预制道床模块120安置其上时，第一柔性柱401首先接触到基座5和预制道床模块120，柔性垫因第一柔性柱401柱顶仅几十平方毫米的面积有毫米级面刚度而集中受力变形以及其余大部区域是空白的零刚度可被填充适应基座面和预制道床模块下表面粗糙或不平的状况；最终安装钢轨1、扣件2在承轨台及在柔性垫130上已经放置的预制道床模块120的重力叠加与柔性垫的弹性反力达到平衡，柔性垫的弹性反力以第一柔性柱401并联及中间层40拉伸复合的厘米级面刚度为设计参数；列车移动荷载通过道床加载到柔性垫时，第一柔性柱401继续变形、第二柔性柱402与基座5和预制道床模块120接触，由此，柔性垫的分米级面刚度由第一柔性柱401和第二柔性柱402全部并联及中间层40拉伸复合而成。
具体地，可以将第一柔性柱401设置为圆柱形，当然，也可以设置为方形柱、菱形柱等其他形状；第二柔性柱402可以设置为梯形柱，当然，也可以设置为圆形柱、方形柱，菱形状等其他形状，重点在于第一柔性柱401、第二柔性柱402的高度不同、面刚度值也会不同；只要能实现高度不同、面刚度值也不同的柔性柱形状和柔性柱在中间层40上的布局都在本发明的保护范围。
因此，可以将第一柔性柱401单个柱顶的面刚度值设置为第一面刚度值，第一柔性柱401并联的复合面刚度值设置为第二面刚度值；全部柔性柱并联的复合面刚度值设置为第三面刚度值。具体地，可以将第一面刚度值设置为毫米级面刚度值；第二面刚度值设置为厘米级面刚度值；第三面刚度值设置为分米级面刚度值。当然，也可以设置其他的面刚度值，例如，中间层40上下的柔性柱高度可以每隔2mm制作各种面刚度值的柔性垫以便在安装预制道床模块时选用。当然，还可以设置更多高度差的柔性柱，例如第三柔性柱、第四柔性柱……第K柔性柱，K为正整数，这些柔性柱之间高度不同，柔性垫130的面刚度自然也各不相同，因此，可以实现更精细地适应基座和预制道床模块的装配和轨道减振设计，有利于提高道床的稳定性和轨道的平顺性。
本发明实施例提供的装配式轨道，与现有技术中采用在悬空的轨道板与基座之间灌注自密实混凝土或CA砂浆等填充材料形成调整层的技术方案相比，采用柔性垫作为基座与预制道床模块之间的缓冲和减振的结构，可补偿装配接触面的不平整误差，避免混凝土构件之间的刚性接触，在保证减振的同时，能够适应装配式轨道的生产和装配，利于后续维修。装配式轨道将取消填充材料构成的调整层，代之以柔性垫层，其初始变形可补偿装配接触面的不平整误差，避免混凝土构件之间的刚性接触，同时提高道床的接地电阻和整体道床结构的弹性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种装配式轨道，其特征在于，包括：基座、预制道床模块、柔性垫；
所述柔性垫设置于所述基座与所述预制道床模块之间，用于缓冲所述基座与所述预制道床模块之间的作用力；
所述柔性垫，包括：N种柔性垫，其中，N为大于1的整数；
N种所述柔性垫的厚度值为不同数值，用于装配或根据轨道的减振等级选用弹性元件。
2.根据权利要求1所述的装配式轨道，其特征在于，
所述预制道床模块，包括：轨道板、承轨台、钢轨扣件；
所述轨道板的上表面设置有承轨台，所述承轨台用于固定钢轨扣件，所述钢轨扣件用于固定钢轨；
所述轨道板整体呈条状；所述承轨台，垂直于所述轨道板的长度方向设置；
所述轨道板设有用于限制所述轨道板平面移动的限位结构；
M所述轨道板在预设铁路线路首尾相连形成可拆卸的轨道整体道床；其中，M为大于1的正整数。
3.根据权利要求2所述的装配式轨道，其特征在于，
所述限位结构为设置于轨道板、沿所述轨道板厚度方向贯通的限位孔；
所述限位孔，用于安装限制所述轨道板与所述基座平面移动的限位装置。
4.根据权利要求1所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫为非金属柔性垫。
5.根据权利要求4所述的装配式轨道，其特征在于，
所述非金属柔性垫为橡胶垫或聚氨酯垫。
6.根据权利要求1所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫为绝缘材料制成的粘弹性垫。
7.根据权利要求1所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫，包括：离散设置于所述基座上、一个以上的柔性垫。
8.根据权利要求1所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫，包括：连续设置于所述基座上、两两相邻无缝拼装的柔性垫。
9.根据权利要求1至8任一项所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫构造中间层的上表面和下表面各离散设置若干外形和高度不同的柔性柱。
10.根据权利要求9所述的装配式轨道，其特征在于，
所述柔性垫，包括：中间层、第一柔性柱、第二柔性柱；
所述中间层的上表面和下表面设置对称或错位凸出相同的或不同的柔性柱，并与中间层固结一体；
所述第一柔性柱的结构高度高于所述第二柔性柱的结构高度。
11.根据权利要求10所述的装配式轨道，其特征在于，
所述第一柔性柱和所述第二柔性柱，单个柔性柱柱顶的面刚度为柔性垫毫米级面刚度的最大值，其余位置的毫米级面刚度值为零；
所述第一柔性柱并联及中间层拉伸复合构成柔性垫厘米级面刚度；
所述第一柔性柱和所述第二柔性柱全部并联及中间层拉伸复合构成柔性垫分米级面刚度。
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