CN1310775A - 火车或电车钢轨和钢轨固紧系统 - Google Patents

Abstract

一种火车或电车钢轨的固紧系统包括一个壳体(2)和一个在壳体内的弹性填充物用来夹持钢轨,该壳体有一形式为敞开沟槽的内轮廓可接纳钢轨,内轮廓被这样成形使它能够通过填充物(4)牢固地夹持钢轨的头部和基部区域及/或中间部。填充物上产生掐紧点能将钢轨保持在位。

Description

火车或电车钢轨和钢轨固紧系统

本发明涉及一种火车或电车钢轨的固紧系统，该系统包括钢轨和用来夹持火车或电车钢轨的壳体。

按照本发明一个方案提供的火车或电车钢轨的固紧系统具有壳体和在壳体内的弹性填充物以资用来夹持具有头部、腹部和基部区域的火车或电车钢轨，壳体的内轮廓可为接纳钢轨的敞开的槽形；其特征为，壳体在其上面的敞开侧和下面的基侧的内轮廓被这样成形使它能通过填充物分别将钢轨的头部和基部区域牢固地夹持着。

壳体在其基部和敞开侧之间的内轮廓最好收缩变窄形成卡口或掐紧点，在将钢轨插置到壳体内使钢轨保持在其内时钢轨的基部区域必须通过该卡口。

按照本发明第二方案提供的火车或电车钢轨的固紧系统具有壳体和在壳体内的弹性填充物以资用来夹持形状基本对称、头部和基部被一较宽的中间部连接的火车或电车钢轨；其特征为，壳体的内轮廓为可接纳钢轨的敞开的槽形，而壳体内轮廓在其上面的敞开侧和下面的基侧之间的中间部被这样成形使它通过填充物能将钢轨的中间部牢固地夹持着。

填充物可以是坚强而有弹性的材料如人造橡胶。填充物可粘结到壳体上及/或钢轨上，或者作为片材供应在将钢轨插入时将该片材强行塞入壳体内，或者可浇注、铸造或喷射到壳体和钢轨之间的空档内。

壳体的内轮廓在其长度方向可以是直的或孤形的以与要被夹持在壳体内的钢轨的给定的在纵向的直度或曲率匹配。

壳体的内轮廓(纵向)可预制以与要被夹持在壳体内的钢轨的给定的纵向直度或曲率匹配。这个预制可在壳体上施加弯曲力来完成，弯曲力可施加在壳体的内轮廓及/或外部上。

壳体的材料最好比在其内侧的人造橡胶坚硬，并且例如可用聚合物混凝土、钣金属、纤维增强的热固性树脂或纤维增强的热塑性塑料的片材或经过挤拉、挤压、模压或铸造而成。

钢轨本身可被用来给壳体提供所需的支承力或弯曲力。或者，单个的成形件如短钢轨。或制成钢轨轮廓的材料可被设在壳体的内侧及/或外侧以资提供所需的弯曲力及在安装时的对准。

最好壳体被敷设及/或固定在一个例如由混凝土或沥青制成的支承床或板块上。

火车或电车轨道具有两条钢轨和两个这样边靠边设置的壳体可被形成一个联合的板块构造。或者，两个壳体之间可用拉杆拉紧。

按照本发明的第三方案提供的火车或电车固紧系统包括至少一个具有弹性填充物的壳体，该壳体或每一壳体基本上是按照本发明的第一或第二方案形成的并且能利用填充物和壳体的组合牢固地将钢轨夹持在其内。

该钢轨的横截面可基本上是对称的，这样当钢轨的头部被磨损时可将钢轨从壳体内取出、倒转并重新放置在壳体内提供第二个头部供使用。轨道的两条钢轨也可互相交换。

按照本发明的第四方案提供的敷设火车或电车钢轨的方法是使用基本上按照本发明的第一方案或第二方案形成的壳体和弹性填充物使钢轨牢固地被夹持在其内，钢轨是由于填充物和壳体的组合被牢固地夹持在位的。

按照本发明的第五方案所提供的火车或电车轨道具有的纵向轮廓当在横截面上看时包括一个鼓起部，当被插置到基本上按照本发明的第一或第二方案形成的周围的固紧系统内时，所说鼓起部能起到掣子的作用使钢轨保持在位。

