CN201089872Y - 钢轨伸缩调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢轨伸缩调节器，所述钢轨伸缩调节器具有基本轨和设置在所述基本轨内侧的尖轨，所述尖轨与基本轨相配合的非工作边的外侧由两个圆曲线构成复合圆刨切曲面；所述钢轨伸缩调节器由扣件固定在轨枕或轨道板上；在所述基本轨的根端设有支撑所述基本轨与尖轨的双联轨撑，所述双联轨撑分别与位于基本轨跟端的、设置在两个相邻的所述轨枕或轨道板上的两个相邻的所述扣件的钢垫板相固定。本实用新型彻底消除了现有调节器存在的在轨温变化时需人工扶正、并紧固轨撑的问题，有效地减少了养护维修工作量，便于养护维修，具有高安全性、高平顺性、少维护的特点，特别适用于列车速度超过时速250公里的铁路客运专线。

Description

钢轨伸缩调节器

技术领域

本实用新型是关于一种钢轨伸缩调节器，尤其是一种具有较高的垂向和水平平顺度、使用寿命长、少维护，且特别适用于铁路客运专线的钢轨伸缩调节器。

背景技术

钢轨伸缩调节器(Expansion Joints)是重要的轨道部件之一，其功能是：不仅允许列车轮对可以安全、平顺地高速通过，而且用来协调长大桥梁因梁体温差引起的梁端伸缩位移和长钢轨的伸缩位移，以及使桥上无缝线路在运营过程中在此自动放散温度力，从而减小轨道及墩身所承受的无缝线路纵向力。

目前，钢轨伸缩调节器主要有如图1所示的三类结构。其中，图1中所示的第(1)类调节器钢轨轨头1大部分被刨切，并采用短轨11搭接。该结构由于轨头1被削弱，安全性和平顺性较差，属于技术落后的结构。图1中所示的第(2)类调节器尖轨10的非工作边采用直线刨切，也称折线型调节器，这种结构在基本轨101伸缩过程中，基本轨101将挤压或离开尖轨10，引起尖轨10横向位移，造成较大的轨距变化，也属于技术落后的结构。图1中所示的第(3)类调节器尖轨10’的非工作边采用曲线刨切，克服了前两类的缺陷，技术较先进，德国高速铁路(尖轨伸缩、基本轨固定)、日本新干线采用的调节器就属于该类。虽然日本新干线的调节器为尖轨固定、基本轨伸缩式结构，具有在运营过程中调节器的轨距保持不变的优点，但是由于其尖轨非工作边的刨切曲面由两个半径相等的反向弧面构成，该结构存在刨切曲面的长度较短导致轨距加宽较大、基本轨伸缩阻力大的缺陷。

图2是一种现有的钢轨伸缩调节器的平面布置，图3是沿图2中A-A线的剖视示意图，表示了钢轨伸缩调节器尖轨与基本轨的组装关系，图4是沿图2中B-B的剖视示意图，表示了钢轨伸缩调节器的尖轨、基本轨和加强轨的剖面结构。

图2、3、4所示的钢轨伸缩调节器采用了基本轨固定，尖轨伸缩的方式，有砟轨道在较大梁缝采用了加强轨，联结结构较复杂。且在现场施工时需采用加强结构，表现在：轨道内侧设置护轨，以及在枕端设置连接装置，使调节器范围的轨枕连成整体。目前德国铁路主要使用该结构钢轨伸缩调节器。

上述钢轨伸缩调节器由于采用了尖轨伸缩、基本轨固定的伸缩方式，因此必然带来在尖轨伸缩过程中轨距变化过大的后果，不能满足铁路线路的使用要求。例如：德铁调节器在伸缩动程830mm范围内，轨距静态变化为+15mm。

