CN205223739U - 剪力铰 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及剪力铰，属于轨道交通领域。本实用新型可以有效避免在抗剪芯棒表面形成接触应力集中，使用寿命更长，并且随时可以进行维修更换。本实用新型包括抗剪芯棒和导向连接套管，抗剪芯棒的一端插设在导向连接套管的管腔内，抗剪芯棒与导向连接套管的管腔壁之间为滑动配合，导向连接套管的外表面上固定设置锚固连接结构，导向连接套管与抗剪芯棒配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构。本实用新型主要用在轨道交通的建设上。

Description

剪力铰

技术领域

本实用新型属于轨道交通领域，涉及铁路道床附件，具体为一种浮置道床中相邻浮置板间传递剪力的剪力铰。

背景技术

轨道交通领域的大量工程实践证明，浮置板道床技术是现有最有效的轨道减振降噪技术之一，特别是在地铁和城市轻轨中，这种技术已经得到了广泛的应用。在现有浮置道床结构中，剪力铰是在相邻浮置板之间传递剪力的结构的重要组成部分，可以分担钢轨在跨越板缝处所承受的剪力，使板协调变形。目前国内外大量使用的浮置板剪力铰形式分为中置式和上置式两种。目前使用的中置式剪力铰包括抗剪芯棒和导向接触套，使用时，中置式剪力铰位于板断面中央的位置，剪芯棒和导向接触套分别固定在相邻的浮置板中，抗剪芯棒的一端插入导向接触套。此种剪力铰成本低，施工时先将剪力铰与浮置板的钢筋骨架绑扎在一起，浇注混凝土后与浮置板固定连成一体，其受力合理，无需额外设置固定结构。但是，此类剪力铰在混凝土浇注之后则无法更换，线路运营后难以从浮置板上方观察其材料的工作状态及损伤、锈蚀情况，维修更换十分困难。上置式剪力铰虽然可以在浮置板表面安装，施工方便，易于维修更换，但是现有技术方案中，导向接触套的端部与抗剪芯棒配合时，导向接触套的端部没有采取特别措施，无倒角或圆角，或其倒角圆角是随意的或尖锐，容易在抗剪芯棒接触部位形成较高的接触应力集中，在工程应用中出现了抗剪芯棒断裂的问题。经实际运行测试发现，剪力铰芯棒的受力非常恶劣，原先的粗放式估算和不注重细节的设计会导致应力超标，必须进行精细化计算和细节设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构受力更合理，可以有效避免在抗剪芯棒表面形成接触应力集中，使用寿命更长，并且随时可以进行维修更换的剪力铰。

本实用新型剪力铰是这样实现的，包括抗剪芯棒和导向连接套管，抗剪芯棒的一端插设在导向连接套管的管腔内，抗剪芯棒与导向连接套管的管腔壁之间为滑动配合，导向连接套管的外表面上固定设置锚固连接结构，导向连接套管与抗剪芯棒配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构。

为了适应不同的应用情况，本实用新型剪力铰中还可以包括导向限位套管，其中，抗剪芯棒的一端插设在导向连接套管的管腔内，抗剪芯棒的另一端插设在导向限位套管的管腔内，导向限位套管与抗剪芯棒配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构，导向限位套管的外表面上固定设置锚固连接结构，导向限位套管上还设有抗剪芯棒的限位结构。

优选的，所述应力减缓结构为导向连接套管一端管腔壁上设置的圆倒角或圆弧倒角，或者所述应力减缓结构为导向连接套管和导向限位套管的一端管腔壁上分别设置的圆倒角或圆弧倒角；所述圆倒角或圆弧倒角至少设置在管腔壁与抗剪芯棒的初始配合段；此外，所述应力减缓结构还可以为导向连接套管的端部管腔壁上设置的与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角，或者所述应力减缓结构为导向连接套管和导向限位套管的端部管腔壁上分别设置的与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角；所述锐倒角在与抗剪芯棒的初始配合段也可以设置成过渡圆角。

