CN1210176A

CN1210176A - 铁路轨道交叉点

Info

Publication number: CN1210176A
Application number: CN98118672A
Authority: CN
Inventors: 基恩·扬; 斯蒂芬·R·库恩; 夏琼; 小托马斯·S·贝克
Original assignee: ABC Rail Products Corp
Current assignee: John L. Donovan
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1999-03-10
Also published as: CA2245478A1; CA2245478C; US5845881A; EP0899380A1

Abstract

一种铁路轨道交叉点总成,诸如一种交会交叉点或一种会让交叉点,配有至少一个轮缘支承式辙叉子组件,具有遍及辙叉平面形状的均匀深度的各有轨车车轮轮缘槽,它们与轨道各路轨协同工作;配有一些缓冲子组件,设置在辙叉子组件外面但与之贴靠、具有倾斜的各轮缘支承表面,以及可以从总成中卸除或在其中调节,不需挪动或调节或是辙叉子组件或是协同工作的各轨道路轨。

Description

铁路轨道交叉点

本发明一般地涉及铁路轨道交叉点，诸如铁路轨道交会交叉点和铁路轨道会让交叉点，而更为具体地说，涉及具有轮缘支承式有轨车车轮轮缘槽这种类型的铁路轨道交会和会让交叉点。

近代重型铁路运输系统(高列车速度、高有轨车车轴负荷和高有轨车交通密度)的经营商们愈来愈采用特别是可以提供延长使用寿命和从而降低轨道维修成本这些优点的各种铁路轨道改进措施。一项这种铁路轨道改进措施涉及以分类为轮缘支承的交叉点来代替其特征在于有轨车车轮踏面支承的轨道交叉点。作为一种已知的轮缘支承式铁路交叉的实例，可以参见授予Willow的针对轮缘支承式螺栓连接的路轨辙叉铁路会让点和交会点的美国专利第5531409号。

轮缘支承或辙叉作用在于防止通过交叉的有轨车车轮的踏面表面撞击和损伤一般设置在交叉点路轨处的轮缘槽间隙的拐角，设置间隙是为了消除机械干涉，不然就会发生在以某一不同的倾斜方向越过交叉的有轨车车轮轮缘上。防止损伤是以如下方式实现的，即使得以某一特定方向通过辙叉的有轨车在每一路轨这段轮缘槽间隙处被充分地抬高，以便把有轨车重量从有轨车车轮踏面转移到有轨车车轮轮缘。美国专利第5531409号的通常的交叉点轮缘支承式辙叉组件，比方，采用用较短的缓冲坡面，或一体地经机械加工制成在辙叉组件锰钢铸造隔铁件上以在到所需有轨车车轮高度和重量转移目的。

我们发现了一种铁路轨道轮缘支承式交叉点结构，显著地不同于现有技术中的轮缘支承式辙叉组件，而且由于显著地减小了有轨车车轮冲击载荷(相对于相同的有轨车重量和有轨车速度来说)而获得切实延长的交叉点使用寿命。另外，并作为本发明的一项结果，用于修理或更换的交叉点维修费用获得巨大的降低。这种费用降低，对于结合涉及高速、重载和高密度有轨车交通等铁路运行条件的应用场合而采用经过改进的交叉点结构的铁路运输系统经营商们来说，是尤其重要的。

本发明的其他一些优点和目的从仔细考查详细说明、图纸和随后的权利要求之中将会清楚了解。

本专利申请的铁路轨道发明主要包括一交叉点子组件，具有遍及交叉点平面形状范围的均匀高度的有轨车车轮轮缘槽轮缘支承式支承表面；铁路轨道路轨，以固定的贴靠方式与交叉点子组件协同工作；以及倾斜的缓冲子组件，固定地设置得靠近和沿着路轨，并且相对于交叉点子组件轮缘槽轮缘支承式支承表面成对准和贴靠关系。

在铁路轨道交会应用场合的情况下，交叉点子组件基本上包括四个遍及其平面形状范围的均匀轮缘槽深度的轮缘支承式辙叉组件，八条通向和/或来自交叉点子组件的轨道路轨，以及八个与交点子组件和与路轨协同工作的倾斜缓冲子组件。四个隔铁组合构件，各自具有一均匀的对应高度的有轨车车轮轮缘槽轮缘支承式支承表面，根据交叉点子组件设计细节可有利地和必要地或任由选择地包括在交叉点子组件之中，以便以协同工作的方式相互连接四个辙叉组件。

