CN1216078A - 在标准混凝土轨枕上钢轨的高弹性扣紧装置 - Google Patents

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Abstract

一种在整体道床上固定钢轨(12)的装置包括用于碎石道碴线路的标准混凝土轨枕(16)。钢轨(12)分别铺设在角导向板(30)之间,并且通过一个夹紧端子(34)紧压在混凝土轨枕(16)上。在轨脚(14)和标准混凝土轨枕(16)之间安装一层弹性中间板(52),角导向板(30)在远离钢轨(12)的一端有一个第一平面(24)和一个第二平面(28),其中第一平面(24)倾斜于垂直方向,并且紧贴在标准混凝土轨枕(16)的相对应形状的倾斜面(44)上,第二平面(28)基本上垂直,并且高出标准混凝土轨枕(16)的上表面。

Description

在标准混凝土轨枕上钢轨的高弹性扣紧装置
本发明涉及一种在碎石道床上以及在整体道床上高弹性固定钢轨的扣紧装置。
钢轨扣紧装置有两种分开的体系。一种是在碎石地基上固定轨枕或者粱，另一种是整体道床的上部建筑，也就是用于无碎石的上部建筑的钢轨扣紧。整体道床的上部建筑对提高轴载荷和运行速度的意义日益增大，对整体道床的上部建筑来说重要的是达到所要求的轨道缓冲值。
然而，用配备标准上部建筑的碎石道碴线路的轨道缓冲值对在新建路段上运行高速交通往往太小。碎石弹性性能允许有一个导致轨头下沉约0.6mm的轨道缓冲值。这个轨道缓冲值明显低于现今1.5mm的轨头下沉的要求。
在现有技术中所采用的弹性中间层，即弹簧静载刚度为c=50～70kN/mm的所谓“软”中间层的应用，改善轨道缓冲值仅使轨头下沉约1.0mm(相对于碎石道床)。
在EP 0 295 685中介绍了一种在整体道床上固定钢轨的装置，为了达到有一个好的轨道缓冲值，在轨脚与混凝土铁路轨枕之间安装一层弹性中间板，用以保持有足够的的缓冲值。在弹性中间板的上面有一个压力分布垫板，压力分布垫板以及弹性中间板的尺寸设计成从轨脚侧面突出去。在轨脚的两侧设有构成钢轨扣紧夹紧端子的支座的角导向板，夹紧端子采用一个轨枕螺栓压紧在轨脚上。角导向板之间形成一个钢轨槽，承受水平力，并且通过与混凝土轨枕接触的倾斜面把水平力传递给轨枕。角导向板有一个空腔式的空隙，超过轨脚宽度两侧而突出去的压力分布垫板和弹性中间板可插入这个空隙。在专利资料EP 0295 685中所介绍的混凝土轨枕是专门匹配于整体道床的应用，并且在固定范围内有一个很深的空槽，能完全接纳角导向板。
本发明的任务是，在采用标准元件和标准混凝土轨枕的情况下，设计一种能达到高的钢轨缓冲值的钢轨扣紧装置。
本任务通过权利要求1的特征得到了解决。
当采用几乎能完全放入混凝土轨枕的深槽内的角导向板时，虽然采用标准轨枕和有可能采用标准夹紧端子，在钢轨和混凝土轨枕之间不仅能放弹性中间板，而且也能放压力分布垫板和塑料中间层。
其余权利要求描述了优良的实施形式的特征。
由于角导向板有一个在安装时朝轨脚方向张开的容纳空间，所以弹性中间板可超出轨脚宽度露出其两侧，并且插入设在钢轨两侧的角导向板的容纳空间内。
不仅弹性中间板，而且压力分布垫板宜在沿标准混凝土轨枕的纵向方向比轨脚长出一段，因此，在轨脚的两侧超出其宽度突出去，并伸入角导向板的容纳空间内。由此，压力分布垫板把轨脚传给它的力分布在一个大的面积上，并通过弹性中间板均匀地传递给标准混凝土轨枕。这个实施形式的另一个优点是，当在钢轨上的扣紧装置预安装供货时，安装在组成固定点的两个角导向板之间的弹性中间板和压力分布垫板可不会丢失。