鼓起部可以设在钢轨的上、下区域的中间或者设在钢轨的下部及/或上部区域。这样能使钢轨容易更换，对系统其余的部分破坏最小。

钢轨的总体横截面可以基本上为长方形，并且从其头部到其基部可以不止一个鼓起部而可有两个或三个鼓起部，这样沿着钢轨的侧边就形成多个肋状体。采用这种外形便可有效地生产出一种无腹部及/或无足部的钢轨，从而钢轨可具有较大的侧边磨损容差和较不频繁的钢轨更换，同时可减少对腐蚀的感受性和钢轨内的应力。

这个没有腹部的比较简单的横截面能使整个钢轨的超声测试令人满意地进行而不是像现在那样只是测试钢轨的头部。这样便可避免检查的耽误，及时辩认是否有裂纹要造成没有计划到的耽误。

这样一种横截面还可减少对固有的或载荷产生的缺陷或制造缺陷如夹杂和裂纹的感受性。另外，较宽的头部能为车轮提供较大的支承面积，并且由于较宽，因此较为结实，没有腹部的横截面可使滑动膨胀接头变得更为坚强。

最后，众所周知噪声是由于火车在具有腹部的钢轨上通过时产生的，在采用所建议的横截面时预期没有腹部的钢轨将能显著地减少噪声的输出。

在所有情况下如果需要，壳体能在其基部区域分开以便插置到现有钢轨之下。

在进一步的发展中，至少一个形式为人造橡胶条的密封件可在没有填充物的区域插置到壳体和钢轨之间为的是使钢轨得到更多的支承。

为了更好理解本发明并示出本发明是如何实现的，现在结合附图举例说明。在图中：

图1为一火车或电车钢轨固紧系统的概略的剖视图；

图2为一与图1类似的视图，示出按照上述本发明第二方案的壳体及其填充物；

图3为壳体能用来接纳修改的带凸缘的钢轨的另一个轮廓的概略的剖视图；

图4、5、6为概略的剖视图示出供应并制造本系统的三种可能的方法；

图7为被接纳在图2的壳体内的钢轨的较优轮廓的概略的剖视图；

图8和9为与图2类似的视图，示出钢轨和壳体的另外两个可能的轮廓。

图1举例示出火车钢轨1被夹持在壳体2内，而壳体被固定在混凝土床或板块3上。壳体2有一敞开槽形的内轮廓用来接纳钢轨1，而壳体的内轮廓在其上面的敞开侧和在其下面的基侧被这样成形使它通过弹性填充物4的中介可将钢轨1的头部1A和基部区域1B牢固地夹持着。

壳体2在其基部和其敞开侧之间的内轮廓被收缩变窄使弹性填充物的内轮廓在5形成一个掐紧点，在将钢轨1插置到壳体2内时，基部1B必须通过该掐紧点。这个收缩变窄意味着钢轨1必须有效地靠弹性挤入到壳体内方能实现按压作用/扣住的效果。为了更换或倒转而取出钢轨时需要克服类似的弹簧按压作用。如图1所示，钢轨1的形状基本对称，因此可倒转。

应该注意到有一壁2A低于另一壁2B使铁路车辆车轮的凸缘能够通过同时使钢轨的头部在两侧都得到支撑。

壳体的纵向轮廓被这样安排使它总是跟随要被敷设在其内的钢轨的纵向轮廓而变化，不管钢轨在水平的及/或垂直的平面上是直的还是弧形的。

壳体2所需纵向轮廓可用多种方法完成。例如含有填充层4的壳体2可用例如钢轨或木条的短段作为嵌入物设定到与最终钢轨的纵向轮廓相同的正确的弧线上(包括在有两条平行钢轨的情况下轨道的倾侧度)。嵌入物如虚假的钢轨段可用杆连接出来使这些嵌入物例如能被扭转来达到壳体所需的曲率，或者能被升高或降低来进行垂直的和水平的对准。

这样壳体2的材料便可被扭转，然后可在其周围浇注混凝土材料3并使它硬化，壳体使可保持其被形成的对准的轮廓。在壳体上可设有突出钩6来确保壳体与混凝土的连结并且使壳体2能在外边被与突出钩6接合的临时使用的提升夹钳(未示出)夹住而被移动到要装入混凝土内的位置上。为了增强壳体对周围混凝土及/或壳体对人造橡胶填充层的粘结，壳体表面上可制出粗糙的纹理。