在铁路轨道会让交叉点应用场合的情况下，交叉点子组件主要包括单独一个遍及其平面形状范围的均匀轮缘槽深度的轮缘支承式辙叉组件，四条通向和/或来自交叉点子组件的轨道路轨，以及四个与交叉点子组件和与路轨协同工作的倾斜的缓冲子组件。此外，两个缓冲子组件和一个中间纵向轨道隔铁组合构件最好是沿着每一轨道外侧干线或会让路轨设置，以确保通过交叉点子组件的每一有轨车的铅直稳定性。中间纵向隔铁组合构件各自具有一相应均匀高度的有轨车车轮轮缘槽轮缘支承式支承表面。

另外，装进新颖铁路轨道的各缓冲子组件以及所包括的各轨道隔铁组合构件额外有利地实现一种护轨功能。

图1是现有踏面支承式铁路轨道辙叉组件和通过此组件的一压覆在上面的有轨车车轮的一部分的立面视图；

图2是在图1直线2-2处所取的剖视图；

图3是现有轮缘支承式铁路轨道辙叉组件和通过此组件的一压覆在上面的有轨车车轮的一部分的立面视图；

图4是在图3直线4-4处所取的剖面视图；

图5是本发明铁路轨道交叉点一项优先实施例的平面示意图，此实施例用于一成直角的铁路交会交叉点应用场合；

图6是本发明的铁路轨道交叉点另一优选实施例的平面示意图，此实施例用于一铁路会让交叉点应用场合；

图7是在图6直线7-7处所取的剖面视图；

图8是有利地用于图5和6的轨道交叉点中的缓冲子组件的一优选形式的平面视图；

图9和10是分别在图8直线9-9和10-10处所取的剖面视图；

图11是图8到10的缓冲子组件的缓冲杆件的立面视图；

图12是可以用于图5和6的轨道交叉的缓冲子组件另一形式的平面视图；

图13和14是分别在图12直线13-13和14-14处所取的剖面视图；

图15和16是分别在图12直线15-15和16-16处所取的立面视图；

图17是示于图12到16的缓冲子组件的缓冲杆件的放大剖面视图；

图18是类似于图10的剖面视图，但表明护轨结构的另外一种形式以及缓冲杆和护轨支座的另外一种配置。

在图1和2中，示意性地表明一铁路有轨车车轮10的位置关系，此车轮正在通过一般包括在或是一通常的铁路轨道交会交叉点(crossingintersection)或是一通常的铁路轨道会让交叉点(turnout intersection)之中的一现有踏面支承式辙叉子组件12的一部分。有轨车车轮10的踏面表面14通常滚动在轨道路轨18(或者路轨19，如果沿交叉点方向通过)头部的冠状顶部表面16上，只当车轮10通过设置在辙叉组件12上的间隙20时例外，以避免路轨18与车轮轮缘22之间的机械干涉，否则当有轨车沿着一交叉点方向通过辙叉组件12时这种干涉就会发生。在适用于通常踏面支承式辙叉组件的美国铁路工程协会(AREA)标准中，一至少大致一英寸的名义间隙A存在于有轨车车轮10轮缘22与辙叉隔铁件26的上部表面24之间(见图2)。如先前所指出的，经过交叉点轮缘槽间隙20的众多有轨车车轮10的车轮踏面表面14在冠状路轨头部区域B和C处(图1)重复施加在路轨18上的巨大冲击载荷会导致路轨甚至经过的车轮的重大损伤。一基底板件28和一螺栓固定另件29也示于图2。

用于铁路运输业以消除以上提及的路轨头部损伤的一种具有代表性的现有轮缘支承式铁路道交叉点辙叉子组件示意性地表明在图纸(图3和4)之中并以编号30作为参照。图3和4所示辙叉组件和有轨车车轮两部件大体上相同于图1和2的相应两部件，只是辙叉隔铁件34的最上部表面32例外。此隔铁件上部表面是一双向倾斜表面，经机械加工与隔铁件34形成一体，方式是，其较短的隆起顶点出现在路轨间隙20区域处，而且发挥作用把压叠而过的各有轨车车轮抬高一个距离D，此距离大致等于结合图纸中图1和2所说明的辙叉组件隔铁件26的间隙距离A。结果，双向倾斜的隔铁件上部表面32成为一个在轮缘槽间隙20区域之内的轮缘支承式支承表面；车轮10在踏面支承式或轮缘支承式之间的过渡主要出现在靠近路轨头部区域B和C的轮缘槽间隙的两侧。表面32的斜度部分地由辙叉子组件30的整个平面形状长度确定，而在某些应用场合，具有的斜度在每一辙叉子组件运行方向上所处的大体范围是从每2英尺运行长度1英寸到每6英尺运行长度1英寸。另外，应当提到，在辙叉子组件30的隔铁件34需要更换的情况下，包括卸下螺栓和分开各路轨18与隔铁件34等所需维修作业是很费时的，还要中断交通。

