CN207392050U - 一种铁路钢梁明桥面 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁路钢梁明桥面，属于铁路桥梁领域。一种铁路钢梁明桥面，包括：若干根复合材料桥枕，其依次平铺在纵梁或主梁上方；所述复合材料桥枕上表面的两端设有复合材料护木，所述复合材料护木将若干根复合材料桥枕固定连接，以保持复合材料桥枕的纵向间距不变；所述复合材料桥枕上表面的两端还固定有两条走行轨，所述走行轨与护木平行布置，且所述走行轨位于护木内侧；每条走行轨的内侧均固定有护轨；所述复合材料桥枕上表面的中间铺设有复合材料步行板，所述复合材料步行板与走行轨平行布置。本实用新型具有承载力强、能有效保持线路几何形态、耐久性好、使用寿命长、绝缘性好、阻燃性好、少维护甚至免维护等优点。

Description

一种铁路钢梁明桥面

技术领域

本实用新型涉及一种铁路钢梁明桥面，属于铁路桥梁领域。

背景技术

目前，我国铁路钢梁明桥面的组成部分包括木桥枕、木质护木(或以角钢代替)、钩螺栓及其所用的木垫块或橡胶垫片+钢垫片、走行轨及其扣件、护轨及其扣件、螺纹道钉、钢质或木质步行板等。

木桥枕容易腐朽和开裂，使用寿命较短，通常为5～10年；木桥枕对道钉的握裹能力较弱，难以长时间保持线路几何形态，需要定期养护维修；制作木桥枕需要消耗大量优质木材；制作木桥枕需要使用杂酚油进行防腐处理，但杂酚油对自然环境和人体健康有害。随着运输量的增长，以及时间和人力成本的增加，木桥枕的维护和更换成本越来越高，而且优质木材供应量的日渐减少，因此为了减小管理成本、保证运输安全、保护自然环境，国内外均在研究木桥枕的替代产品。

铁路钢梁明桥面上一般设置有护木，以保持桥枕的纵向间距不变。目前所用的护木主要为木材，少数钢梁上用角钢代替。除不用握裹道钉之外，木质护木的缺点与木桥枕一样。角钢容易锈蚀，需要定期进行涂装防护。

为了防止桥枕在列车活载或者温度差作用时发生上翘，保持轨道线形，需要将桥枕与钢梁进行连接。该连接不能太强，否则容易钢梁受损；也不能太弱，否则起不到作用，也就是说该连接必须具有一定的弹性。目前，桥枕与钢梁的连接采用钩螺栓，钩螺栓的螺母之下设置一块木垫块或者钢垫片+橡胶垫片。木垫块弹性差、易腐烂，钢垫片的弹性也差、易锈蚀，长期使用过程中钩螺栓容易松动，需要定期养护维修。

多数木桥枕上使用K型分开式扣件，少数木桥枕上使用了可调轨距的K型分开式扣件，两者均采用轨卡刚性扣压件，螺母易松弛；采用松紧搭配的方式降低线路纵向阻力，线路纵向阻力不均匀；调整钢轨标高时需要拆卸螺纹道钉，工作量较大，同时影响桥枕的使用寿命。

木桥枕上固定走行轨扣件的铁垫板普遍使用螺纹道钉，固定护轨普遍使用普通道钉。长期使用过程中，道钉的钉头容易锈蚀，造成道钉失效，从而威胁行车安全。

为了方便工务人员检修作业，桥枕中间往往铺设步行板，一般采用钢板或木板，钢板容易锈蚀，木板容易腐烂，步行板采用钉子固定于木枕上表面，也容易失效，都需要定期养护维修甚至更换。

另外，现有铁路钢梁明桥面使用容易燃烧的木桥枕、护木、木质步行板等，按照“铁路桥隧建筑物修理规则”的规定，必须在桥头和/或桥上设置防火水桶和砂箱，这些设施也需要定期维护。

