CN204849490U - 一种异形钢轨及钢轨胶接绝缘接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型首先提供一种异形钢轨，所述钢轨包括轨头11、轨腰12和轨底13，所述钢轨还包括凸出在钢轨表面的拱坡14。本实用新型还相应提供一种钢轨胶接绝缘接头，所述绝缘接头包括两根串联的如上所述的异形钢轨。本实用新型提供的胶接绝缘接头可使串联的两根钢轨的连接处不至出现大轨缝，且可使得钢轨胶接绝缘接头受到温度应力和列车冲击力的伤害而致失效的可能性大幅减小。本实用新型提供的胶接绝缘接头能充分抵抗无缝线路的温度应力变化以及列车运行中产生的冲击力，满足跨区间无缝线路的发展需求。

Description

一种异形钢轨及钢轨胶接绝缘接头

技术领域

本实用新型属于铁路运输技术领域，特别涉及铁路建设中的钢轨胶接绝缘接头及一种异形钢轨技术。

背景技术

轨道电路的应用是列车从蒸汽时代迈入电气时代的技术突破，无缝线路的发展是铁路全面提速与结构现代化的重要举措。钢轨绝缘接头是将轨道电路与无缝线路结合的关键结构之一，跨区间无缝线路的有绝缘轨道电路和无缝道岔的绝缘接头必须采用胶接绝缘接头。胶接绝缘接头一般由标准钢轨、夹板、绝缘层(包括绝缘槽板、绝缘套管和绝缘端板)和紧固件(包括螺栓、螺母和平垫片)按一定的工艺要求组装胶接而成。胶接绝缘接头除满足一定的绝缘要求外，还要满足一定的抗剪强度和疲劳强度要求。抗剪切强度是考察胶接接头质量的重要指标，现有的胶接接头的抗剪切力主要由胶层的本身性能及胶层与钢轨、夹板的粘接力决定，一旦胶层破坏，胶接接头就会失效。

实用新型专利CN200820140532.5中涉及一种连接铁路钢轨用的全绝缘接头夹板，属铁路建设配件技术领域。该全绝缘接头夹板具有一个带有螺栓孔的钢质夹板本体，其特征是在钢质夹板本体的与钢轨相触接的连接面上设置有若干防滑凸条，在所述的夹板本体和防滑凸条的表面整体覆盖有一绝缘覆层。优点是整体绝缘性能及防腐性能好，使用寿命长，同时现场安装施工简单方便。可替代现有的胶接绝缘夹板使用。但这样的夹板和绝缘接头能带来的抗剪切效果是非常有限的，因而其对绝缘胶层的抗失效作用并不明显。

总的来说，现有的胶接绝缘接头采用绝缘材料通过胶接工艺将标准钢轨与夹板胶接成一体。由于胶接过程质量控制、胶接材料性能、线路铺设养护、极端天气变化等因素均可能使胶接绝缘失效，导致出现大轨缝病害、接头螺栓剪断、联电等病害问题，对线路的安全性产生严重的影响。

因此，本领域需要在钢轨胶接绝缘接头及其部件领域做出改进，以解决防止胶接绝缘接头失效的问题。

实用新型内容

针对目前跨区间无缝线路上钢轨胶接接头和无缝道岔的绝缘接头领域存在的问题，本实用新型提供一种加强型钢轨胶接绝缘接头及相应的一种异形钢轨，解决轨道线路大量存在的胶接绝缘接头失效问题。

本实用新型首先提供一种异形钢轨，所述钢轨包括轨头11、轨腰12和轨底13，所述钢轨还包括凸出在钢轨表面的拱坡14。优选地，所述拱坡位于轨底的上表面。

在一种具体的实施方式中，拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为梯形。优选地，拱坡的上底面在钢轨长度方向的长度为20～70mm，拱坡的高度为10～20mm，拱坡的斜面与底平面间的夹角为5～60°。在一种具体的实施方式中，所述拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为等腰梯形。