另外，目前公知的钢轨伸缩调节器中，在基本轨跟端采用的基本轨轨撑与其它基本轨轨撑相同，均为单个分开式，即每一个轨撑仅与一个轨枕相固定连接，请参见图5。该结构的基本轨跟端的基本轨轨撑在使用中养护工作量较大，费时又费力。当基本轨跟端未伸至该轨撑时，该轨撑螺栓处于松动状态，轨撑无法固定，而且需在气温发生变化时，如夏季时节基本轨跟端伸至该轨撑内之前，需人工扶正、并紧固该轨撑。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种钢轨伸缩调节器，该调节器采用尖轨固定，基本轨伸缩的结构，不但继承了现有调节器轨距保持不变、使用寿命长等的优点，而且能够满足列车高速运行的高安全性、高平顺性、少维护的要求。

为此，本实用新型的一种钢轨伸缩调节器，其中，所述钢轨伸缩调节器具有基本轨和设置在所述基本轨内侧的尖轨，所述尖轨与基本轨相配合的非工作边的外侧由两个圆曲线构成复合圆刨切曲面；所述钢轨伸缩调节器由扣件固定在轨枕或轨道板上；在所述基本轨的根端设有支撑所述基本轨与尖轨的双联轨撑，所述双联轨撑分别与位于基本轨跟端的、设置在两个相邻的所述轨枕或轨道板上的两个相邻的所述扣件的钢垫板相固定。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，形成所述尖轨非工作边前部的第一刨切曲面的第一半径大于靠近基本轨跟端部的形成所述尖轨非工作边的第二刨切曲面的第二半径，且所述第一半径与第二半径的中心均位于所述尖轨非工作边一侧，所述第一刨切曲面和第二刨切曲面光滑过渡。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述第一刨切曲面的长度占所述尖轨非工作边总刨切长度的70-80％，所述第二刨切曲面的长度占所述尖轨非工作边总刨切长度的20-30％。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述尖轨轨头高度降低的起点设置在轨头宽度小于或等于45mm的断面处。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述扣件为带缓冲结构的扣件，该扣件具有设置在钢轨下部的钢垫板，所述钢垫板上部设有一对隔开间隔设置的铁座，所述钢轨设置在该一对铁座之间，钢轨与铁座之间设有轨距调整片，所述钢垫板的底部设有弹性垫板；所述钢垫板和所述弹性垫板上设有相对应的贯通孔；且所述钢垫板和所述弹性垫板的贯通孔内设有复合定位套；一盖板盖合在所述钢垫板的贯通孔上；所述锚固螺栓穿过所述盖板、复合定位套与设置在轨枕或轨道板内的预埋套管相连接，固定所述钢垫板和弹性垫板。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述尖轨设置在所述基本轨内侧，所述尖轨的支撑面上设有尖轨轨撑，由轨撑螺栓将所述尖轨轨撑、尖轨与铁座和钢垫板相固定。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述基本轨的外侧设有基本轨轨撑，由轨撑螺栓将所述基本轨轨撑、基本轨与铁座和钢垫板相固定。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，所述基本轨双联轨撑呈L型，并具有多个连接所述双联轨撑的两边的加强筋板。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，设置在所述基本轨跟端的双联轨撑的前部、由基本轨与尖轨共同承受轮重区段的弹性垫板的刚度小于设置在所述钢轨伸缩调节器范围内的其它区段的弹性垫板的刚度。

如上所述的钢轨伸缩调节器，其中，在位于所述尖轨轨尖前部的基本轨上设有伸缩量标尺。

本实用新型与现有技术相比的特点和优点是：

1、本实用新型的尖轨轨头非工作边刨切曲面由两个圆心位于同侧的大半径复合圆曲线构成，刨切范围长，且尖轨轨顶降低值起点选在小于或等于45mm断面，有效地保证了调节器具有较高的垂向和水平平顺度。

