CN207498746U - 一种铁轨轨道之间的连接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁轨轨道之间的连接机构，包括设置在轨道两端且能够互相扣合的A结构的B结构，所述的A结构包括设置在轨道一端的凸块，所述的凸块的下表面为阶梯面；所述的B结构包括设置在轨道另一端的凹槽，所示凹槽的底面为与凸块下表面配合安装的阶梯面；所述的凸块的宽度小于轨道的宽度，所述的凸块的上表面与轨道的上表面齐平。本实用新型的有益效果是：本实用新型能够改善轨道端部的受力情况，避免轨道端部长期承受交变应力而发生疲劳损坏，有利于延长轨道的使用寿命，提高轨道的使用安全性能，并且还能够增加轨道与轨道之间的连接强度，有利于防止出现脱轨的现象。

Description

一种铁轨轨道之间的连接机构

技术领域

本实用新型涉及轨道领域，具体的说，是一种铁轨轨道之间的连接机构。

背景技术

我国高速铁路发展迅速，已建成营运的高速铁路里程已达1.9万公里，“四纵四横”骨干高速铁路网基本形成。在建高速铁路总里程约11000公里，规划到2020年高速铁路营运里程将达到3万公路。随着营运高速铁路里程的迅猛增加，轨道的养护与维护、病害监测与检测诊断定位、病害修复与耗损铁轨更换等工作量激剧增加。其中，病害修复及铁轨更换严重影响高速铁路的营运，甚至造成巨大的灾难性损失或间接的经济损失。据统计，普通铁路1980年断轨达1257根，换轨达2616km；1986年断轨达1211根，换轨达4005km；1990年断轨达751根，换轨近5000km；1992年断轨达580根，换轨5000多km。随着重载货车线载荷量和列车通过频次的增加，近年来即使因钢轨炼制技术和缺陷探测技术水平的提高，轨道原伤率不断降低，轨道损伤检出率不断提高，但是轨道损伤事件和断轨总量不断增加，这就增加了断轨引发灾难性事件发生的潜在危险性。

断轨的原因多是轨道在原始缺陷(炼制、运输及安装等因素造成)基础上，受周期性温度变化产生的附加应力和列车等交变复杂应力状态作用下，以及路基“意外”变形产生的附加应力作用下，钢轨原始缺陷扩展，或者超限变形，或者疲劳变形破裂造成的。为了解决此类问题，目前所采用的轨道连接技术如下。

(1)短钢轨轨道连接技术。该技术是沿轨道间隔数十米(一般25m)设置伸缩缝，钢轨端面平头，钢轨端部两侧设置两块钢质夹板，用沿线路方向可移动的螺栓(配合钢轨及夹板上的条形螺孔)将两根钢轨连接在一起，即“平头夹板式”轨道连接技术。以解决轨道温度等因素引起的附加应力。另一方面，螺栓孔对轨道端段的削弱和冲击荷载作用，又使伸缩缝两侧轨道端段断裂的几率增加，进而增加了轨道断裂的风险。据统计60％以上的钢轨破损发生在钢轨接头处，其修理费用约占线路全部养护费用的70％。

(2)长钢轨大间隔伸缩缝轨道连接技术。该技术类似于传统的“平头夹板式”轨道连接技术，只是采用低膨胀率的短钢轨，焊接成长钢轨，伸缩缝设置的间隔距离较大，达数百米至十余公里。该轨道连接技术一定程度上解决了“短钢轨轨道连接技术”存在的噪声问题和轨缝段钢轨变形、强度和刚度不连续的结构问题。但是轨道出现了一定程度的温度应力问题。

(3)无缝轨道连接技术。该技术是在“长钢轨大间隔伸缩缝轨道连接技术”基础上，进一步采用材质更优，膨胀率更低的短钢轨，焊接为长钢轨，伸缩缝设置的间隔距离进一步加大，达数十公里至数百公里。该轨道连接技术进一步解决了“短钢轨轨道连接技术”存在的噪声问题，以及其它诸如轨缝段钢轨变形、强度和刚度不连续的结构问题，但是轨道温度应力问题更加突出。

(4)钢轨温度应力放散轨道连接技术。该技术是在长轨道和无缝轨道钢轨两端设置钢轨伸缩接头，钢轨能自动滑移变形散放温度应力；或者人工定期松开扣件，让钢轨自由变形释放温度应力的技术。该技术允许长轨条自由伸缩，放散钢轨温度应力，降低了钢轨断裂的几率。

