CN201517188U - 用于轨道区段的支承结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于轨道区段的支承结构，包括多个分别具有一块水平垫板(10、66、110)的支点，以及布置在水平垫板与具有接触面(34)的轨下基础(118)之间的由弹性材料制成的中间层(24、72、112、134)，其中给中间层预加应力的紧固件(116)穿过该水平垫板且固定在轨下基础上，预先给定中间层(24、72、112、134)预应力的套筒状的嵌件(114、136)穿过所述水平垫板、中间层且支撑在轨下基础(118)上，该嵌件中间穿设所述紧固件，该紧固件支撑在所述嵌件的压力元件(120、140)上。本实用新型使得各支点具有相同的最大下沉量，并且能够保证预先给定中间层指定的预应力。

Description

用于轨道区段的支承结构

技术领域

本实用新型涉及一种横截面沿轨道方向发生变化的轨道区段的支承结构，尤其是道岔区域，该支承结构包括若干个有一块水平垫板的支撑点，比如可能带有滑床板或基板支架的肋型基板，以及水平垫板和附属件具有支承面的轨下基础之间由弹性材料制成的中间层，其中肋型基板可通过紧固件固定在轨下基础上，同时给中间层预加应力。

背景技术

为了保证轨道上部结构具有规定的弹性，同时减少噪声，将弹性中间垫片置于固定钢轨的肋型基板和轨下基础之间，同时这种工艺还应用于有碴轨道和无碴轨道中。所使用的弹性中间垫片可用具有弹性的蜂窝状弹性体，如PU(聚氨酯)泡沫制成，这种弹性刚性大致线性地依赖于水平垫板的接触面。沿轨道尤其在道岔区域延伸的支点，根据其处于道岔前端或末端的不同，具有不同的硬度值。

列车通过轨道时，使钢轨产生弯曲变形，该弯曲曲线基本上依赖于支撑车轮载荷的钢轨区段的阻力矩或者说惯性矩以及支点的弹簧刚度，而弹簧刚度又会受到中间垫片弹性的影响。肋型垫板的尺寸通常设计时，按车轮载荷在水平垫板不产生变形的情况下传递。

因此，从车轮载荷和下沉量的商数中获得的轨道弹簧刚度，在区间轨道有别于道岔区域。

DE 198 23 812 A1所阐述的是一种具有弹性中间垫片的轨道结构，弹性垫片由硫化为一体的橡胶制成，具有基本上平坦的上侧面及划分为区段的下侧面，上侧面和下侧面呈现不同的性能。

DE 32 30 565 A1涉及一种用于道岔结构的垫板，该垫板由单板料通过焊接而成。

DE 298 07 791 U1阐述了一种用于轨道区段的支承结构，该支承结构在轨下基础侧有开槽的凸起，在通常的力传导时间隔地向支撑面延伸。

实用新型内容

本实用新型的任务是，对本文开头所述类型的轨道区段支承结构进行改进——这种轨道区段的钢轨横截面发生改变，尤其道岔区段——从而构成相似的轨道条件，比如在道岔或者交叉处区域中的弯曲曲线与正常轨道的相当。在此尤其应该保证，能够采取措施按规定给弹性中间层预加应力，同时保证结构简单，从而预先确定支点的刚度。

为解决该任务，本实用新型主要规定，在考虑到从支点截取的一段或若干段钢轨区段的情况下，每个或者大体每个支点具有相同的最大下沉量，并且中间层的预应力能够通过套筒状的不仅穿过水平垫板和中间层的且支撑在轨下基础上的嵌件来预先给定，紧固件从嵌件中穿过，并支撑在来自嵌件的压力元件上，其中压力元件与中间层接触面之间的净间距，应小于中间层在去应力状态下的厚度与处于压力元件和嵌件范围内水平垫板底面之间的水平垫片厚度的总和。