2、所述钢轨伸缩调节器采用了带缓冲结构的扣件，即，在钢垫板与轨枕(或轨道板)之间设置了弹性垫板，同时钢垫板与轨枕(或轨道板)之间采用锚固螺栓与预埋套管配合紧固的方式连接，钢垫板与锚固螺栓之间设置复合定位套。该结构能够缓冲钢垫板对锚固螺栓的横向冲击，同时使得锚固螺栓紧固时对钢垫板不产生较大的压力，不仅延长了部件的使用寿命，而且有效地保证了弹性垫板弹性的发挥。

3、所述钢轨伸缩调节器的带缓冲结构的扣件采用了两种不同刚度的弹性垫板，其中，设置在基本轨跟端前部区段的弹性垫板的刚度小于所述钢轨伸缩调节器其它范围的弹性垫板的刚度，从而有效地保证了调节器全范围内轨道垂向刚度均匀，且与两侧区间线路垂向刚度一致。

4、本实用新型采用了基本轨双联轨撑，设置在基本轨跟端的两个钢垫板上，将基本跟端夹持在双联轨撑和尖轨之间，能够自动引导基本轨跟端的伸缩，彻底消除了现有调节器存在的在轨温变化时需人工扶正、并紧固轨撑的问题，有效地减少了养护维修工作量。

5、本实用新型的基本轨上设置了伸缩量标尺，能够随时观察基本轨的伸缩位移量，便于养护维修。

本实用新型的钢轨伸缩调节器能够达到高安全性、高平顺性、少维护的特点，特别适用于列车速度超过时速250公里的铁路客运专线。此外，本实用新型的钢轨伸缩调节器可用于铁路客运专线长枕埋入式无砟轨道或客运专线板式无砟轨道。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1是现有的钢轨伸缩调节器结构分类示意图；

图2是一种现有的钢轨伸缩调节器的平面布置；

图3是沿图2中A-A线的剖视示意图，表示了钢轨伸缩调节器尖轨与基本轨的组装关系；

图4是沿图2中B-B的剖视示意图，表示了钢轨伸缩调节器的尖轨、基本轨和加强轨的剖面结构；

图5是一种现有的钢轨伸缩调节器中基本轨跟端轨撑结构示意图；

图6是本实用新型的钢轨伸缩调节器的俯视示意图；

图7是本实用新型的钢轨伸缩调节器的尖轨与基本轨相配合的示意图；

图8A、图8B是本实用新型的钢轨伸缩调节器的尖轨示意图，其中，图8A是尖轨的主视示意图；图8B是尖轨的俯视示意图，表示了尖轨的非工作边刨切曲线；

图9是本实用新型的钢轨伸缩调节器的带缓冲结构的扣件结构示意图；

图10是本实用新型的钢轨伸缩调节器的基本轨双联轨撑结构示意图；

图11是本实用新型的钢轨伸缩调节器的基本轨双联轨撑使用状态结构示意图；

图12是本实用新型的钢轨伸缩调节器的带有伸缩量标尺的基本轨使用状态示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图6、图7、图8A、图8B所示，本实用新型提出的一种钢轨伸缩调节器2，具有基本轨20和设置在所述基本轨20内侧的尖轨21，所述尖轨21与基本轨相配合的非工作边的前端外侧由两个圆曲线R1、R2构成复合圆刨切曲面，所述复合刨切曲面包括第一刨切曲面211和第二刨切曲面212；所述钢轨伸缩调节器2由带缓冲结构的扣件22固定在轨枕(或轨道板)上；在所述基本轨20的跟端设有支撑所述基本轨20与尖轨21的双联轨撑23，所述双联轨撑23分别与设置在基本轨跟端两个相邻的所述轨枕(或轨道板)24上的扣件22的钢垫板221相固定。

其中，靠近所述尖轨21非工作边前端部、形成第一刨切曲面211的第一半径R1大于靠近基本轨20跟端部、形成所述尖轨21非工作边的第二刨切曲面212的第二半径R2，且所述第一半径R1与第二半径R2的中心均位于所述尖轨非工作边一侧。所述刨切曲面211与第二刨切曲面212光滑过渡。一个具体的实施例是，所述第一半径R1大于或等于300m，所述第二半径R2大于或等于100m。