综上所述，现有铁路钢梁明桥面存在诸多弊端，每年工务管理部门都需要花费大量的人力和物力对其进行定期检查、维修甚至更换，运营管理成本大幅增加。

实用新型内容

为解决上述各种问题，本实用新型的目的在于提供一种新型铁路钢梁明桥面，可作为解决上述各种问题的一种综合性、系统性的解决方案。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路钢梁明桥面，包括：

若干根复合材料桥枕，其依次平铺在纵梁或主梁上方；

所述复合材料桥枕上表面的两端设有复合材料护木，所述复合材料护木将若干根复合材料桥枕固定连接，以保持复合材料桥枕的纵向间距不变；

所述复合材料桥枕上表面的两端还固定有两条走行轨，所述走行轨与护木平行布置，且所述走行轨位于护木内侧；每条走行轨的内侧均固定有护轨；

所述复合材料桥枕上表面的中间铺设有复合材料步行板，所述复合材料步行板与走行轨平行布置。

进一步的，所述复合材料桥枕和复合材料护木均为纤维含量≥60％的纤维增强复合材料；且均采用若干块纤维增强复合材料板材在压力下粘接，再在垂直板材表面方向钻孔后灌入粘接剂，插入螺杆，固化后进行表面涂装制成。板材之间采用粘接剂加螺杆的方式连接，目的是防止桥枕在运输过程中磕碰或者列车通过时桥枕受力不均匀导致板材之间开裂，也可以提高板材之间的粘接强度。

进一步的，所述纤维增强复合材料的增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维中的任意一种或多种混合，基体为聚合物基。

进一步的，安装所述复合材料桥枕时，所述纤维增强复合材料板材竖向放置。

进一步的，现场安装时，在所述复合材料桥枕的下表面刻槽以嵌于纵梁或主梁的上翼缘，并通过调整刻槽深度适应线路标高；如果所述纵梁或主梁的上翼缘有高强度螺栓或铆钉，则在复合材料桥枕下表面已刻的槽口内再刻槽以避开高强度螺栓或铆钉；如果复合材料桥枕与纵梁或主梁的上平联间距过小，则可继续在复合材料桥枕的下表面刻槽，使其不压迫上平联。

进一步的，为了防止桥枕在列车活载或者温度差作用时发生上翘，保持轨道线形，在所述复合材料桥枕上竖向钻孔，采用钩螺栓将复合材料桥枕与纵梁或主梁的上翼缘连接；为了防止复合材料桥枕在列车活载或者温度差作用时发生纵向移动，在所述复合材料桥枕上横向钻孔，采用横向长螺栓将复合材料桥枕与纵梁或主梁上翼缘的防爬角钢连接。

进一步的，设置复合材料护木以保持每根复合材料桥枕的纵向间距不变，所述复合材料护木的下表面刻槽，槽口顺桥向尺寸等于复合材料桥枕的宽度，使得复合材料护木卡住复合材料桥枕；并在所述复合材料护木上竖向钻孔，采用钩螺栓将复合材料护木与复合材料桥枕连接，或者采用竖向长螺栓将复合材料护木与复合材料桥枕连接。

进一步的，采用钩螺栓连接复合材料桥枕时，为了保证该连接具有一定的弹性，所述钩螺栓头部的螺母下方设有复合材料垫块，所述复合材料垫块由聚氨酯弹性体和复合材料板或聚氨酯弹性体和耐候钢板粘接而成，中间钻有同轴圆孔，供钩螺栓穿过。

进一步的，所述走行轨通过第一扣件固定在复合材料桥枕上，所述护轨通过第二扣件固定在复合材料桥枕上，所述第一扣件和第二扣件分别配有相应的螺纹道钉；为了方便线路养护维修时调整轨距和标高，所述第一扣件采用可调轨距和标高的分开式弹条扣件。

进一步的，为了方便工务人员检修作业，在复合材料桥枕中间上表面铺设复合材料步行板，其为连续拉挤成型的复合材料板材，表面进行防滑处理，并采用螺钉固定于复合材料桥枕上表面。