鉴于中间层(下面也称为中间垫片)通过嵌件预加应力，避免了刚度因扣件而产生差异。考虑到在每个支点处截取的轨道区段的情况下具有相同的最大下沉量，由此在道岔或者交叉区域中也就是在具有彼此不同的横截面的轨道区段的区域中，根据地基获得与特定轨道本身相同的条件，在特定轨道中轨道区段具有基本相同的横截面。因此，基本上由支撑在水平垫板上的钢轨区段确定的惯性矩来设计弹性中间层，从而在车轮驶过轨道区段时沿轨道区段在每个支点中产生相同的或者基本相同的最大下沉量。

尤其规定，对于确定用于具有相同惯性矩的钢轨区段的支点来说，相应的中间垫片具有截取水平垫板的表面伸长，表面伸长不依赖于水平垫板的朝向中间垫片的支撑载荷的底面。换句话说，水平垫板的下方在不依赖于其面状伸长的情况下布置着具有始终相同的支撑载荷的表面的弹性中间垫片。

在本实用新型的改进方案中规定，在缺少车轮载荷时中间垫片基本上在水平垫板的端面边缘区域中相对于轨下基础支撑着水平垫板。

中间垫片本身应该在中心区域中具有沿每条纵向边缘延伸的骨状空隙，空隙至少对称于中间垫片的横轴、而且同样对称于中间垫片的纵轴。

空隙的几何形状，应使得每个平行于衬垫层的空隙具有长度l_a，并且两个布置在一个平行于横轴线延伸的列中的空隙具有的间距l_z，所述间距l_z的大小为1.1*l_a≤l_z≤1.5*l_a。在此，空隙被中间垫片的连贯的区段所限定，中间垫片在出现正常的车轮载荷时关于中间垫片支撑着肋型基板的区段其自由外表面退后延伸。由此保证，在出现不允许的载荷时也直接在来自中间垫片的钢轨区段下方可靠地支撑着水平垫板，从而排除不允许的应力。

此外规定，在中间垫片中在相应的横向边缘区域中按照与拥有骨状空隙邻接的方式构造了另外的U形的空隙，该空隙的纵向弯段具有最大的宽度，该宽度相当于相应的边缘侧的空隙的长度。

保证中间层或中间垫片的指定预应力的嵌件在本实用新型的改进方案中与压力元件构造为一个整体。此外，压力元件可以是环绕嵌件的套环。

作为替代方案存在着这种可能性，即压力元件是平放在嵌件上缘的环形元件。

在改进方案中规定，紧固件是螺栓元件，其螺栓头支撑在压力元件上。为了阻止螺栓不受控制地松开，可以在螺栓元件的螺栓头与压力元件之间布置防转垫圈。

此外，按照本实用新型的一种设计方案，在螺栓元件的螺栓头和压力元件之间布置碟型弹簧垫圈。

如果压力元件构造为嵌件的凸缘，那么尤其在凸缘和水平垫板之间布置由有弹性的材料制成的垫圈。

此外，水平垫板在嵌件的区域中具有凹处也就是凹陷，压力元件布置在凹陷的内部。

本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型通过设置嵌件使得每个或者基本上每个支点处截取的钢轨区段具有相同的最大的下沉度，并且能够保证预先给定中间层(24、72、112、134)指定的预应力，避免了因扣件而产生刚度的差异。