优选所述第一刨切曲面211的长度大约占所述尖轨非工作边总刨切长度的70-80％，所述第二刨切曲面212的长度大约占所述尖轨非工作边总刨切长度的20-30％。

例如，在一个具体实施例中，所述尖轨非工作边刨切曲面的总长度为7900mm(比现有调节器的尖轨非工作边刨切长度增加了1100mm)，其中，第一刨切曲面211的长度为6044mm，第二刨切曲面212的长度为1856mm，构造轨距+3mm(比现有调节器的构造轨距减少了2.6mm)，轨头断面宽度为40mm处到尖轨尖端的长度为6044mm(比现有调节器的轨头断面宽度为40mm处到尖轨尖端的长度增长了1307mm)。各断面距尖轨尖端长度的增加，不仅提高了钢轨伸缩调节器2轨距线处的水平平顺度，而且减小了基本轨20的伸缩阻力，同时保证了基本轨20在伸缩过程中轨距保持不变。

为提高钢轨伸缩调节器的垂向平顺度，本实用新型的尖轨轨头高度降低的起点设置在轨头宽度小于或等于45mm的断面处。例如，在一个具体实施例中，尖轨轨头高度降低的起点设置在轨头宽度为40mm的断面处，在轨头宽度为35mm断面处的轨头高度降低值为0.5mm，尖轨尖端轨头高度的降低值为23mm。而现有的钢轨伸缩调节器尖轨降低值起点在轨头宽度为50mm的断面处，本实用新型将降低值起点提前到轨头宽度小于或等于45mm的断面处，有效地提高了调节器竖向平顺度。

请配合参见图9，所述带缓冲结构的扣件22具有设置在钢轨下部的钢垫板221，所述钢垫板221上部设有一对隔开间隔设置的铁座222，所述钢轨设置在该一对铁座222之间，钢轨与铁座222之间设有轨距调整片223，所述钢垫板221的底部设有弹性垫板224；所述钢垫板221和所述弹性垫板224上设有相对应的贯通孔；且所述钢垫板221和所述弹性垫板224的贯通孔内设有复合定位套226；一盖板227盖合在所述钢垫板221的贯通孔上，所述锚固螺栓225穿过所述盖板227、复合定位套226与设置在轨枕(或轨道板)24内的预埋套管2271连接，并将所述钢垫板221、弹性垫板224固定在所述轨枕(或轨道板)24上。

所述尖轨21设置在所述基本轨20内侧，所述尖轨21的支撑面上设有尖轨轨撑212，由轨撑螺栓2111将所述尖轨轨撑212、尖轨21与铁座222和钢垫板221相固定。所述基本轨20的外侧设有基本轨轨撑201，由轨撑螺栓2011将所述基本轨轨撑201、基本轨20与铁座222和钢垫板221相固定。

本实用新型的钢轨伸缩调节器，由于采用了上述带缓冲结构的扣件22，借助于钢垫板221与轨枕(或轨道板)24之间设弹性垫板224能够充分发挥弹性作用，满足了轨道的高弹性要求。由于钢垫板221下设置的弹性垫板224的刚度较小，如直接紧固则将出现两个问题，即：钢垫板221下弹性垫板224的弹性损失，以及锚固螺栓225将受较大的横向冲击。而本实用新型由于设置了复合定位套226，因此，锚固螺栓225紧固复合定位套226，不直接紧固钢垫板221，即使扭矩很大，对钢垫板221也不造成大的压力，不影响弹性垫板224的弹性性能。另外，锚固螺栓225与钢垫板221间设复合定位套226，可缓冲列车荷载通过钢垫板221对锚固螺栓225的横向冲击。所述复合定位套226起到缓冲、定位双重作用。