根据本实用新型剪力铰应用的位置不同，所述锚固连接结构的具体形式多种多样。所述锚固连接结构可以包括加强支架和锚固筋，所述加强支架固定设置在导向连接套管的外表面，锚固筋与加强支架固连成一体，抗剪芯棒表面也固定设置所述锚固连接结构，锚固连接结构中的加强支架固定设置在抗剪芯棒的外表面，锚固筋与加强支架固连成一体；或者，所述锚固连接结构包括加强支架和锚固筋，所述加强支架分别固定设置在导向连接套管和导向限位套管的外表面上，导向连接套管和导向限位套管上的至少部分加强支架与锚固筋固定相连；此外，所述锚固连接结构包括加强支架、上连接板、下连接板和锚固筋，所述加强支架分别固定设置在导向连接套管和导向限位套管的外表面上，上连接板与导向连接套管或导向限位套管上相应的加强支架固连成一体，下连接板与锚固筋固连成一体，上连接板与下连接板之间利用紧固件相连。

所述限位结构的具体形式也可以多种多样，其可以是导向限位套管与抗剪芯棒上对应设置的顶丝和沉孔；或者导向限位套管上设置的开口销和装配孔；或者导向限位套管上设置的紧固件、装配孔以及抗剪芯棒上对应设置的安装通孔；此外，限位结构还可以包括限位板和紧固件，限位板设置在导向限位套管远离导向连接套管的一端的端面上，限位板通过紧固件分别与抗剪芯棒和加强支架相连。

为了达到防锈和润滑的目的，导向连接套管的侧壁上设置黄油嘴，或者导向限位套管和导向连接套管的侧壁上分别设置黄油嘴。

本实用新型剪力铰具有结构简单，造价低，易维护，适用性强等优点，特别是由于导向连接套管和导向限位套管与抗剪芯棒配合一端的端部管腔壁上分别设有应力减缓结构，可以有效避免工作过程中导向连接套管和导向限位套管与抗剪芯棒表面接触后，在抗剪芯棒接触部位产生的接触应力集中，有利于提高抗剪芯棒的使用寿命，防止抗剪芯棒出现疲劳断裂，进而有效提升运营的安全性和可靠性，其经济实用，性价比高，市场应用前景十分广阔。

附图说明

图1为本实用新型剪力铰的结构示意图之一。

图2为图1的左视图。

图3为图1的A部放大图。

图4为图1所示本实用新型剪力铰的应用示意图。

图5为本实用新型剪力铰的结构示意图之二。

图6为图5的B部放大图。

图7为本实用新型剪力铰的结构示意图之三。

图8为图7的右视图。

图9为图7的C部放大图。

图10为图7所示本实用新型剪力铰的应用示意图。

图11为本实用新型剪力铰的结构示意图之四。

图12为图11的D部放大图。

图13为本实用新型剪力铰的结构示意图之五。

图14为图13的E部放大图之一。

图15为图13的E部放大图之二。

图16为图13的E部放大图之三。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2、图3所示本实用新型剪力铰，包括抗剪芯棒1，还包括导向连接套管2和导向限位套管3，抗剪芯棒1一端插设在导向连接套管2的管腔内，另一端插设在导向限位套管3的管腔内，导向连接套管2和导向限位套管3与抗剪芯棒1配合一端的端部管腔壁上分别设有应力减缓结构，导向连接套管2和导向限位套管3的外表面上分别固定设置锚固连接结构，导向限位套管3上还设有抗剪芯棒1的限位结构。其中，所述锚固连接结构包括加强支架4和锚固筋6，所述加强支架4分别焊接固定在导向连接套管2和导向限位套管3的外表面上，锚固筋6分别与导向连接套管2及导向限位套管3的外表面上设置的加强支架4固定相连；所述应力减缓结构为导向连接套管2和导向限位套管3与抗剪芯棒1配合一端的端部管腔壁上设置的圆倒角7，圆倒角7的半径为3mm，在剖面上圆倒角的圆弧与管腔壁内表面相切；所述限位结构为导向限位套管与抗剪芯棒上对应设置的顶丝5和沉孔，抗剪芯棒1与导向连接套管2的管腔壁之间可以实现滑动配合。