2)本实用新型中间垫片的结构特点可以消除不允许的应力。

附图说明

图1为肋型基板的俯视图；

图2为按图1的肋型基板的底侧视图；

图3为图2中的A-A剖面图；

图4为图2中的B-B剖面图；

图5为图2中的C-C剖面图；

图6为带有滑床板的肋型基板的俯视图；

图7为按图6的肋型基板的底侧视图；

图8为图7中的A-A剖面图；

图9为图7中的B-B剖面图；

图10为肋型基板连同中间垫片及嵌件一起的一种实施方式的截取剖面；

图11为肋型基板连同弹性中间层及嵌件一起的另一种实施方式的截取剖面；

图12为剖面连同弹性中间层及嵌件一起的另一种实施方式的截取剖面。

具体实施方式

从附图中可获知沿道岔的支点的元件，而没有由此限制本实用新型的理论。更确切地说，这通常适用于一些道岔区，在岔区支点连同支撑在这些支点上的钢轨区段具有不同的惯性矩。但是，根据按本实用新型的理论，在具有相同载荷的车轮驶过时在每个支点中产生相同的最大的下沉度。按本实用新型，这通过以下方式来实现，即在相应的肋型基板和岔枕之间布置了弹性中间层，中间层优先根据支撑在肋型基板上的钢轨区段如基本轨和尖轨的惯性矩而设计，用于保证相同的最大下沉度。在此假定，肋型基板在没有变形的情况下传递车轮载荷。否则在设计中间垫片时为实现按本实用新型的理论要对惯性矩一同加以考虑。中间层可以是垫板(衬垫)或者硫化成形在肋型基板上。出于简化的原因，下面原则上谈及中间垫片，而没有由此通过板这个概念进行限制保护的具体化说明。

实施例1

图1为肋型基板10，该肋型基板10可能布置在道岔的端头上。在该道岔上固定着未示出的基本轨，基本轨本身在肋12、14和16、18之间延伸并且通过未示出的弹条来压紧。肋型基板10通过螺栓穿过开孔20、22与轨下基础如岔枕或混凝土板相连接。下面会结合图10到12对肋型基板10固定在轨下基础上的方式进行解释。因此在图1到9中不对固定情况进行详细探讨。

肋型基板10在下侧面上设有弹性中间垫片24。在此，如图3-5的剖面图所表明的一样，中间垫片24不仅在肋型基板10的底侧而且在其边缘侧都完全将其包围。中间垫片24这样硫化成形在肋型基板10上。

从图3和4中可以看出，肋型基板10通过中间垫片24的端面边缘侧的区段30、28得到支撑。在区段30、28之间存在的区段32在肋型基板10未经受载荷或者说转移正常车轮载荷时，在与中间垫片24的接触面34相隔的情况下延伸，中间垫片24的接触面34可以与轨下基础的表面相一致或者与直接支撑着中间垫片24的板相一致。就这一点而言有已知的设计结构。

从图2、3和4可以看出，区段32本身由处于中心区段36及在空隙38、40、42、44之间延伸的区段46、48、50、52、54、56构成，这些区段在总体上构成区段32。此外，在俯视图中为矩形的空隙60、62，分别在区段32和端面边缘区域30、28之间，以横向于中间垫片24的纵轴线58的方式延伸。

在纵向边缘区域中延伸的空隙38、40、42、44具有骨状，并且不仅与中间垫片24的纵轴线58对称，而且与其横轴线64对称。

通过空隙38、40、42、44、60、62获得中间垫片24的总支撑面且由此获得一种刚度，使得通过肋型基板10预先给定的支点的最大下沉度达到所期望的数值，该数值也由道岔区域中的其它轨下基础作为特性值预先给定，支撑在这些轨下基础上的钢轨区段的惯性矩有别于按图1-5的布置方式。这一点通过以下方式来实现，即在提高上部结构的惯性矩时相应地降低中间垫片的刚度，方法是缩小最大支撑面或者说采用一种具有不同弹性的中间垫片材料。

换句话说，按本实用新型规定，中间垫片随着所支撑的钢轨区段惯性矩的增加而构造得更软。

实施例2

图6-9为带有滑床板68的肋型基板66，沿滑床板68的下侧面且以包围其边缘70的方式布置了弹性中间垫片72，该中间垫片72同样在缺少载荷或者经受正常载荷时主要在边缘区域中支撑着肋型基板66，相反在中心区域中存在的区段74则与衬垫层76隔开延伸。

根据实施例1中图1-5的原理，区段74限定着骨状空隙78、80、82、84，空隙78、80、82、84对称于中间垫片72的纵轴线89及其横轴线88。在边缘侧设置了U形的空隙86、87，空隙86、87在真正意义上由两个U形的基础区段90、92组成，并且与L形的区段94、96、98、100相隔开，区段94、96、98、100平行于横轴线88延伸的弯段104、106、108和110具有延伸部，延伸部相应于与中间垫片72的横轴线平行的空隙78、80、82、84。如按图7的中间垫片72的俯视图与剖面图8和9的比较所表明的一样，空隙78、80、82、84、86、87被中间垫片72的区段74所限定。