固定螺栓宜锚固在设在标准混凝土轨枕内的可更换的塑料暗销中。由此，一方面有可能使更换暗销所需要的维修工作迅速进行，另一方面允许使用各种不同的夹紧端子，并且混凝土轨枕可迅速地和可靠地装配与所采用的轨枕螺栓调准。
根据一个好的实施形式，角导向板的形状与固定轨脚的标准夹紧端子的应用相匹配，如同例如在DE 39 18 091中所说明的那样。因此可以使用最大可能数量的标准元件，并且现有轨道装置进行改装时可尽可能不更换夹紧端子。
最好是能使用各种不同的角导向板，这样的角导向板在安装位置上具有各种不同的沿标准混凝土轨枕纵方向的水平延伸段，由此，在两个角导向板之间形成的钢轨槽的位置是可以改变的，而且轨距可以在规定的范围内进行调整和校准。
固定螺栓的旋转轴宜与垂直方向倾斜成一个角度。由此，大大简化了在角导向板之间形成的轨道槽内铺设钢轨。
下面将以图1所示的实施例来说明本发明。
图1示用于固定钢轨12的成对称的装置10的半截面。钢轨12与第二根钢轨12共同组成铁路轨道。装置10用于在粱16上夹紧轨脚14，梁16的纵向延伸方向垂直于钢轨12纵向。
粱16最好是由混凝土做成的，例如是一种标准混凝土轨枕，如由德意志铁路股份公司采用符号DB标准混凝土轨枕B70 W60所使用的轨枕。至今在碎石上部建筑中使用这种标准混凝土轨枕，但是不用于整体道床上。
标准混凝土轨枕16，以下简称混凝土轨枕，在分别支承一对钢轨中的一根钢轨12的范围内有一个垂直于轨枕纵轴方向的凹槽18，这个凹槽是由一个支承平面20和一个弯角形凹槽22共同组成的。弯角形凹槽22沿钢轨12的纵向走向，并在轨枕的整个宽度或其一部分上延伸。弯角形凹槽22在远离钢轨12的一侧为倾斜面24。
其次，在支承平面20范围内为每个扣紧装置10在混凝土轨枕16中放一个塑料暗销(未表示出)，其纵轴26在安装位置上倾斜于垂直方向。在附图中所示的实施例中，与垂直方向成一个约5°的角。
在轨脚14的旁侧，角导向板30既支承在支承平面20上，也放进弯角形凹槽22内，并与钢轨另一侧的角导向板组成准确的钢轨槽。角导向板还附加用于传递水平力，并支承可预安装的钢轨扣紧装置。
角导向板30有一个对着轨脚14的导向面32，这个导向面在安装位置宜与轨脚14上的相对的一侧保持一个微小的距离。因此，轨头能以规定的钢轨缓冲值的形式所要求的那样下沉。在安装位置情况下，角导向板30的向着夹紧端子34的上表面与所采用的夹紧端子34的形式和功能相匹配。在本例中，角导向板有一个用于支承夹紧端子34后支承拱的导向槽36，一个用于轨枕螺栓40的通孔38和一个用于夹紧端子34内侧脚的导向槽42。在向着混凝土轨枕16安装位置的一边，角导向板30与混凝土轨枕16做成相对应的形状。角导向板30的倾斜面44做成与混凝土轨枕16的倾斜面24尽可能完全相贴靠的形状，以致于使产生的水平力尽可能均匀地传递给混凝土轨枕16。在混凝土轨枕的支承平面20的范围内构成一个把在拧紧夹紧端子34时产生的垂直力传递给混凝土轨枕用的支承单元46。
角导向板30在向着钢轨12的一面有一个在平行于钢轨纵轴的垂直截面中看为U形的断面，其两股由支承单元46组成。由此，一方面在混凝土轨枕的支承平面20和U形断面的横向走向的单元之间，另一方面在两个支承单元46之间出现一个空腔型的容纳空间48，这个容纳空间用于容纳将在下面介绍的设置在钢轨12底面50和支承平面20之间的元件。
在角导向板30远离钢轨12的一端有一个基本上为垂直的连接在倾斜面44上的外端面28，外端面28在凹槽18的外面高出混凝土轨枕的上表面29。