进一步的，为了防止钩螺栓、竖向长螺栓和横向长螺栓锈蚀，延长其使用寿命，其材质选用耐候钢，或者直接将其进行渗锌处理。

本实用新型的有益效果为：

与传统铁路钢梁明桥面相比，本实用新型将木桥枕更换为复合材料桥枕，将木质护木或角钢更换为复合材料护木，将钩螺栓螺母下的木垫块或橡胶垫片+钢垫片更换为复合材料垫块，将桥枕中间上表面的钢质或木质步行板更换为复合材料步行板，将钩螺栓、连接护木和桥枕的竖向长螺栓、连接桥枕和防爬角钢的横向长螺栓更换为耐候钢材质或渗锌处理，将木桥枕普遍使用的K型分开式扣件更换为可调轨距和标高的分开式弹条扣件。本实用新型克服了既有铁路钢桥明桥面容易劣化、养护维修工作量大等缺点，减少了生命周期成本；同时新型铁路钢梁明桥面没有可燃物，因此可以不设置防火水箱和砂箱。

另外，本实用新型具有承载力强、能有效保持线路几何形态、耐久性好、使用寿命长、绝缘性好、阻燃性好、少维护甚至免维护等优点。

附图说明

图1为本实用新型所述铁路钢梁明桥面的平面布置图；

图2a为一种实施例的图1中A-A截面部分示意图；

图2b另一种实施例的图1中A-A截面部分示意图；

图3为图1中B-B截面示意图；

其中，1-纵梁或主梁，2-高强度螺栓或铆钉，3-复合材料桥枕，4-走行轨，5-护轨，6-第一扣件，7-第二扣件，8-螺纹道钉，9-复合材料护木，10-复合材料垫块，11-钩螺栓，12-竖向长螺栓，13-横向长螺栓，14-复合材料步行板，15-螺钉。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种铁路钢梁明桥面，包括：

若干根复合材料桥枕3，如图1所示，其以一定间距平铺在纵梁或主梁1上方；

所述复合材料桥枕3上表面的两端设有复合材料护木9，所述复合材料护木9将若干根复合材料桥枕3固定连接，以保持复合材料桥枕的纵向间距不变；

所述复合材料桥枕3上表面的两端还固定有两条走行轨4，所述走行轨4与护木9平行布置，且所述走行轨4位于护木9内侧；每条走行轨4的内侧均固定有护轨5；

所述复合材料桥枕3上表面的中间铺设有复合材料步行板14，所述复合材料步行板14与走行轨4平行布置。

所述复合材料桥枕3和复合材料护木9均为纤维含量≥60％的纤维增强复合材料。所述纤维增强复合材料的增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维中的任意一种或多种混合；基体材料为聚合物基，包括不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯等。本实施例中，选用E-玻纤作为增强材料，聚氨酯作为基体材料，采用低羟值低官能度的混合型聚醚多元醇、阻燃剂、硬泡稳定剂、偶联剂、催化剂、发泡剂、抗氧剂、抗紫外剂、异氰酸酯等，制作出密度≥840kg/m³，增强纤维含量≥60％的纤维增强聚氨酯硬泡复合材料板材。这种纤维增强复合材料板材俗称仿木材，可以像加工木材一样进行切割、凿毛、打磨、钻孔等。

复合材料桥枕3和复合材料护木9在工厂批量化制作，采用若干块连续拉挤成型的纤维增强复合材料板材在压力下粘接，再在垂直板材表面方向钻孔后灌入粘接剂，插入螺杆，固化后进行表面涂装制成。采用螺杆连接各板材的目的是防止桥枕在运输过程中磕碰或者列车通过时桥枕受力不均匀导致板材之间开裂，也可以提高板材之间的粘接强度。复合材料桥枕具有强度高、对螺纹道钉的握裹能力强、耐久性好、使用寿命长、阻燃性和绝缘性好、可加工性好等优点，将逐步取代既有铁路钢梁上的木桥枕。复合材料护木与复合材料桥枕材质和工艺相同，但是物理和力学性能可以不如复合材料桥枕，原因在于复合材料护木几乎不承受外力，其作用只是功能性的。