在一种具体的实施方式中，在钢轨长度方向上所述拱坡设置在钢轨上相邻的两个螺栓孔之间的位置。优选地，所述拱坡的中心位置至钢轨长度方向一端的距离为125～165mm。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡是一体成型在钢轨上的拱坡。

本实用新型还相应提供一种钢轨胶接绝缘接头，所述绝缘接头包括两根串联的如上所述的异形钢轨1、设置在两根钢轨连接处的绝缘端板8、紧贴设置在钢轨两侧的绝缘槽板2、设置在绝缘槽板外侧的夹板3以及用于将所述夹板和绝缘槽板紧固在钢轨上的螺接绝缘组件，所述螺接绝缘组件包括螺栓4、螺母5、垫片6以及套设在螺栓外圆面上的绝缘套管7，所述绝缘槽板上相应设置有与所述拱坡匹配的凸层21，所述夹板上相应设置有与所述拱坡和凸层匹配的凹口31。

在一种具体的实施方式中，每根钢轨在其宽度方向上的两侧各设置一个拱坡，每块绝缘槽板在其长度方向的不同位置共设置两个凸层且其分别与两根钢轨上一侧的拱坡匹配，每块夹板在其长度方向的不同位置共设置两个凹口且其分别与每块绝缘槽板上的两个凸层匹配。

在一种具体的实施方式中，所述夹板的长度为500～900mm，优选为800～900mm，且所述绝缘槽板的长度两端均比所述夹板长0～60mm，也即绝缘槽板的长度不短于所述夹板的长度。

本实用新型改变传统钢轨接头的形式，将标准钢轨设计为一种异型钢轨，主要是将钢轨接头处鱼尾空间的上表面设计为“︹”形状的拱坡限位结构。相应的夹板设计为与异型钢轨配套的呈“︺”形状的凹坡结构，绝缘槽板设计为与异型钢轨和夹板配套的“︹”形拱坡结构。钢轨胶接绝缘接头中的其他结构及工艺与现有技术保持一致。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型的加强型钢轨胶接绝缘接头结构示意图；

图2是本实用新型的加强型钢轨胶接绝缘接头螺栓孔处剖视图；

图3是本实用新型的加强型钢轨胶接绝缘接头拱坡处剖视图；

图4是本实用新型的加强型钢轨胶接绝缘接头异型钢轨示意图；

图5是本实用新型的加强型钢轨胶接绝缘接头夹板结构示意图；

图6是本实用新型加强型钢轨胶接绝缘接头绝缘槽板的结构示意图；

图中，1、钢轨，11、轨头，12、轨腰，13、轨底，14、拱坡，2、绝缘槽板，21、凸层，3、夹板，31、凹口，4、螺栓，5、螺母，6、垫片，7、绝缘套管，8、绝缘端板。

具体实施方式

本实用新型首先提供一种异形钢轨，所述钢轨包括轨头11、轨腰12和轨底13，所述钢轨还包括凸出在钢轨表面的拱坡14。优选地，所述拱坡位于轨底的上表面。

在一种具体的实施方式中，拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为梯形。优选地，所述拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为等腰梯形，且拱坡的上底面在钢轨长度方向的长度为20～70mm，拱坡的高度为10～20mm，拱坡的斜面与底平面间的夹角为5～60°。

在一种具体的实施方式中，在钢轨长度方向上所述拱坡设置在钢轨上相邻的两个螺栓孔之间的位置。优选地，所述拱坡的中心位置至钢轨长度方向一端的距离为125～165mm。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡是一体成型在钢轨上的拱坡。

本实用新型还相应提供一种钢轨胶接绝缘接头，包括串联的两根钢轨1、设置在两根钢轨连接处的绝缘端板8、紧贴设置在钢轨两侧的绝缘槽板2、设置在绝缘槽板外侧的夹板3以及用于将所述夹板和绝缘槽板紧固在钢轨上的螺接绝缘组件，所述螺接绝缘组件包括螺栓4、螺母5、垫片6以及套设在螺栓外圆面上的绝缘套管7，所述钢轨还包括凸出在钢轨表面的拱坡14，所述绝缘槽板上相应设置有与所述拱坡匹配的凸层21，所述夹板上相应设置有与所述拱坡和凸层匹配的凹口31。