图5和6示意性地表明分别用于一种铁路轨道交会交叉点场合100和一种铁路轨道会让交叉点场合200的本发明的一项优选实施例。

参看图5，铁路轨道直角交会交叉点100包括一内部交叉点子组件102、成对的干线路轨104和106、以及在功能上与路轨104和106以及与交叉点子组件102协同工作的成对的缓冲子组件108和110。子组件102一般包括四个不同的铸锰钢辙叉子组件构件112，并可以另外包括各轨道纵向隔铁组合构件(section element)114，这些构件在各辙叉构件的平面形状上的尺寸或结构没有确定得彼此毗连地贴靠的情况下用以相互连接各钢制辙叉构件112。重要的是指出，交叉点子组件102具有交叉的有轨车车轮轮缘槽116和118，各自具有一轮缘支承式轮缘支承表面120(见图7)，支承表面120遍及交叉点子组件102的平面形状范围(planform extent)具有均匀的高度。如果予以设置，轮缘槽116和118主要是由包含在协同工作的各辙叉构件112和隔铁组合构件114之中的各贴靠的轮缘槽分段(segment)构成的。

参看图6，参照编号为200的铁路轨道会让交叉点包括单独一个内部交叉点辙叉构件子组件202、成对的轨道干线路轨204和206、成对的会让路轨208和210、在功能上与交叉点内侧干线和会让路轨206和208以及与辙叉构件子组件202协同工作的各缓冲子组件212、以及各轨道外侧护挡(guard)213，各自包括一对由标示为216的中间轨道纵向隔铁区段子组件(section subassembly)分隔开但与之接合的缓冲子组件214。重要的是指出，交叉点辙叉构件子组件202具有交叉的有轨车车轮轮缘槽218和220，它们各自具有一轮缘支承式轮缘支承表面222(见图7)，后者遍及交叉点辙叉构件子组件202的平面形状范围具有均匀的高度。另外，各轨道护挡子组件213在其中间隔铁区段216上同样地各自具有一遍及一段延伸长度的具有均匀高度的轮缘支承式轮缘支承表面，所述长度对应于并对置于有轨车车轮轮缘槽218和220的平面形状延伸范围。

图纸中提供了图7的剖面视图以便更为清楚地表明设置在辙叉构件子组件202的每一交叉点轮缘槽218和220之中的轮缘支承式轮缘支承表面222延伸范围。应当指出，支承表面相对于子组件基座具有恒定的高度且相对于子组件路轨头部车轮踏面支承表面具有恒定的深度，二者都遍及子组件202的延伸或平面形状范围。

图8到11主要涉及一缓冲子组件实施例300，用作包含在或是交会交叉点100或是会让交叉点200之中的缓冲子组件都可能是可取的，而图12到17涉及另一缓冲子组件实施例400，适合于同样的一些发明应用场合并也具有同样的缓冲杆倾斜表面特征。

参看图8，缓冲子组件300，安装在刚性基座板件302上靠近路轨区段304，包括一系列间隔开来的提升板306，各自通常端焊于一基座板件302；一系列铸造撑杆308，各自焊接和用螺栓连接于一提升板306；一护轨区段310，支承在提升板306上；以及一立面带锥度的缓冲杆件312，同样由各提升板306支承。一系列螺栓和螺帽固紧件314牢固地把缓冲杆件312和护轨区段310连接于各铸造撑杆308，而一中间顺随界面间隔件(compliantinterface spacer)316在每一固紧件位置处设置在构件310与312之间。各顺随界面间隔件316最好是由用埋置的或是玻璃或是碳纤维加强的一种热固性聚酰亚胺树脂族系模制而成。间隔件316也可以由诸如球墨铸铁或钢等不同材料制成。