应用于侧置式浮置道床结构时，如图4所示，将本实用新型剪力铰的导向连接套管2和导向限位套管3分别预置于相邻浮置板9及浮置板10对应的端部，在弹性隔振元件12及浮置板体之间设置适当厚度的调高垫片13，将浮置板9和10分别顶升至设计高度，将抗剪芯棒1装入导向连接套管2和导向限位套管3，在导向限位套管3和抗剪芯棒1之间装配顶丝5进行限位，即完成本实用新型剪力铰的安装。当然，还可以预先装配好的本实用新型剪力铰，再如图4所示位置现场浇筑于浮置板9和10之中，待浮置板养护完成后，最后利用弹性隔振元件12及调高垫片进行顶升，使浮置板脱离基础11直至达到设计高度。当然，本实用新型也可以应用于内置式浮置道床，在此仅以文字给予说明，不再另外附图说明，都在本实用新型要求的保护范围之中。另外，根据本例所述的技术原理，圆倒角7的半径也可以根据产品的实际情况设置成2mm、5mm、7mm或10mm，也可以起到同样的技术效果，而且半径越大，接触应力减缓效应越明显，应用时可以根据需要优化设定具体尺寸，也在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型剪力铰具有结构简单，造价低，易维护，适用性强等优点，特别是由于导向连接套管和导向限位套管与抗剪芯棒配合一端的端部管腔壁上分别设有应力减缓结构，可以有效避免工作过程中导向连接套管和导向限位套管与抗剪芯棒表面接触后，在抗剪芯棒接触部位产生的应力集中，有利于提高抗剪芯棒的使用寿命，防止抗剪芯棒出现疲劳断裂，进而有效提升运营的安全性和可靠性，其经济实用，性价比高，市场应用前景十分广阔。

实施例二

如图5和图6所示本实用新型剪力铰，与实施例一中所述剪力铰的区别在于，所述应力减缓结构为导向连接套管2和导向限位套管3与抗剪芯棒1配合一端的端部管腔壁上设置的圆弧倒角25，圆弧倒角的半径为30mm，在剖面上圆弧倒角的圆弧与管腔壁内表面相切，相切点距离导向连接套管2和导向限位套管3的端部均为10mm。此外，导向连接套管2采用一端封闭的结构，且在封闭端设置弹性体15，以适应使用过程中抗剪芯棒1与导向连接套管2及导向限位套管3之间的相对滑移；另外，限位结构为导向限位套管3上设置的开口销14和装配孔；第四，导向连接套管2和限位连接套管3上仅部分加强支架4上固定设置锚固筋6

由于导向连接套管和导向限位套管与抗剪芯棒配合一端的端部管腔壁上分别设有圆弧倒角，与实施例一中半径5mm圆倒角相比，接触应力集中大大趋缓，有利于提高抗剪芯棒的疲劳寿命，防止抗剪芯棒出现疲劳断裂。

本例所述剪力铰的应用方法及优点与实施例一基本相同，在此不再重复。本例中，抗剪芯棒1与导向连接套管2和导向限位套管3的管腔壁之间均可以实现滑动配合。此外，根据实际产品的不同，圆弧倒角的半径也可以设置成10mm、20mm、50mm、100mm或200mm，也可以起到同样的技术效果，而且半径越大，接触应力减缓效应越明显，可以根据实际需要选择具体尺寸，也在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例三

如图7、图8和图9所示本实用新型剪力铰，与实施列一的区别在于，所述应力减缓结构为导向连接套管2和导向限位套管3与抗剪芯棒1配合一端的端部管腔壁上设置的复合倒角26，复合倒角26在与抗剪芯棒1的初始配合段为圆倒角27；此外，锚固连接结构包括加强支架4、上连接板22、下连接板23和锚固筋6，所述加强支架4分别固定设置在导向连接套管2和导向限位套管3的外表面上，上连接板22与导向连接套管2或导向限位套3管上相应的加强支架4固连成一体，下连接板23与锚固筋6固连成一体，上连接板22及19与下连接板23及20之间利用紧固件21及24相连；另外，限位结构包括限位板16、紧固件17和紧固件18，限位板16设置在导向限位套管3远离导向连接套管2的一端的端面上，限位板16通过紧固件17与相邻的加强支架4固定相连，限位板16还通过紧固件18与抗剪芯棒1相连，抗剪芯棒1与导向连接套管2的管腔壁之间可以实现滑动配合。

应用于内置式浮置道床结构时，如图10所示，与实施例一的区别在于，可以仅将下连接板23和锚固筋6预先与浮置板29及30浇筑成一体，待浮置板完成顶升后，再通过上连接板22与下连接板23固定装配，从而将导向连接套管2、导向限位套管3及抗剪芯棒1固定连接在浮置板29和30上。这种结构的剪力铰，对于预制式的浮置板来说，在运输和吊运的过程中更加方便。当然，也可以如实施例一中所述，将本例所述剪力铰预先组装起来，再现场浇筑固定在相邻两块浮置板中。