本领域技术人员能理解的，所述拱坡可以设置于钢轨的轨底13的上表面，设置于钢轨的轨腰12的侧面，设置与钢轨的轨头11的下表面，或者设置在这三个位置中的多处。但从便于钢轨加工的角度考虑，所述拱坡最优选设置在钢轨的轨底13的上表面。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡位于钢轨的轨底13的上表面。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为梯形或凸弧形。所述梯形或凸弧形是指拱坡处高出其它位置的轨底上表面的形状，所述凸弧形例如为半圆形。优选地，所述拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为等腰梯形，且拱坡的上底面在钢轨长度方向的长度为20～70mm，拱坡的高度为10～20mm，拱坡的斜面与底平面间的夹角为5～60°。在一种具体的实施方式中，所述拱坡的上底面在钢轨长度方向的长度为50mm，拱坡的高度为16mm，拱坡的斜面与底平面间的夹角为45°，如此则可相应确定拱坡的下底面在钢轨长度方向的长度为82mm。此外，拱坡设置在轨底13的上表面时，所述拱坡的宽度与轨底上表面的宽度相适应，且所述拱坡与轨腰侧面之间的连接平滑过渡。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡设置在相邻的两个螺栓之间的下方。如此可避免在夹板孔正下方加工凹口而导致夹板强度降低。

在一种具体的实施方式中，在钢轨长度方向上，所述拱坡的中心位置至两根钢轨的连接处的距离为125～165mm。单根钢轨中钢轨长度方向上两个邻近的螺栓孔之间的距离为140mm，且与轨缝(两根钢轨的连接处)最近的第一个螺栓孔至轨缝的距离为76mm，所述拱坡优选设置在离轨缝最近的第一个螺栓孔和次近的第二个螺栓孔之间位置的下方，因而优选所述拱坡的中心位置至轨缝的距离为125～165mm。在一种具体实施方式中，所述距离为145mm。这样的拱坡易于压型加工且可避免在夹板孔正下方加工凹口而导致夹板强度降低。

在一种具体的实施方式中，每根钢轨在其宽度方向上的两侧各设置一个拱坡，每块绝缘槽板在其长度方向的不同位置共设置两个凸层且其分别与两根钢轨上一侧的拱坡匹配，每块夹板在其长度方向的不同位置共设置两个凹口且其分别与每块绝缘槽板上的两个凸层匹配。

本实用新型中，各部件的加工方法如下。带拱坡的钢轨是由标准钢轨经过含加热的镦粗以及压型过程(使用异形模具和压力机对钢轨重新成型)制备得到，压型过程中对拱坡位置处镦粗量进行压制成型。本实用新型中带拱坡的钢轨不能通过在标准钢轨上焊接拱坡而得到，因为这样制备得到的带拱坡的钢轨的强度性能无法满足需求。因此，本实用新型中的带拱坡的钢轨所用钢材与现有的标准钢轨的钢材相同。本实用新型中涉及的夹板所用钢材同样也与现有技术中的标准夹板所用钢材相同，本实用新型中通过机械加工的方式在对原料板材进行机加工，得到与标准夹板相比多了两个凹口的夹板3。在本实用新型中，绝缘端板8、绝缘套管7和绝缘槽板2均为绝缘材料成型得到的产品，所述绝缘端板8、绝缘套管7和绝缘槽板2使用现有技术中的且满足相关国家标准的绝缘材质即可。

本实用新型中的钢轨胶接绝缘接头例如应用在道岔区配轨上，其中，配轨的长度例如为3～50m不等，图1～6中仅示出了配轨长度方向上的与接头有关的一段，而没有将整根钢轨完全示出在图中。

在一种具体的实施方式中，所述夹板的长度为500～900mm，且所述绝缘槽板的长度两端均比所述夹板长0～60mm。优选地，所述夹板的长度为800～900mm，且所述绝缘槽板的长度在其两端均比所述夹板长5～30mm。如此设置可使得绝缘槽板起到充分绝缘的效果。