所述锚固螺栓225通过盖板227扣压钢垫板221，并在盖板227上设有弹性较好的橡胶垫圈，这样既不对钢垫板221产生较大压力也可以防止钢垫板221倾翻，克服了现有技术中列车轮载冲击可能引起钢轨垫板锚固不牢靠而影响行车安全的缺陷。

如图6所示，列车车轮高速通过钢轨伸缩调节器2时，车轮将从一股钢轨过渡到两股密贴的钢轨，再过渡到一股钢轨。如果调节器2范围采用一种刚度的弹性垫板，则在两股密贴的钢轨区段，垂向刚度将大于一股钢轨的垂向刚度(理论计算表明，刚度将增大2倍以上)，此时将造成列车运行时的垂向不平顺，影响列车的舒适度。因此，为使调节器2范围内整体竖向刚度均匀，并保持与区间扣件的竖向刚度一致，采用了两种不同刚度的弹性垫板，即，优选设置在所述基本轨20跟端的双联轨撑的前部、由基本轨20与尖轨21共同承受轮重区段的弹性垫板224的刚度小于设置在所述钢轨伸缩调节器范围内的其它区段的弹性垫板224的刚度。

例如，在基本轨20的跟端的双联轨撑的前部处，图6中C区域位置，也就是，尖轨21和基本轨20共同承受轮重竖向力区段，设置在所述钢垫板221下的弹性垫板224可采用4对低刚度弹性垫板，如静刚度为20kN/mm。对于双向钢轨伸缩调节器两端的基本轨的跟端的双联轨撑的前部分别采用4对低刚度弹性垫板，即采用8对低刚度弹性垫板。除此之外，在钢轨伸缩调节器范围内的其它区段，设置在钢垫板221下的弹性垫板224，如图6中D区域位置，主要由基本轨20或尖轨21单独承受轮重区段，采用相对稍大刚度的弹性垫板，如静刚度可为25kN/mm，通常对于单向钢轨伸缩调节器可采用20对，对于双向钢轨伸缩调节器可采用40对。

为在使用中便于识别，可在弹性垫板224的侧面打标记以示区别刚度。

如图10、11所示，优选所述基本轨双联轨撑23呈L型，并具有多个连接所述双联轨撑的两边的加强筋板231。

由于在基本轨20的跟端、设置在两个相邻的轨枕(或轨道板)24上的两个相邻的钢垫板上采用了基本轨双联轨撑23，彻底解决了上述现有钢轨伸缩调节器在基本轨跟端采用单个轨撑所存在的问题，不仅为在基本轨20热胀、冷缩时跟端的伸缩自动提供了导向，而且牢靠锁定，无需投入额外的养护工作量，符合对轨道少维护的设计要求。

为了能够随时观察基本轨20的伸缩位移量，便于养护维修。如图12所示，优选在位于所述尖轨23轨尖前部的基本轨20上设有伸缩量标尺202。

下面以一个具体实例说明所述伸缩量标尺202。为便于养护维修，基本轨在出厂时，在0伸缩量处喷涂带颜色警示的伸缩量标尺。所述标尺也可以为单独构成的标尺板，通过螺栓、焊接等公知的方式固定安装在所述基本轨上。

例如，伸缩量标尺颜色及数值意义可进行如下设定：

1)黑色刻度尺为正值，表示基本轨顺尖轨尖端方向移动，调节器变长，正常情况下发生在低温季节区间钢轨回缩的情形。蓝色刻度尺为负值，表示基本轨逆尖轨方向移动，调节器变短，正常情况下发生在高温季节区间钢轨伸长的情形。

2)底色为白色的区域，其范围为±250mm，为通常的调节器基本轨伸缩范围。养护维修按常规方法进行。

3)底色为黄色的区域，其范围为±(250～350)mm，为调节器基本轨较大的伸缩范围。养护部门应引起重视，及时查找基本轨较大伸缩位移的原因，并加大养护维修工作量。

