CN200940244Y - 加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种在铁路上不锯切钢轨，也不插入短钢轨加固修复有伤钢轨焊接接头(1)的胶粘器材，它包括全断面臌包夹板(2)、玻璃纤维布胶层(3)、碳纤维布胶层(4)、常温快固胶(5)和螺栓(6)。使用时，按照有伤钢轨焊接接头的不同类型和轻、重伤及断裂，分别选用不设加劲肋、设双筋加劲肋和加厚、设单筋加劲肋三种剖面的全断面臌包夹板(2)，在其腰上，远离长度中心线至少180cm钻4个螺栓孔，用4尾螺栓组装胶粘，使其构成一个整体，共同承受列车荷载和温度力。实现预防性加固、补强性修复，克服现有技术所采用的“外科手术”似处理修复的缺点，达到延长钢轨使用寿命，节约材料、工时费用，保证铁路行车安全。

Description

加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材

技术领域

本实用新型提供一种在铁路上不锯切钢轨，也不插入短钢轨情况下，作预防性、补强性加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，达到延长其使用寿命，节约材料、费用，保证行车安全。

背景技术

2001年中华人民共和国铁道部颁布的《铁路线路维修规则》第4.3.13条对采用现有技术处理修复有伤钢轨焊接接头作如下规定：一、探伤捡查发现钢轨或焊缝有重伤时，不待断裂，则切除重伤部位60mm，实施原位焊复；二、当发现钢轨焊接接头已折断，则先采取紧急处理，在断缝处安装普通臌包夹板后，列车限速运行；其后采取临时处理，在伤损处切除钢轨长6m，在两锯口间插入长6m的同类型钢轨，轨端钻螺栓孔，上接头夹板后，列车按正常速度运行；最后采用永久处理，用不带螺栓孔的短钢轨将带螺栓孔的6m短钢轨换下，并焊接两个钢轨接头，至此按现有技术完成伤损钢轨焊接接头的修复。现有技术的两个实施方案：①原位焊复方案，实施此方案应具备两个关键性条件，一是有伤处恰在焊缝，二是重伤的分布范围小，尚未断裂，否则切除重伤部位的长度超过60mm，也就无法实施，即使实施此方案也必须以锯切钢轨为先决条件，何况它的实施条件受到很大限制；②紧急处理、临时处理、永久处理方案，实施此方案更应反复锯切钢轨、插入短轨，至气候条件许可时才进行永久性的焊接修复。现有技术的缺点：除无可避免要切除钢轨，大多数情况要插入短轨外，更主要的它是“外科手术”性质的处理和修复，由于它要锯切钢轨、插入短钢轨，最后重焊修复，工序繁复，而且现场焊接作业受到气候条件限制，有时来不及处理修复，钢轨已经折断，断缝拉大。现有技术所使用普通臌包夹板安装时在有伤焊接接头处要钻6个螺栓孔，其中中央2个螺栓孔恰在焊接接头的热影响区，钢轨焊接接头在热影响区有热应力存在，螺栓孔又削弱了钢轨截面，在运营过程中中央两螺栓孔就有可能产生横向裂纹而导致钢轨头部揭盖，这对行车安全造成严重威胁，因而尽管现有铁路技术规范对有伤钢轨及焊接接头的处理修复已有规定，但每年国内外铁路干线上仍然有相当数量的钢轨焊接接头发生折断，有时甚至酿成重大行车事故。采用本实用新型所提供的器材加固修复有伤钢轨焊接接头，能够克服现有技术所存在的缺点，保证铁路行车安全。

实用新型内容

为解决上述术技问题，本实用新型除有伤钢轨焊接接头本体外，还由全断面臌包夹板、玻璃纤维布胶层、碳纤维布胶层、常温快固胶和螺栓组成，与有伤钢轨焊接接头组装胶粘构成一个整体，共同承受列车荷载和温度力，达到预防性、补强性的加固修复。