(5)钢轨伸缩调节器轨道连接技术。该技术是沿线路一定间隔距离，或者桥梁线路段设置单向或双向“削竹式”钢轨伸缩调节器，通过调节器两侧钢轨相对错动滑移，实现轨道的伸缩变形位移，最大可调节位移能达到1000mm。这样能够减小钢轨热涨变形产生的温度应力问题。

(6)无缝钢轨热膨胀变形强制约束轨道连接技术。该技术是利用扣件将钢轨牢牢地固定在轨枕上，因钢轨与轨枕之间，轨枕与轨道板之间，轨道板与路床之间和路床与路基之间形成的摩擦阻力或者变形抗力，分散控制钢轨在线路纵向的膨胀压缩或拉伸变形，强制其向钢轨横向(截面内周向)变形，不至于钢轨在其纵向上的变形积累在局部，而产生弯曲变形或断裂的一项技术。

现有高速铁路无缝轨道连接技术所面临的难题：

在高速铁路轨道安装调试中，即使采用上述长轨或无缝轨道连接技术和放散钢轨温度应力技术，以及安装钢轨伸缩调节器轨道连接技术，但这些轨道连接技术也存在各自的技术难题。

(1)自动或人工散放钢轨温度应力技术。对于自动散放钢轨温度应力技术，因钢轨伸缩接头结构复杂，现已较少使用；对于人工散放钢轨温度应力，每次作业需要耗费大量的劳力和时间，作业很不方便，因高速铁路“天窗”时间短，限制了该技术的推广应用。

(2)国内外常用的“竹削式”钢轨伸缩调节器轨道连接技术。因“竹削式”钢轨伸缩调节器产生纵向相对位移时，横向将产生“膨胀”，对此如果控制不到位会引起轨距的变化，甚至使轨距超出容许范围，导致列车运行安全风险的增加。

(3)在高速铁路轨道安装调试中，即使采用上述综合的轨道连接技术，但对于昼夜和季节性温差变化较大的北方或高原地区，或者路基变形敏感地段，仍然不能完全解决钢轨因温度变化和其它因素引起的附加应力问题。如沪宁线上303km长的无缝钢轨，要解决热胀冷缩问题仅靠数量不多的钢轨伸缩接头缝隙是不够的。

(4)无缝钢轨热膨胀变形强制约束轨道连接技术，在一定程度上能够解决钢轨热膨胀等因素引起的压缩变形局部集中的问题，但在解决钢轨极端情况(如温差较大地区和路基局部较大变形地段)下的拉伸变形甚至断裂问题非常有限。

(5)上述轨道连接技术，特别是长钢轨或无缝轨道连接技术，以及无缝钢轨热膨胀变形强制约束轨道连接技术，其重点在于解决钢轨热膨胀产生的温度压缩应力和制动产生的钢轨压缩应力问题。对于昼夜温差较大的北方或高原地区和路基变形敏感地段，因长钢轨或无缝轨道钢轨频繁的收缩变形和路基的不均匀沉降变形，在钢轨结构中将会产生由钢轨轴向拉伸应力、弯曲局部张应力与剪切应力和轴向扭转剪切应力构成的复杂应力状态。在此基础上钢轨受到列车车轮频繁的横向交变荷载作用下，钢轨炼制过程中存在的原始缺陷和后期安装、调试和运行过程中产生的次生缺陷，产生扩展断裂的几率和风险性将大大增加。钢轨的张剪性断裂与压剪性破断相比更具有突发性，并且其随机性更强，探测定位难度更大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能够改善轨道端部受理情况、减小轨道端部变形、提高轨道安全性能的铁轨轨道之间的连接机构。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种铁轨轨道之间的连接机构，包括设置在轨道两端且能够互相扣合的A结构的B结构，所述的A结构包括设置在轨道一端的凸块，所述的凸块的下表面为阶梯面；所述的B结构包括设置在轨道另一端的凹槽，所示凹槽的底面为与凸块下表面配合安装的阶梯面；所述的凸块的宽度小于轨道的宽度，所述的凸块的上表面与轨道的上表面齐平。利用凸块与凹槽的配合，使得火车在由一个轨道驶向另一根轨道时，由凸块和凹槽两侧的轨道结构共同承受来自火车的压力，避免轨道端部的上部边缘承受周期性、单方向向下压力而有向下弯曲的趋势，避免轨道端部的承受周期性交变应力而导致疲劳损坏，从而有利于延长轨道的使用寿命，使轨道的上表面保持良好的形态，避免出现变形的情况而有利于避免在火车行驶的过程中发生颠簸的现象。