在一种具体的实施方式中，所述拱坡是一体成型在钢轨上的拱坡。如上所述，本实用新型中所述拱坡是在钢轨压型过程中一体成型得到的。

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。如附图1～6所示，它是把现有的标准钢轨鱼尾空间处采用一定工艺加工出一定斜度的呈“︹”形状的拱坡限位结构，其它部位不变，形成异型钢轨1。相应的，夹板3加工出为与钢轨1匹配的呈“︺”形状的凹坡结构，绝缘槽板加工出与异型钢轨1和夹板3配套的“︹”形结构。螺栓4、螺母5、垫片6、绝缘套管7和绝缘端板8等结构与现有的结构保持一致。按现有的胶接工艺将绝缘槽板2、绝缘套管7、绝缘端板8加热固化，形成绝缘胶接剂，拧紧所述螺栓4，使异型钢轨1和夹板3胶接成一整体结构。

本实用新型中，梯形“拱坡”结构两侧斜面与钢轨轨底形成楔形限位结构，可以分别抵抗钢轨温度降低和升高产生的拉应力和压应力。本实用新型提供的加强型钢轨胶接绝缘接头在现有接头胶层提供的抗剪力外，又增加了“拱坡”结构提供的钢轨长度方向的分力，增强了钢轨胶接绝缘接头的抗拉和抗压能力，增强了线路的整体性和连续性，能减少胶接接头病害问题。具体地，本实用新型提供的胶接绝缘接头可使串联的两根钢轨的连接处不至出现大轨缝，且可使得钢轨胶接绝缘接头受到温度应力和列车冲击力的伤害而致失效的可能性大幅减小。本实用新型提供的胶接绝缘接头能充分满足无缝线路的温度应力变化以及列车运行中产生的冲击力，满足跨区间无缝线路的发展需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形钢轨，所述钢轨包括轨头(11)、轨腰(12)和轨底(13)，其特征在于，所述钢轨还包括凸出在钢轨表面的拱坡(14)。

2.根据权利要求1所述钢轨，其特征在于，所述拱坡位于轨底的上表面。

3.根据权利要求1所述钢轨，其特征在于，拱坡在钢轨长度方向的竖向截面形状为梯形。

4.根据权利要求3所述钢轨，其特征在于，拱坡的上底面在钢轨长度方向的长度为20～70mm，拱坡的高度为10～20mm，拱坡的斜面与底平面间的夹角为5～60°。

5.根据权利要求1所述钢轨，其特征在于，在钢轨长度方向上所述拱坡设置在钢轨上相邻的两个螺栓孔之间的位置。

6.根据权利要求1所述钢轨，其特征在于，所述拱坡的中心位置至钢轨长度方向一端的距离为125～165mm。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述钢轨，其特征在于，所述拱坡是一体成型在钢轨上的拱坡。

8.一种钢轨胶接绝缘接头，所述绝缘接头包括两根串联的如权利要求1～7中任意一项所述的异形钢轨(1)、设置在两根钢轨连接处的绝缘端板(8)、紧贴设置在钢轨两侧的绝缘槽板(2)、设置在绝缘槽板外侧的夹板(3)以及用于将所述夹板和绝缘槽板紧固在钢轨上的螺接绝缘组件，所述螺接绝缘组件包括螺栓(4)、螺母(5)、垫片(6)以及套设在螺栓外圆面上的绝缘套管(7)，所述绝缘槽板上相应设置有与所述拱坡匹配的凸层(21)，所述夹板上相应设置有与所述拱坡和凸层匹配的凹口(31)。

9.根据权利要求8所述的绝缘接头，其特征在于，每根钢轨在其宽度方向上的两侧各设置一个拱坡，每块绝缘槽板在其长度方向的不同位置共设置两个凸层且其分别与两根钢轨上一侧的拱坡匹配，每块夹板在其长度方向的不同位置共设置两个凹口且其分别与每块绝缘槽板上的两个凸层匹配。

10.根据权利要求8所述的绝缘接头，其特征在于，所述夹板的长度为500～900mm，且所述绝缘槽板的长度两端均比所述夹板长0～60mm。