作为本实用新型的一种改进，设计一种全断面臌包夹板，它与背景技术中介绍的现有技术所采用的普通臌包夹板相比，不仅竖向和横向刚度增大不小于14％和16％，更重要的是它的断面形状和几何尺寸作了改进，普通臌包夹板的腰部侧面设计成凹槽，不可能在其侧面涂抹胶粘剂，胶粘玻璃纤维布胶层，则紧固锁定钢轨完全靠螺栓提供的紧固力，其抗剪力很小，本实用新型提供的全断面臌包夹板，其侧面的几何尺寸与有伤钢轨焊接接头的颚、腰和上底面的几何尺寸相似，能紧密贴合胶粘，增大与钢轨的胶粘面积，紧固锁定全断面臌包夹板与有伤钢轨焊接接头不依赖螺栓，而是依靠夹板与钢轨之间的胶层提供的抗剪力，螺栓仅是在组装胶粘有玻璃纤维布胶层的全断面臌包夹板与有碳纤维布胶层的有伤钢轨焊接接头时起定位作用，所以使用本实用新型仅使用4尾螺栓组装胶粘，因而不再在焊接接头的热影响区范围钻螺栓孔，紧固螺栓，防止钢轨中央螺栓孔产生横向裂纹。

作为本实用新型的另一种改进，在全断面臌包夹板上预胶粘玻璃纤维布胶层，它能提供每Cm²不小于2.5kN的抗剪力，在有伤钢轨焊接接头的侧面胶粘有碳纤维布胶层，，它与钢轨钢钢相比弹性模量增大不小于12％，拉力强度增大不小于2.8倍，再用常温快固胶将有玻璃纤维布胶层的全断面臌包夹板与有碳纤维布胶层的有伤钢轨焊接接头胶粘在一起，用螺栓定位紧固，当常温快固胶固化后，全断面臌包夹板、胶层与有伤钢轨焊接接头构成一个整体，其竖向刚度增大35.5％，横向刚度增大35.3％，因而列车通过时钢轨的挠度减小，相应弯曲应力减小35.5％，剪应力、轮轨接触应力也相应减小，从而提高有伤钢轨焊接接头的抗疲劳能力，又因有伤钢轨焊接接头的侧面胶粘有碳纤维布胶层，其韧性也增强，在低温下抵抗温度拉力的能力显著增大。因而本实用新型提供一种不设加劲肋的全断面臌包夹板，可广泛用于加固修复接触焊、气压焊轻伤焊接接头。

作为本实用新型的另一种改进，考虑到铝热焊钢轨焊接接头的强度和外形，经计算，设计一种设双筋加劲肋的全断面断臌包夹板，专门用于加固修复铝热焊轻伤焊接接头。

作为本实用新型的另一种改进，为使这种加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，.也能用于重伤、断裂的焊接接头，设计一种较不设加劲肋和设双筋加劲肋刚度更大的全断面臌包夹板，为此提供一种加厚的单筋加劲肋的全断面臌包夹板，专门用于加固修复接触焊、气压焊和铝热焊有重伤或断裂的焊接接头。加固修复已经断裂的钢轨焊接接头时，应先使用钢轨液压拉伸器张拉钢轨消除断缝后，再加以加固修复。

本实用新型的有益效果：2004年底铁道部运输局公布的数据，我国已有焊接钢轨无缝线路39880km，又据调查每年每300km无缝线路平均有轻、重伤和断裂焊接接头5个(不包含钢轨母材)，采用前已介绍的现有技术“原位重焊”的方案修复一个焊接接头的材料费、机械设备折旧费、封锁线路运输损失费和工时费为3500元，采用前已介绍的现有技术“紧急处理、临时处理和永久性处理”的方案修复一个有伤焊接接头的材料费、机械设备折旧费、封锁线路运输损失费和工时费为6500元，每5个有伤焊接接头其中1个采用“原位重焊”，4个采用“紧急处理、临时处理和永久性处理”的方法修复，则每年用现有技术处理、修复有伤钢轨焊接接头所花各项费用总计为3921533.33元。而采用本实用新型提供的器材加固修复每一接头所花材料费、机械设备折旧费、封锁线路运输损失费和工时费用为2900元，如果全国铁路每年有伤钢轨焊接接头都用本实用新型进行加固修复，则只需花费费用为1927533.33元，每年全国铁路可节约该项处理修复费用1994000元。该项实用新型所能产生社会效益更比经济效益突出，因为每天铁路上运行的列车装载着国家财产和全国东西南北的旅客，即使防止一次行车事故，其价值也无法用金钱来计算，少说也应以7位数来计算。应当认为本项实用新型除具有重要实用性外，还具有一定的经济效益和极为重要的社会效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施方式进一步说明：