为了使在整体道床上以及在弹性性能仅允许0.6mm轨头下沉的碎石道床上能达到所要求的轨头下沉值，在混凝土轨枕的支承平面20上，也就是在钢轨12底面50和混凝土轨枕之间放进一层弹性中间板52。弹性中间板52是用弹性材料做成的，并且具有可适应于需求进行调节的弹簧静载刚度。
在弹性中间板52的上面平放一层平的、可简单地用轧制钢材做成的压力分布垫板54。压力分布垫板54和弹性中间板52沿混凝土轨枕的纵向有一个大于钢轨12在其底面50处的宽度的延长段。因此压力分布垫板54和弹性中间板52分别超出轨脚14的侧面。
弹性中间板50和压力分布垫板54伸入布置在钢轨两侧的角导向板30的空腔式的容纳空间48内，并且分别设有一个沿轨枕纵轴方向的长形孔。弹性中间板52和压力分布垫板54最好形锁合地紧贴在容纳空间48的沿轨枕纵向走向的纵向壁上。容纳空间48的净高大于弹性中间板52和压力分布垫板54的厚度总和，因此，当角导向板30下压在轨枕16上时，可基本上避免板52与板54的端部互相挤压。由夹紧端子34施加的力将经角导向板30基本上直接传递给混凝土轨枕16，由此，若对一个固定点的两个夹紧端子也许可能不一样紧固，则钢轨倾斜度也能保持所要求的精确度。
高弹性的中间板52允许钢轨有个必要的垂直下沉，并且可按达到钢轨所要求的缓冲值来选择。钢制的压力分布垫板54把作用在钢轨上的垂直力均匀分布在一个大的面积上。所以压力分布垫板54起到人工加宽轨脚的作用。
在压力分布垫板52和钢轨12底面50之间附加铺设一层塑料中间层56。
在用于在碎石道床上和整体道床上固定铁路钢轨的装置10上可以采用现有技术已熟悉的各种不同的夹紧端子34和轨枕螺栓40。在本实例中，钢轨采用在碎石上部建筑上常用的弹性夹紧端子SKL14固定。这里，夹紧端子34的两个自由弹簧臂58压在轨脚上。轨脚还附加被一个起防倾倒作用的中间环超出。拧紧锚固在可更换的塑料螺栓塞上的轨枕螺栓40沿垂直方向夹紧钢轨。在拧紧夹紧螺栓40之后，夹紧端子34的两个自由弹簧臂58在弹性的弹簧挠度约为13mm时对钢轨施加一个约为2×10kN的力。
扣紧装置可预安装在钢轨上供货。为此夹紧端子处在预装配位置，这个对图1所示的夹紧端子SKL 14的预装配位置在开始时提到的DE 3918 091中已图示过。轨枕螺栓40仅拧入塑料暗销少许几转，并且允许夹紧端子34对着图1所示的安装位置向左移动地进行预装配，也就是从以后铺设钢轨的位置移开。为此，夹紧端子34不再在角导向板30的导向槽36内。
一方面对夹紧端子34和角导向板30，另一方面也对弹性中间板52和压力分布垫板54，通过轨枕螺栓40在混凝土轨枕16的装配位置上进行定位。在铺设钢轨时，仅仅必须在钢轨12的底面50和压力分布垫板54之间放进塑料中间层56，在轨脚方向移动夹紧端子34，使自由弹簧臂58平放在轨脚14上，最后拧紧钢轨螺栓40。
在安装状态下，设在钢轨12两侧的角导向板30组成一个钢轨槽，并且通过倾斜面44和24的接触把水平力传递给混凝土轨枕16。此外，产生的水平力的一部分将通过与垂直方向倾斜成一个角的轨枕螺栓40的轴26传递给混凝土轨枕16。
扣紧装置10的铺设应使无需捣固工作可调节高度至5mm。其次，倘若需要的话，轨距可在+/-10mm之内调节，这里使用专门定型的角导向板30，导向板在钢轨12的两侧互相作用，使得能在混凝土轨枕16的纵方向移动钢轨槽。
因为弹性中间板52允许有以规定约1.5mm的轨头下沉表示的所要求的高钢轨缓冲值，所以所介绍的钢轨扣紧装置也适合于高速列车在新建路段上投入使用。因此采用本发明的扣紧装置可以在继续使用标准混凝土轨枕的情况下对现存的碎石道碴线路进行改建，由此这个也适合高速交通的投入使用。