同样，如同图1-5的空隙38、40、42、44，布置在横轴线88近旁的空隙78、80、82、84具有骨状。因此中间垫片72布置在空隙78、80、82、84之间的区段在俯视图中为圆形。布置在L形空隙100、96、98、94和相邻空隙78、80、82、84之间的区域的几何形状也同样是圆形。

骨形空隙78、80、82、84或者说平行于横轴线88延伸的弯段104、106、108、110具有长度l_a，该长度小于空隙78、82或者说80、84之间的间距l_z。这个间距l_z大约比空隙的长度l_a大20％到50％。

由于支撑在带有滑床板68的肋型基板66上的钢轨区段——即基本轨和尖轨——的惯性矩大于固定在肋型基板10上的基本轨的惯性矩，所以中间垫片72的刚度低于图2的中间垫片24。

为了避免支点的刚度不受控制地且不可再现地受到此前称为中间垫片的弹性的、布置在肋型基板和轨下基础之间的中间层不同预应力的影响，按本实用新型规定，同样给具有相同的刚度的支点或者说所有支点预加应力。这可以通过称为调整锥体的嵌件来进行，该嵌件不仅穿过肋型基板和弹性中间层并且本身被紧固件从中穿过，借助于紧固件将肋型基板固定在轨下基础上。相应的实施方式可以从图10至12中获知，出于简化原因将水平垫板称为肋型基板，将弹性中间层称为中间垫片，将轨下基础称为轨枕并且将紧固件称为螺栓。

实施例3

在图10的实施例中，肋型基板110不仅在下侧面上而且在四周边缘侧上都硫化形成弹性体，以形成弹性中间垫片112。为了给该中间垫片112一定的预加应力，设置了套筒状的如空心圆筒状的嵌件114，该嵌件114不仅穿过肋型基板110而且穿过中间垫片112，在该区域中肋型基板110通过螺栓116与轨枕118相连接并且与其固定在一起。嵌件114在其上边缘中具有一个起压力滑阀作用的环绕凸缘120，该凸缘120沿肋型基板110的上侧面122延伸。凸缘120的下侧面或者说一个在该凸缘120和肋型基板110的上侧面122之间的优选由弹性体制成的垫片124与嵌件114的在轨枕118上的支撑面126之间的间距小于肋型基板110的在嵌件114的区域中的厚度和沿肋型基板110的底侧布置的中间垫片112的在消除应力的状态中的厚度。如果拧紧螺栓116，在一定范围内挤压，从而预加应力于中间垫片112，直到嵌件114以其下侧面安置在轨枕118的支撑面上并且再也无法进一步拧紧螺栓116。此外，螺栓116的螺栓头128沿嵌件114的上侧面130延伸，其中在螺栓头128和上侧面130之间设置了防转垫圈132，用于避免螺栓116不受控制地松开。

实施例4

如图11所示，布置在轨枕118和肋型基板110之间的中间垫片134构造为垫板或者衬垫，没有在肋型基板110上硫化成形。此外，保证指定的预应力的嵌件136构造为双构件结构，并且更确切地说由一个不具有凸缘的套筒138和一个平放在上端面边缘上的压力垫圈140组成，压力垫圈140执行嵌件114的凸缘120的功能，原理同实施例3图10，由此依赖于套筒138的长度及压力垫圈140的厚度来给衬垫134预加应力。图11的实施例中，在螺栓116的螺栓头128和压力垫圈140之间布置了用于使螺栓116制动的碟型弹簧垫圈142。此外，压力垫圈140在肋型基板110的上侧面中的空隙144中延伸。

实施例5

如图12的实施例与图11的实施例4的不同之处在于，作为中间垫片的衬垫112，与图10相似，不仅在肋型基板110的下侧面上，即底面上，而且在四周侧上都硫化形成弹性体，以形成弹性中间层，通过嵌件136来给中间层预加应力。

Claims (20)