图1是本实用新型提供的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材组装图。

图2是本实用新型提供的加固修复有伤钢轨焊接接头胶粘器材中的全断面臌包夹板立面图。

图3是本实用新型提供的加固修复有伤钢轨焊接接头胶粘器材中的全断面臌包夹板平面图。

图4是本实用新型提供的加固修复接触焊、气压焊轻伤焊接接头不设加劲肋的全断面臌包夹板，为图3所示全断面臌包夹板立面图沿A-A线的侧剖面图。

图5是本实用新型提供的加固修复铝热焊轻伤焊接接头设双筋加劲肋的全断面臌包夹板，为图3所示全断面臌包夹板立面图沿A-A线的侧剖面图。

图6是本实用新型提供的加固修复接触焊、气压焊和铝热焊重伤、断裂焊接接头加厚、设单筋加劲肋的全断面臌包夹板，为图3所示全断面臌包夹板立面图沿A-A线的侧剖面图。

具体实施方式

当探伤检查发现有伤钢轨焊接接头，在图1上如(1)，可采用本实用新型提供的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，实施以下加固修复技术方案：①按本实用新型提供的全断面臌包夹板设计图，如附图2、附图3、附图4、附图5和附图6所示，分别加工不设加劲肋、设双筋加劲肋和加厚、设单筋加劲肋的全断面臌包夹板，在图1上为(2)；②按照有伤钢轨焊接接头的不同类型和轻、重伤及断裂，分别选用不设加劲肋、设双筋加劲肋和加厚、设单筋加劲肋的全断面臌包夹板，并在工厂内预胶粘玻璃纤维布，则在全断面臌包夹板(2)的贴合面上有一层玻璃纤维布胶层，在图1上如(3)所示；③封锁区间线路，在有伤钢轨焊接接头处110Cm范围内的轨颚、轨腰和上底面作除锈处理，根据探伤检查记录，确定钢轨有伤位置和大小，用快固胶胶粘碳纤维布，则在有伤钢轨焊接接上有一层韧性极强的碳纤维布胶层，在图1上如(4)所示；④在有伤钢轨焊接接头(1)的轨颚、轨腰、上底面和全断面臌包夹板(2)的胶层面上涂抹常温快固胶，在图1上如(5)所示，再用4尾螺栓，在图1上如(6)所示，将有玻璃纤维布胶层(3)的全断面臌包夹板(2)与有碳纤维布胶层(4)的有伤钢轨焊接接头(1)组装在一起固定紧固，由于在现场使用的是常温快固胶，所以在常温条件下，只要过20-30min胶粘剂达到固化。如果有伤钢轨焊接接头(1)已经断裂，则先应使用钢轨液压拉伸器张拉钢轨，消除断缝后，再按③、④所述程序加固修复。对加固修复后的有伤钢轨焊接接头进行外观修整，并测定记录加固修复过程始末的钢轨温度、作业时间、胶粘剂固化时间，现场作业负责人检查验收后，可放行列车正常速度通过。

Claims (5)

1.一种加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，它包括有伤钢轨焊接接头本体(1)、全断面臌包夹板(2)、玻璃纤维布胶层(3)、碳纤维布胶层(4)、常温快固胶(5)和螺栓(6)，其特征在于：所述全断面臌包夹板(2)上预胶粘玻璃纤维布胶层(3)，有伤钢轨焊接头(1)上胶粘碳纤维布胶层(4)，采用常温快固胶(5)和螺栓(6)组成胶粘构成一个整体。

2.如权利要求1所述的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，其特征在于：全断面臌包夹板(2)加工侧面的几何尺寸与有伤钢轨焊接接头(1)的颚、腰和上底面的几何尺寸相似，能紧密胶粘贴合，组装定位仅用4尾螺栓，因此在其腰上，远离长度中心线至少180Cm仅钻4个螺栓孔。

3.如权利要求1所述的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，其特征在于：一种全断面臌包夹板(2)不设加劲肋用于加固修复接触焊、气压焊轻伤焊接接头。

4.如权利要求1所述的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，其特征在于：另一种全断面臌包夹板(2)设双筋加劲肋用于加固修复铝热轻伤焊接接头。

5.如权利要求1所述的加固修复有伤钢轨焊接接头的胶粘器材，其特征在于：又另一种全断面臌包夹板(2)加厚、设单筋加劲肋用于加固修复接触焊、气压焊和铝热重伤、断裂钢轨焊接接头。

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