另一种可能的方法是在外部将弯曲力施加在壳体上来得到所需的纵向轮廓和倾侧度，在那种情况下填充层4可在以后设置在壳体内侧。

本系统既适用于在现场用滑动方式制造，也适用于预先铸成的轨道板块，在后一种情况下例如为5米长的混凝土板块被预先制造出来并装入两个平行的壳体2，然后运到工地，在装好板块后将轨道插入。轨道也可在制造点插入到壳体内，如果合适的长度能被经济地运输的话。

在工地上，轨道可被焊接在一起，道钉或其他连接件可被用来准确地连接预铸的板块并且在板块内可制出灌浆孔或灌浆“袖套管”以便在安装及/或操作时提供垂直对准的调节。

为了将现在铺有道碴的铁路轨道更换成板块轨道，可将现有的例如深为600mm的道碴去掉其顶部的300mm，这部分道碴可重复利用，甚至混凝土轨枕也可被压碎以资为板块轨道提供混凝土或者形成一个稳定的路床，这样上述板块轨道就可敷设在压碎混凝土的顶部上。

图1中在钢轨腹部两侧的区域7可以是实体钢轨的一部分，也可以用橡胶或另外的聚合物材料填充，但这填充物能够而并非必需粘结到钢轨及/或壳体上。

应该认识到，采用本系统，钢轨在实质上是挤压到壳体内的并依靠弹性就位，其时提供给钢轨的弹性不仅将头部1A夹持，而且还保持到钢轨的基部1B，有一恒定而平坦的基部区域面积被壳体本身弹性地支承着。人造橡胶层的厚度能被控制使所有位置上都能得到正确的弹性同时又能使弹性材料的费用为最小。轨道的壳体2可对轨道间的错误的电连接形成障碍，而相当粗糙的表面和可靠的机械互锁又可确保混凝土/壳体的粘结和壳体/人造橡胶层的粘结良好。

图2示出壳体2和填充层的轮廓的一种变化，该轮廓用来接纳如图7所示形状的可倒转的钢轨，该钢轨具有完全相同的头部和基部区域1A,1B，由一个中间的鼓起部将它们连接在一起，因此壳体和填充层在壳体的敞开端和下面基侧的中间的各自的部分2A和4A也相应地鼓起或张开。

因此图7中的钢轨必须被按压才能到位，中间鼓起部1C必须克服壳体在其敞开端进口处的约束才能进入到壳体内。

图2中示出的实际的钢轨具有与图1所示钢轨相同的形式，因此可以说明钢轨的两种不同轮廓(图2和图7)都能被壳体和填充层的这个特定的轮廓接纳，钢轨可牢固地被夹持在位。

图3示出壳体和其弹性体填充层的不同形式，其形状完全与带凸缘的钢轨适应，凸缘和腹部在图中分别用1B和1C示出。由于壳体及其聚合物能沿着钢轨凸缘1B的整个下侧提供适当的支承和弹性，因此凸缘可不需像通常那样宽，通常需要那样宽是因为传统的铁路钢轨只是支承在枕木上。

图4概略地示出本系统如何预制并发送到工地准备敷设。在本例中，壳体2是连同其已经包裹在钢轨1上的填充层4一起发送的。

图5示出的钢轨1具有已经粘结在其上的填充层。在本例中，壳体2已被浇铸在其混凝土的基础或板块内，钢轨及其填充覆盖层将被强制压入到预先对准的壳体内。

图6示出填充层4可在初始就被粘结在壳体2的内轮廓上，然后一起发送到工地以备随后将钢轨插入。

返回到图7，这里示出的钢轨的轮廓也可被用作图4、5或6所示的变化中壳体上的轮廓。

实际上，壳体2可用下列两法固定到混凝土内，或是如前所述先把壳体预先对准好，然后将混凝土浇注在壳体周围，或者混凝土可先浇注接着边振动边将壳体放置到其内。

填充层4可被浇注或用其他方法涂覆并粘结在壳体及/或钢轨上，或者例如可用橡胶片的形式使它能骑跨在壳体的敞口侧并在插入钢轨时将它强制压入到壳体内。

图8和9示出的钢轨的轮廓是从图7所示的钢轨的横截面发展而来的。

应该注意到图8所示的较为矮胖的钢轨形式和图9所示的钢轨形式都具有在其两个侧边上加肋的外形，在肋间可配装一个或多个成型的弹性体垫片或密封件8，借以进一步支撑钢轨。

在这种情况下装配的方法可按照下列步骤进行：提供壳体2，将弹性体的基部填充层4降落到壳体2的基部内，降落/强制压迫钢轨1使它搁置到填充层4上，然后插入密封件，首先在钢轨的一侧插入一个成型密封件8，然后向该侧拉动钢轨使它压迫该密封件以便留下空间插入第二个密封件8，最后松开钢轨，它就可达到所需的位置。