图9和10是分别在图8直线99和10-10处所取的剖面视图，并表明车轮轮缘对轮缘支承表面高度关系的范围，这些关系一般是当一有轨车车轮10在一诸如104、106或206、208等在子组件300一端处贴靠的一路轨与或是交叉点子组件100或是200的一辙叉子组件构件之间滚动在缓冲子组件300上面时形成的。为了使施加在各轨道缓冲子组件上的冲击载荷最小，发现有必要把带锥度缓冲杆件312的倾斜轮缘支承表面318的斜度限定在每20直线运行英尺至少大致1英寸高度变化但不大于每10运行英尺1英寸高度变化的范围之内，而最好是比较接近每20英尺1英寸的斜度值。另外，倾斜的轮缘支承表面318应当具有至少大致1英寸的总抬高，特别是对于涉及按照AREA标准建造的铁路轨道的各种应用场合。

图11表明带锥度的缓冲杆件312的立面结构并比较清楚地但夸大地显示出所包括的该杆件倾斜的轮缘支承表面318。此外，图11还表明设置在缓冲杆件312上用于与子组件300的各螺栓固紧件314协同工作的各细长螺栓孔眼320。这种细长螺栓孔眼配置在随后进行子组件高度调节以补偿轮缘支承表面磨损时便于在几个底面支承区域处在杆件312底面与各提升板306之间安装垫片。这种填加垫片的操作可以在不必拆卸协同工作的路轨而予以完成。

在图纸中参照编号为400的另一缓冲子组件实施例示于图12的平面图之中和分别在图12直线13-13和14-14处所取的剖视图13和14之中。图15和16是分别在图12直线15-15和16-16处所取的相应局部纵向立面视图。

参看图12，缓冲子组件400，包括靠近路轨区段404的各刚性基座板件402；一系列间隔开来的焊装支柱406a到406n，各自具有一不同的总高度并通过端焊固接于一相应的基座板件402；以及一缓冲杆408，由各焊装支柱支承并由协同工作的、可以或是螺栓和螺帽式固紧件或是弹性夹板式固紧件固定就位。各个焊接支柱406的高度选定和调整得以致它们的与缓冲杆件408的底面协同工作的支承板件部分409给予杆件408一个斜度，该斜度在上述的用于缓冲子组件300的轮缘支承表面318的每20运行英尺1英寸到每10运行英尺1英寸的斜度范围之内。

优选的缓冲杆件408横截面形状比较清楚地示于图17。缓冲杆件408，一般由适当尺寸的棒料经机械加工而成，形成有一表面412，当装设在安装好的各焊装支柱406a到406n上时起到一倾斜的轮缘支承式轮缘支承表面的作用。这种杆件也配有一整体式护缘414，以一传统护轨的方式发挥作用。整体式凸缘414的伸出部分部分地在杆件408上的形成一凹槽，各固紧件410的头部位于其中，以致不会干扰缓冲杆件防护功能。

在以上关于铁路轨道交叉点100的一般讨论中，提出可能需要在组装成的交叉点中设置各轨道纵向隔铁组合构件(filler section)114，以确保轮缘支承式轮缘槽116和118各轮缘支承表面的连续性。一般，而且如果予以设置，这些隔铁组合构件将具有类似于示于图10和14的横截面之一的结构和横截面。在一种情况下，所包括的缓冲杆件将不以缓冲杆件312的方式带有锥度，而是将代之以具有一不变高度的轮缘支承表面，此高度对应于辙叉构件子组件112的均匀深度轮缘槽的高度。在图14横截面的情况下，轨道纵向隔铁组合构件将具有全都具有同一高度的焊装支柱406。

在轨道交叉点200和各外侧轨道护挡213方面，所包括的各纵向轨道隔铁组合构件，沿纵向与辙叉构件子组件共同延伸，可以具有一横截面，对应于或是图10或是图14的横截面，所包括的缓中杆件或是不带锥度并因而不同于缓冲杆件312，或是各子组件焊装支柱具有均匀高度。

在图18中，示意性地提供了图8到图10轨道交叉点结构的一种有利的改进细节。基本上，护轨311，具有一矩形横截面形状，代替了传统形状的护轨构件310并直接由基座板件302支承而无中介的提升板306。另外，图18表明一垫片构件307，装设在缓冲杆件312与基座板件302中间以补偿先前缓冲杆件顶部表面的过度磨损。图18的配置提供了附加的优点，即护轨311可以取下、倒置，再返回其位置；或者也可以取下、在长度上掉转，再返回其位置；或者二者兼备；以便弥补由于先前与通过交叉的各有轨车车轮轮缘侧面重复摩擦接触而造成的先前过度护轨磨损。另外，缓冲杆件312可以倒置或有时两端的位置掉转过来并重新装设以补偿在缓冲杆件上部轮缘支承表面上经受的过度磨损。