此外，碎石道床的空隙可用混凝土、沥青或其它类似的材料浇注，因为本发明的钢轨扣紧装置无需碎石路基工程的帮助，其整个弹性性能能达到所要求的高缓冲值，所以无需更换扣紧装置能在整体道床上继续使用。

Claims (9)

1．一种在碎石道床上以及在整体道床上高弹性固定铁路钢轨(12)的扣紧装置，它包括：
-一种用于碎石道床的标准混凝土轨枕(16)；
-在标准混凝土轨枕(16)上的铁路钢轨的每一个固定点有两个安装在轨脚(14)两侧用于其侧面导向的角导向板(30)；
-每一个角导向板(30)有一个穿过该板的固定螺栓(40)，固定螺栓(40)把可夹紧的夹紧端子(34)挤压在轨脚(14)上，并且把轨脚(14)和角导向板(30)紧压在标准混凝土轨枕(16)上；
-至少有一层安放在轨脚(14)和标准混凝土轨枕(16)之间的弹性中间板(52)；
-角导向板(30)在远离钢轨(12)的一端有一个第一平面(24)和一个第二平面(28)，其中第一平面(24)在安装位置上倾斜于垂直方向，并且紧贴在标准混凝土轨枕(16)的相应形状的倾斜面(44)上，第二平面(28)为基本上垂直的，并且高出标准混凝土轨枕(16)的上表面。
2．如权利要求1所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：角导向板(30)有一个安装时朝轨脚(14)开着的容纳空间(48)。
3．如权利要求2所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：至少有一个弹性中间板(52)沿标准混凝土轨枕(16)纵向方向比轨脚(14)长，在两侧超出轨脚的宽度，并且伸入角导向板(30)的容纳空间(48)内。
4．如权利要求2所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：在轨脚(14)和标准混凝土轨枕(16)之间安放一层压力分布垫板(54)，它沿标准混凝土轨枕(16)纵向方向比轨脚长，在轨脚两侧超过其宽度，并且伸入角导向板(30)的容纳空间(48)内。
5．如上述权利要求中的任意一项所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：扣紧达到一个最小为1.5mm的钢轨缓冲值。
6．如上述权利要求中的任意一项所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：固定螺栓(40)锚固在设在标准混凝土轨枕(16)内的可更换的塑料暗销上。
7．如上述权利要求中的任意一项所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：角导向板(30)的形状与紧固轨脚(14)的标准夹紧端子(34)的应用相匹配。
8．如上述权利要求中的任意一项所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：可采用在安装位置上沿标准混凝土轨枕(16)纵向有一个不同的水平延长段的各种不同的角导向板(30)。
9．如上述权利要求中的任意一项所述的铁路钢轨(12)扣紧装置，其特征在于：固定螺栓(40)的旋转轴(26)与垂直方向倾斜成一个角。
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