需要指出的是，基于本例所述的技术原理，复合倒角在与抗剪芯棒的初始配合段也可以采用圆弧倒角，也可以起到同样的技术效果，也在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例四

如图11、图12所示本实用新型剪力铰，与实施例三的区别在于，所述应力减缓结构为导向连接套管或导向限位套管的端部管腔壁上设置的与其管腔中心轴线夹角为15°的锐倒角32；此外，限位结构为导向限位套管3上设置的紧固件31和装配孔以及抗剪芯棒1上对应设置的安装通孔；另外，导向连接套管3的侧壁上设置一个黄油嘴33。

本例所述的技术方案中，由于连接套管或导向限位套管的端部管腔壁上设置的锐倒角32与管腔中心轴线的夹角角度较小，仅为15°的锐倒角，因此，连接套管或导向限位套管的端部管腔壁与抗剪芯棒配合部位呈165°的钝角结构，所以不易在与抗剪芯棒的初始接触处产生应力集中的现象，从而可以有效防止抗剪芯棒出现疲劳断裂，大大提高剪力铰的使用寿命。基于这种技术原理，一般情况下，在设计时，该锐倒角在0.3°～15°范围内。此外，导向连接套管3的侧壁上分别设置一个黄油嘴33，使用过程中可以根据需要随时添注黄油，由于黄油可以起到减少磨损，并防止氧气进入，起到密封作用，因此可以达到防锈和润滑的目的，基于这种技术原理，对于实施例二中抗剪芯棒1与导向连接套管2和导向限位套管3的管腔壁之间均可以实现滑动配合的技术方案，也可以在导向连接套管和导向限位套管的侧壁上分别设置黄油嘴。当然，在实际应用中，根据使用需要，黄油嘴33的数量也可以设置二个、三个、甚至更多个，都在本实用新型要求的保护范围之中。本例所述剪力铰的应用方法与实施例三基本相同，在此不再重复。

需要指出的是，基于本例所述的技术原理，锐倒角也可以是10°、5°、3°或0.3°，也可以起到同样的技术效果，而且在锐倒角与导向连接套管或导向限位套管的管腔壁内壁的交点与其端部距离相同的条件下，角度越小，接触应力减缓效应越明显，当然，所述锐倒角与导向连接套管或导向限位套管的管腔壁内壁的交点与其端部距离也不宜太小，一般应在5mm以上，也在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例五

本实用新型除了可以适用于上置式的剪力铰外，还可以适用于中置式的剪力铰，例如，如图13和图14所示本实用新型剪力铰，包括抗剪芯棒1和导向连接套管2，抗剪芯棒1的一端插设在导向连接套管2的管腔内，抗剪芯棒1与导向连接套管2的管腔壁之间为滑动配合，导向连接套管2的外表面上固定设置锚固连接结构，导向连接套管2与抗剪芯棒1配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构，导向连接套管2采用一端封闭的结构，且在封闭端设置弹性体15，以适应使用过程中抗剪芯棒1与导向连接套管2之间的相对滑移。其中，所述锚固连接结构包括加强支架4和锚固筋6，所述加强支架4固定设置在导向连接套管2的外表面，锚固筋6与加强支架4固连成一体，此外，抗剪芯棒1表面也固定设置所述锚固连接结构，锚固连接结构中的加强支架4固定设置在抗剪芯棒1的外表面，锚固筋6与加强支架4固连成一体；此外，所述应力减缓结构为导向连接套管2一端管腔壁上设置的圆倒角7。

本例所述剪力铰具有结构简单，造价低，易维护，适用性强等优点，特别是由于导向连接套管与抗剪芯棒配合一端的端部管腔壁上分别设有应力减缓结构，可以有效避免工作过程中导向连接套管与抗剪芯棒表面接触后，在抗剪芯棒接触部位产生的应力集中，有利于提高抗剪芯棒的使用寿命，防止抗剪芯棒出现疲劳断裂，进而有效提升运营的安全性和可靠性，其经济实用，性价比高，市场应用前景十分广阔。