在实施于此披露的铁路轨道交叉点发明时，关于各种特定结构部件的形状、相对尺寸和材料都可能作出各种各样的变更而不偏离以下各项权利要求的本意或精神。

Claims

1．一种与一对铁路轨道路轨协同工作并具有交叉的路轨调准装置的铁路轨道交叉点，包括

一轮缘支承式辙叉子组件，具有交叉的各有轨车车轮轮缘槽，各自具有一个遍及辙叉子组件平面形状的均匀高度的轮缘槽车轮轮缘支承表面；

一基座板件装置，相对于所述轮缘支承式辙叉组件具有一固定位置；

一轨道交叉点路轨，在一固定位置处固定于所述基座板件装置并与所述轮缘支承式辙叉子组件成邻接关系；

一缓冲子组件，与所述轮缘支承式辙叉子组件成邻接关系地固定于所述基座板件装置，设置得平行于所述轨道交叉点路轨，并具有一调准得平行于所述轨道交叉点路轨的倾斜的有轨车车轮轮缘支承表面，

所述缓冲子组件完全独立于所述轨道交叉点路轨地固定于所述基座板件装置，而所述缓冲子组件有轨车车轮轮缘支承表面邻接所述轮缘支承式辙叉子组件轮缘槽车轮轮缘支承表面，具有的斜度在从每20运行英尺1英寸抬高到每10运行英尺1英寸抬高的大致范围之内，并具有一大致1英寸的抬高。

2．按照权利要求1所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲子组件包括一缓冲杆件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；一护轨构件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；各可拆卸的撑持构件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；各间隔构件，使所述缓冲杆件与所述护轨构件隔开；以及各可拆卸的固紧装置，刚性地把所述缓冲杆、间隔件、护轨和撑持构件连接成为一整体结构，所述缓冲子组件有轨车车轮轮缘槽车轮轮缘支承表面是所述缓冲杆件的上部表面，并且在立面上位于所述护轨构件的上部表面下方。

3．按照权利要求2所述的铁路轨道交叉点，其中所述间隔构件互补于和顺随于所述缓冲杆件和所述护轨构件。

4．按照权利要求2所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲杆件遍及其延伸长度在立面上是带锥度的。

5．按照权利要求2所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲杆件直接支承在可拆卸的各垫片上，所述可拆卸的各垫片设置在所述缓冲杆件与所述基座板件装置的中间。

6．按照权利要求1所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲子组件包括一系列间隔开来的支柱构件，具有逐渐变化的不同高度并由所述基座板件装置予以支承并固牢于它；一缓冲杆件，可拆卸地由所述间隔开来的各支柱构件予以支承；以及可拆卸的固紧装置，刚性地把所述缓冲杆件和所述各支柱构件接合成为一整体结构，所述缓冲杆件具有一包括所述缓冲子组件有轨车车轮轮缘槽轮缘支承表面的上部表面部分。

7．按照权利要求6所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲子组件缓冲杆件设置有一护缘构件，所述护缘构件位于所述缓冲杆件第一表面部分的上方并由一容纳一部分所述可拆卸的固紧装置的一体式凹槽分隔开。

8．按照权利要求1所述的铁路轨道交叉点，装设在一轨道会让处，并进一步包括一对外侧轨道护档子组件，与交叉点外侧各路轨协同工作并各自具有一对协同工作地连接于一中间纵向轨道隔铁组合构件的所述缓冲子组件，所述轨道隔铁组合构件各自具有一遍及一与所述轮缘支承式辙叉子组件有轨车车轮轮缘槽的平面形状范围共同延伸的平面形状范围的均匀高度的有轨车车轮轮缘槽轮缘支承表面。

9．按照权利要求1所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲子组件包括一缓冲杆件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；一护轨构件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；可拆卸的各撑持构件，直接或间接地由所述基座板件装置予以支承；以及可拆卸的固紧装置，刚性地把所述缓冲杆、护轨和撑持构件连接成为一整体结构，所述缓冲子组件有轨车车轮轮缘槽车轮轮缘支承表面是所述缓冲杆件的上部表面并在立面上位于所述护轨构件的上部表面下方。

10．按照权利要求9所述的铁路轨道交叉点，其中所述护轨构件具有一矩形横截面形状。

11．按照权利要求9所述的铁路轨道交叉点，其中所述缓冲杆件直接地支承在可拆卸的各垫片上，所述可拆卸的各垫片设置在所述缓冲杆件与所述基座板件装置的中间。