现场安装所述复合材料桥枕3时，所述纤维增强复合材料板材竖向放置，主要有两方面的原因，一是如果板材水平放置，则下面的板材部分或者整体被切断，从而影响桥枕的承载能力；二是当列车通过时板材之间承受反复水平剪切应力，板材之间的粘接容易因为疲劳而失效。

为了防止复合材料桥枕在钢梁上横向移动，有效保持线路走向，在所述复合材料桥枕3的下表面刻槽以嵌于纵梁或主梁1的上翼缘，并通过调整刻槽深度适应线路标高；如果所述纵梁或主梁1的上翼缘有高强度螺栓或铆钉2，则在复合材料桥枕3下表面已刻的槽口内再刻槽以避开高强度螺栓或铆钉2；如果复合材料桥枕3与纵梁或主梁1的上平联间距过小，则可继续在复合材料桥枕3下表面刻槽。

为了防止桥枕在列车活载或者温度差作用时发生上翘，保持轨道线形，在所述复合材料桥枕3上竖向钻孔，采用钩螺栓11将复合材料桥枕3与纵梁或主梁1的上翼缘连接。钩螺栓靠近下端为方柱形，目的是防止钩螺栓转动，为了适应钩螺栓的形状，可采用木工常用的凿子在复合材料桥枕上凿出方柱形孔。

为了防止复合材料桥枕在列车活载或者温度差作用时发生纵向移动，防止涨轨或断轨，在紧邻钢梁上防爬角钢的复合材料桥枕上横向钻孔，采用横向长螺栓13将复合材料桥枕3与纵梁或主梁1上翼缘的防爬角钢连接。同时，设置复合材料护木以保持每根复合材料桥枕的纵向间距不变，在复合材料护木下表面刻槽，槽口顺桥向尺寸等于复合材料桥枕的宽度，使得复合材料护木卡住复合材料桥枕，并在所述复合材料护木9上竖向钻孔，如图2a所示，采用钩螺栓11将复合材料护木9与复合材料桥枕3连接，或者如图2b所示，采用竖向长螺栓12将复合材料护木9与复合材料桥枕3连接。

钩螺栓与钢梁的连接方式与传统铁路钢梁明桥面相似，有两种方式，方式一是采用钩螺栓+复合材料垫块与复合材料桥枕连接(如图2a所示)，适用于纵梁或主梁间距较大的情况；方式二采用竖向长螺栓与复合材料桥枕连接(如图2b所示)，适用于纵梁或主梁间距较小的情况。为了保证复合材料桥枕与钢梁之间采用钩螺栓连接具有一定的弹性，在钩螺栓11螺母下设置复合材料垫块10。该复合材料垫块由聚氨酯弹性体和复合材料板或聚氨酯弹性体和耐候钢板粘接而成，中间钻有同轴圆孔，供钩螺栓穿过，聚氨酯弹性体的弹性系数可以根据设计需要调整。

所述走行轨4通过第一扣件6固定在复合材料桥枕3上，所述护轨5通过第二扣件7固定在复合材料桥枕3上。所述第一扣件6和第二扣件7均配备用相应的螺纹道钉8。采用传统的木桥枕时，如果在线路养护维修时需要调整轨距和标高，则需要将K形分开式扣件的螺纹道钉取出，在紧邻原钉孔位置重新安装时，难以保持螺纹道钉的抗拔力满足要求。为此，采用复合材料桥枕时，走行轨的扣件使用可调轨距和标高的分开式弹条扣件，不再需要取出螺纹道钉。

为了方便工务人员检修作业，在复合材料桥枕中间上表面铺设复合材料步行板，其为连续拉挤成型的复合材料板材，表面进行防滑处理，并采用螺钉固定于复合材料桥枕上表面。不仅能够提高步行板的耐久性，还不需要养护维修。