1.用于轨道区段的支承结构，其具有沿轨道区段彼此有别的横截面的支承结构，该支承结构包括若干个有一块水平垫板(10、66、110)的支撑点，以及水平垫板和配属的具有支承面(34)的轨下基础(118)之间的由弹性材料制成的中间层(24、72、112、134)，其中给中间层预加应力的紧固件(116)穿过该水平垫板且固定在轨下基础中，其特征在于，每个或者基本上每个支点处的钢轨区段具有相同的最大的下沉量，预先给定中间层(24、72、112、134)预应力的套筒状的嵌件(114、136)穿过水平垫板(10、66、110)、中间层，且支撑在轨下基础(118)上，该嵌件(114、136)中间穿设所述紧固件(116)，该紧固件(116)支撑在所述嵌件的压力元件(120、140)上，其中压力元件与中间层的接触面之间的净间距小于中间层在消除应力状态时的厚度与水平垫板在嵌件区域中压力元件与水平垫板下侧面之间的厚度的总和。

2.根据权利要求1所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，压力元件(120)与嵌件(114)构造为一个整体。

3.根据权利要求1或2所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，压力元件(120)是嵌件(114)环绕的凸缘。

4.根据权利要求3所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，压力元件(140)是平放在嵌件(136)的上边缘上的环形元件。

5.根据权利要求4所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，紧固元件(116)是螺栓元件，其螺栓头(128)支撑在压力元件(120、140)上。

6.根据权利要求5所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，在螺栓元件(116)的螺栓头(128)和压力元件(140)之间布置了至少一个防转垫圈(132)。

7.根据权利要求6所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，在螺栓元件(116)的螺栓头(128)和压力元件(140)之间布置了至少一个碟型弹簧垫圈(142)。

8.根据权利要求7所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，在压力元件(120)和水平垫板(110)之间布置了有弹性的元件(124)。

9.根据权利要求8所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，压力元件(140)布置在水平垫板(110)上侧面的空隙(144)中。

10.根据权利要求9所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，用于具有相同的惯性矩的钢轨区段的支点具有弹性中间层(24、72、112、134)，中间层(24、72、112、134)则具有相同的支撑面。

11.根据权利要求10所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，用于具有不同的惯性矩的钢轨区段的支点具有刚度不同的中间层(24、72、112、134)。

12.根据权利要求10所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，所述支撑面的延伸与水平垫板(10、66、110)与中间层的接触面无关。

13.根据权利要求12所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，中间层是衬垫(134)或者硫化成形在水平垫板上的橡胶层(112)。

14.根据权利要求1所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，中间层(24、72)具有矩形几何形状并且在中心区域具有沿每条纵向边缘延伸的拥有骨状的空隙(38、40、42、44、78、80、82、84)。

15.根据权利要求14所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，空隙(38、40、42、44、78、80、82、84)关于中间层(24、72)的纵轴线(58、89)对称布置。

16.根据权利要求15所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，空隙(38、40、42、44、78、80、82、84)不仅关于中间层(24、72)的纵轴线(58、89)而且关于其横轴线(64、88)对称布置。

17.根据权利要求16所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，每个拥有骨状的空隙(38、40、42、44、78、80、82、84)具有长度l_a并且平行于横轴线(64、88)布置，平行于横轴线延伸的列中的空隙具有间距l_z，，所述间距l_z的大小为1.1*l_a≤l_z≤1.5*l_a。

18.根据权利要求17所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，拥有骨状的空隙(38、40、42、44、78、80、82、84)被中间层(24、72)的连贯区段(36、74)所限定，中间层(24、72)在出现正常载荷时相对于轨下基础(118)上的接触面(34、76)隔开延伸。

19.根据权利要求18所述的用于轨道区段的支承结构，其特征在于，中间层(72)在相应的横向边缘区域中在与拥有骨状的空隙(78、80、82、84)邻接的情况下具有另外的U形的空隙(86、87)，该U形的空隙(86、87)的纵向弯段具有最大的宽度，该宽度相当于拥有骨状空隙的长度l_a。

20.根据权利要求1所述的用于轨道区段的支撑结构，其特征在于，所述水平垫板为带有滑床板或基板支架的肋型基板。

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