当然，基于本例及本实用新型前面实施例所述的技术原理，如图15所示，也可以在导向连接套管2与抗剪芯棒1配合一端的管腔壁上设置圆弧倒角25作为应力减缓结构；或者如图16所示，在导向连接套管2与抗剪芯棒1配合一端的管腔壁上设置与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角32，例如所述夹角为0.3°，并且该锐倒角32与抗剪芯棒1的初始配合段为过渡圆角34，所述初始配合段为过渡圆角34的锐倒角32构成应力减缓结构；当然也可以直接利用管腔壁上设置与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角作为应力减缓结构，也都能够起到很好的技术效果，不再一一附图给予说明，都在本实用新型要求的保护范围之内。

以上给出了本实用新型的部分典型实施例，目的在于方便更好地理解本实用新型之技术方案，其不应视为对本实用新型的限制，其中各实施例中的技术方案也可以交叉使用，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种剪力铰，包括抗剪芯棒和导向连接套管，抗剪芯棒的一端插设在导向连接套管的管腔内，抗剪芯棒与导向连接套管的管腔壁之间为滑动配合，导向连接套管的外表面上固定设置锚固连接结构，其特征在于：导向连接套管与抗剪芯棒配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构。

2.根据权利要求1所述的剪力铰，其特征在于：还包括导向限位套管，抗剪芯棒的另一端插设在导向限位套管的管腔内，导向限位套管与抗剪芯棒配合一端的管腔壁上设有应力减缓结构，导向限位套管的外表面上固定设置锚固连接结构，导向限位套管上还设有抗剪芯棒的限位结构。

3.根据权利要求1或2所述的剪力铰，其特征在于：所述应力减缓结构为导向连接套管一端管腔壁上设置的圆倒角或圆弧倒角，或者所述应力减缓结构为导向连接套管和导向限位套管的一端管腔壁上分别设置的圆倒角或圆弧倒角。

4.根据权利要求3所述的剪力铰，其特征在于：所述圆倒角或圆弧倒角至少设置在管腔壁与抗剪芯棒的初始配合段。

5.根据权利要求1或2所述的剪力铰，其特征在于：所述应力减缓结构为导向连接套管的端部管腔壁上设置的与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角，或者所述应力减缓结构为导向连接套管和导向限位套管的端部管腔壁上分别设置的与其管腔中心轴线夹角在0.3°～15°范围内的锐倒角。

6.根据权利要求5所述的剪力铰，其特征在于：所述锐倒角在与抗剪芯棒的初始配合段为过渡圆角。

7.根据权利要求1所述的剪力铰，其特征在于：所述锚固连接结构包括加强支架和锚固筋，所述加强支架固定设置在导向连接套管的外表面，锚固筋与加强支架固连成一体；抗剪芯棒表面也固定设置所述锚固连接结构，锚固连接结构中的加强支架固定设置在抗剪芯棒的外表面，锚固筋与加强支架固连成一体。

8.根据权利要求2所述的剪力铰，其特征在于：所述锚固连接结构包括加强支架和锚固筋，所述加强支架分别固定设置在导向连接套管和导向限位套管的外表面上，导向连接套管和导向限位套管上的至少部分加强支架与锚固筋固定相连。

9.根据权利要求2所述的剪力铰，其特征在于：锚固连接结构包括加强支架、上连接板、下连接板和锚固筋，所述加强支架分别固定设置在导向连接套管和导向限位套管的外表面上，上连接板与导向连接套管或导向限位套管上相应的加强支架固连成一体，下连接板与锚固筋固连成一体，上连接板与下连接板之间利用紧固件相连。

10.根据权利要求2所述的剪力铰，其特征在于：限位结构包括导向限位套管与抗剪芯棒上对应设置的顶丝和沉孔，或者导向限位套管上设置的开口销和装配孔，或者导向限位套管上设置的紧固件和装配孔以及抗剪芯棒上对应设置的安装通孔。

11.根据权利要求2所述的剪力铰，其特征在于：限位结构包括限位板和紧固件，限位板设置在导向限位套管远离导向连接套管的一端的端面上，限位板通过紧固件分别与抗剪芯棒和加强支架相连。

12.根据权利要求1或2所述的剪力铰，其特征在于：导向连接套管的侧壁上设置黄油嘴，或者导向限位套管和导向连接套管的侧壁上分别设置黄油嘴。