为了防止钩螺栓、竖向长螺栓和横向长螺栓锈蚀，延长其使用寿命，其材质选用耐候钢，或者直接将其进行渗锌处理。

其中，图1中未示出走行轨、护轨、第一扣件、第二扣件、螺纹道钉以及复合材料步行板。

与传统铁路钢梁明桥面相比，本实用新型将木桥枕更换为复合材料桥枕，将木质护木或角钢更换为复合材料护木，将钩螺栓螺母下的木垫块或橡胶垫片+钢垫片更换为复合材料垫块，将桥枕中间上表面的钢质或木质步行板更换为复合材料步行板，将钩螺栓、连接护木和桥枕的竖向长螺栓、连接桥枕和防爬角钢的横向长螺栓更换为耐候钢材质或渗锌处理，将木桥枕普遍使用的K型分开式扣件更换为可调轨距和标高的分开式弹条扣件。本实用新型克服了既有铁路钢桥明桥面容易劣化、养护维修工作量大等缺点，减少了生命周期成本；同时新型铁路钢梁明桥面没有可燃物，可以不设置防火水箱和砂箱。

采用本实用新型所述新型铁路钢梁明桥面后，所有部件都具有良好的耐久性，长期使用过程中能够做到少维护甚至免维护，不仅能够减小运营管理成本，而且有利于行车安全。

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 (9)

1.一种铁路钢梁明桥面，其特征在于，包括：

若干根复合材料桥枕(3)，其依次平铺在纵梁或主梁(1)上方；

所述复合材料桥枕(3)上表面的两端设有复合材料护木(9)，所述复合材料护木(9)将若干根复合材料桥枕(3)固定连接，以保持复合材料桥枕的纵向间距不变；

所述复合材料桥枕(3)上表面的两端还固定有两条走行轨(4)，所述走行轨(4)与护木(9)平行布置，且所述走行轨(4)位于护木(9)内侧；每条走行轨(4)的内侧均固定有护轨(5)；

所述复合材料桥枕(3)上表面的中间铺设有复合材料步行板(14)，所述复合材料步行板(14)与走行轨(4)平行布置。

2.根据权利要求1所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，所述复合材料桥枕(3)和复合材料护木(9)均为纤维含量≥60％的纤维增强复合材料。

3.根据权利要求2所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，现场安装所述复合材料桥枕(3)时，所述纤维增强复合材料板材竖向放置。

4.根据权利要求1所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，通过在所述复合材料桥枕(3)的下表面刻槽以嵌于纵梁或主梁(1)的上翼缘，并通过调整刻槽深度适应线路标高；如果所述纵梁或主梁(1)的上翼缘有高强度螺栓或铆钉(2)，则在复合材料桥枕(3)下表面已刻的槽口内再刻槽以避开高强度螺栓或铆钉(2)。

5.根据权利要求1所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，在所述复合材料桥枕(3)上竖向钻孔，采用钩螺栓(11)将复合材料桥枕(3)与纵梁或主梁(1)的上翼缘连接；在所述复合材料桥枕(3)上横向钻孔，采用横向长螺栓(13)将复合材料桥枕(3)与纵梁或主梁(1)上翼缘的防爬角钢连接。

6.根据权利要求5所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，所述复合材料护木(9)的下表面刻槽以嵌于复合材料桥枕(3)上；并在所述复合材料护木(9)上竖向钻孔，采用钩螺栓(11)将复合材料护木(9)与复合材料桥枕(3)连接，或者采用竖向长螺栓(12)将复合材料护木(9)与复合材料桥枕(3)连接。

7.根据权利要求6所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，所述钩螺栓(11)头部的螺母下方设有复合材料垫块(10)，所述复合材料垫块(10)由聚氨酯弹性体和复合材料板或聚氨酯弹性体和耐候钢板粘接而成。

8.根据权利要求1所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，所述走行轨(4)通过第一扣件(6)固定在复合材料桥枕(3)上，所述护轨(5)通过第二扣件(7)固定在复合材料桥枕(3)上；所述第一扣件(6)采用可调轨距和标高的分开式弹条扣件。

9.根据权利要求1所述的铁路钢梁明桥面，其特征在于，所述复合材料步行板(14)为连续拉挤成型的复合材料板材，表面进行防滑处理，并通过螺钉(15)固定在复合材料桥枕(3)上。