本系统的好处是：容易安装、容易更换、没有松动的配件，从而与传统的铁路轨道相比，只需很少的检查。它具有较高的性能，不仅能稳定地夹持钢轨的头部，而且能保持上、下的垂直弹性和侧向弹性、减少噪声并提高安全性。在发生脱轨、正常检查、维护或故障时，它能自动复轨，从而可减少对交通的延误。

可倒转的钢轨的好处是，费用、时间和材料都可节省。

就弹性体填充层4而言，其厚度能被控制使所有位置都能得到正确的垂直的和侧向的弹性同时将材料费用保持为最小。壳体2可在多方面起到保护人造橡胶填充层4的作用，在装运和搬动时可防止对人造橡胶的磕碰，在需要对准钢轨而用力时可防止外力直接作用在人造橡胶上，在平时则可构成一道对高碱混凝土的屏障。

整个系统的各种形式也可用于电车轨道上。

Claims (15)

1．一种火车或电车轨道的固紧系统，具有一个壳体(2)和一个在壳体(2)内的弹性的填充物(4)，用来夹持火车或电车钢轨(1)，该钢轨有一个头部(1A)、一个腹部(1C)和一个基部区域，而该壳体具有一个形式为敞开沟槽的内轮廓可接纳钢轨，其特征为，壳体(2)在其上面的敞开侧和在其下面的基侧的内轮廓被这样成形使它们能通过填充物(4)分别牢固地夹持钢轨(1)的头部和基部区域(1A,1B)。

2．按权利要求1的系统，其特征为，壳体(2)在其基侧和敞开侧之间的内轮廓被收缩变窄，形成一个卡口或掐紧点，在将钢轨插置到壳体内使钢轨保持在其内时钢轨(1)的基部区域(1B)必须通过该卡口。

3．一种火车或电车轨道的固紧系统，具有一个壳体(2)和一个在壳体(2)内的弹性的填充物，用来夹持火车或电车钢轨(1)，该钢轨为基本对称的形式，头部和基部被一较宽的中间部(1C)连接在一起，其特征为，壳体(2)具有一个形式为敞开槽的内轮廓可接纳钢轨(1)，而壳体内轮廓在其上面的敞开侧和下面的基侧之间的中间部被这样成形使它通过填充物(4)能够牢固地夹持钢轨的中间部(1C)。

4．按权利要求1、2或3的系统，其特征为，填充物(4)为人造橡胶。

5．按以上权利要求中任一项的系统，其特征为，填充物(4)被粘结到壳体(2)及/或钢轨(1)上。

6．按权利要求1到4中任一项的系统，其特征为，填充物(4)为片材。

7．按以上权利要求中任一项的系统，其特征为，壳体(2)内轮廓被预先制成使与要被保持在其内的钢轨(1)的给定的纵向直度或曲率匹配。

8．按以上权利要求中任一项的系统，其特征为，壳体的材料比填充物(4)坚硬，壳体是由片材经过挤拉、挤压、模压或铸造而成。

9．一种火车或电车钢轨的固紧系统包括至少一个壳体(2)和弹性填充物(4)，该壳体或每一个壳体都是按照以上权利要求中任一项制成的并各有一条钢轨(1)被填充物(4)和壳体的组合牢固地夹持在其内。

10．按权利要求9的系统，其特征为，钢轨的横截面基本对称。

11．一种利用以上权利要求中的任一项的壳体(2)和弹性填充物(4)使钢轨(1)牢固地保持在其内的敷设火车或电车钢轨(1)的方法，钢轨被填充物和壳体的组合牢固地夹持在位。

12．按权利要求11的方法还包括将至少一个弹性体的成型的密封件(8)插置到钢轨(1)和壳体(2)之间的一个没有填充物(4)的区域内。

13．一种火车或电车的钢轨，该钢轨的纵向轮廓当从横截面看去时包括一个鼓起部，当被插置到按照权利要求1-10中任一项形成的周围固紧系统内时所说鼓起部能起到掣子的作用使钢轨夹持在位。

14．按权利要求13的钢轨，其特征为，鼓起部在钢轨的上、下区域的中间或在钢轨的下面的及/或上面的区域内。

15．按权利要求13或14的钢轨，其横截面基本上为长方形。

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