4)底色为红色的区域，其范围超过±350mm，为调节器基本轨接近最大动程范围。养护部门应引起高度重视，及时查找基本轨较大伸缩位移的原因，并加大养护维修工作量及时排除不利因素(如扣件原因引起轨条较大的爬行量)。

本实用新型的钢轨伸缩调节器2，可适用于不同型式的无砟轨道。当采用长轨枕时，可应用于长枕埋入式无砟轨道，并可与双块式无砟轨道对接；当采用混凝土轨道板时，可应用于板式无砟轨道。

以上描述了可进行单向伸缩的钢轨伸缩调节器结构，当将上所述的钢轨伸缩调节器进行镜向设置时，则可构成一双向钢轨伸缩调节器。该双向钢轨伸缩调节器的长度是所述钢轨伸缩调节器2的两倍，且两端均为尖轨，尖轨固定，基本轨伸缩。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述钢轨伸缩调节器具有基本轨和设置在所述基本轨内侧的尖轨，所述尖轨与基本轨相配合的非工作边的外侧由两个圆曲线构成复合圆刨切曲面；所述钢轨伸缩调节器由扣件固定在轨枕或轨道板上；在所述基本轨的根端设有支撑所述基本轨与尖轨的双联轨撑，所述双联轨撑分别与位于基本轨跟端的、设置在两个相邻的所述轨枕或轨道板上的两个相邻的所述扣件的钢垫板相固定。

2.如权利要求1所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：形成所述尖轨非工作边前部的第一刨切曲面的第一半径大于靠近基本轨跟端部的形成所述尖轨非工作边的第二刨切曲面的第二半径，且所述第一半径与第二半径的中心均位于所述尖轨非工作边一侧，所述第一刨切曲面和第二刨切曲面光滑过渡。

3.如权利要求2所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述第一刨切曲面的长度占所述尖轨非工作边总刨切长度的70-80％，所述第二刨切曲面的长度占所述尖轨非工作边总刨切长度的20-30％。

4.如权利要求1所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述尖轨轨头高度降低的起点设置在轨头宽度小于或等于45mm的断面处。

5.如权利要求1所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述扣件为带缓冲结构的扣件，该扣件具有设置在钢轨下部的钢垫板，所述钢垫板上部设有一对隔开间隔设置的铁座，所述钢轨设置在该一对铁座之间，钢轨与铁座之间设有轨距调整片，所述钢垫板的底部设有弹性垫板；所述钢垫板和所述弹性垫板上设有相对应的贯通孔；且所述钢垫板和所述弹性垫板的贯通孔内设有复合定位套；一盖板盖合在所述钢垫板的贯通孔上；所述锚固螺栓穿过所述盖板、复合定位套与设置在轨枕或轨道板内的预埋套管相连接，固定所述钢垫板和弹性垫板。

6.如权利要求5所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述尖轨设置在所述基本轨内侧，所述尖轨的支撑面上设有尖轨轨撑，由轨撑螺栓将所述尖轨轨撑、尖轨与铁座和钢垫板相固定。

7.如权利要求5所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述基本轨的外侧设有基本轨轨撑，由轨撑螺栓将所述基本轨轨撑、基本轨与铁座和钢垫板相固定。

8.如权利要求1至7任一项所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：所述基本轨双联轨撑呈L型，并具有多个连接所述双联轨撑的两边的加强筋板。

9.如权利要求5至7任一项所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：设置在所述基本轨跟端的双联轨撑的前部、由基本轨与尖轨共同承受轮重区段的弹性垫板的刚度小于设置在所述钢轨伸缩调节器范围内的其它区段的弹性垫板的刚度。

10.如权利要求1所述的钢轨伸缩调节器，其特征在于：在位于所述尖轨轨尖前部的基本轨上设有伸缩量标尺。

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