所述的凸块以轨道的对称面为对称面对称分布。以此使得凸块受力均匀，避免受力不均导致的变形。

所述的凸块的宽度延远离轨道的方向逐渐变小。以此在会火车经过轨道的连接处之后，能够使凸块承受的压力逐渐减小，使凹槽两侧轨道结构承受的压力逐渐增大，从而改善了轨道连接处的受力情况，避免凸块承受的压力突然减小或凹槽两侧轨道结构承受的压力突然增大而导致交变应力过大。

所述的凸块上设置有延凸块宽度方向设置的通孔；所述的凹槽的两侧上设置有能够与通孔配合的同轴通孔。利用通孔安装定位钉能够固提高凸块与凹槽两侧轨道结构的连接强度，进而提高两根轨道之间的连接强度，有利于防止出现松动的情况，提高轨道的稳定性以及安全性能。所述的定位钉优先采用锥形定位钉，利用锥形与通孔的过盈配合提高定位钉与凸块以及定位钉与凹槽两侧轨道结构的连接强度，并且能够防止定位钉出现松脱的现象。从而有利于提高两个轨道之间的连接强度以及轨道连接处的刚性以及抗变形能力。

所述的凹槽的底面低于凸块的下表面；还包括设置在凹槽底面与凸块下表面之间的楔形块。利用楔形块能够提高轨道与轨道之间的连接强度以及刚性，并且能够为凸块施加一个向上的预紧力以抵消部分来自火车经过时产生的向下的压力，从而有利于减小凸块承受的交变应力。

还包括至少一个依次贯穿凸块、楔形块和凹槽的定位钉；所述的定位钉的上表面与凸块的上表面齐平或低于凸块的上表面。以此能够提高凸块、楔形块和凹槽下部结构的连接强度，避免楔形块在火车压力的作用下发生位移而脱离楔形块与凹槽之间的间隙。

所述的阶梯面包括互相垂直的水平面和竖直面；所述的水平面设置有三个。以此使得竖直面有两个竖直面

所述的凸块与凹槽过盈配合。以此能够提高凸块与凹槽的连接强度以及连接之后的稳定性。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型能够改善轨道端部的受力情况，避免轨道端部长期承受交变应力而发生疲劳损坏，有利于延长轨道的使用寿命，提高轨道的使用安全性能，并且还能够增加轨道与轨道之间的连接强度，有利于防止出现脱轨的现象。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1的俯视图；

图3为实施例3的结构示意图；

图4为实施例4的结构示意图；

图5为实施例5的结构示意图；

图6为实施例6的结构示意图；

图7为实施例7的结构示意图；

其中1-轨道，2-轨道底座，3-凸块，4-凹槽，5-通孔，6-楔形块，7-定位钉。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例中，一种铁轨轨道之间的连接机构，包括设置在轨道1两端且能够互相扣合的A结构的B结构，轨道1设置在轨道底座2上，所述的A结构包括设置在轨道1一端的凸块3，所述的凸块3的下表面为阶梯面。凸块3的厚度延远离轨道的方向逐渐增加或逐渐减小。所述的B结构包括设置在轨道1另一端的凹槽4，所示凹槽4的底面为与凸块3下表面配合安装的阶梯面；所述的凸块3的宽度小于轨道1的宽度，所述的凸块3的上表面与轨道1的上表面齐平。如图所示，使用时，将多个轨道1首尾相接，使凸块3与凹槽4配合安装，在将轨道固定在轨枕上。利用凸块3与凹槽4的配合，使得火车在由一个轨道驶向另一根轨道时，由凸块3和凹槽4两侧的轨道结构共同承受来自火车的压力，避免轨道端部的上部边缘承受周期性、单方向向下压力而有向下弯曲的趋势，避免轨道端部的承受周期性交变应力而导致疲劳损坏，从而有利于延长轨道的使用寿命，使轨道的上表面保持良好的形态，避免出现变形的情况而有利于避免在火车行驶的过程中发生颠簸的现象。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的凸块3以轨道1的对称面为对称面对称分布。以此使得凸块3受力均匀，避免受力不均导致的变形。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例3：

如图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的凸块3的宽度延远离轨道1的方向逐渐变小。以此在会火车经过轨道的连接处之后，能够使凸块3承受的压力逐渐减小，使凹槽4两侧轨道结构承受的压力逐渐增大，从而改善了轨道连接处的受力情况，避免凸块3承受的压力突然减小或凹槽4两侧轨道结构承受的压力突然增大而导致交变应力过大。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例4：

如图4所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的凸块3上设置有延凸块3宽度方向设置的通孔5；所述的凹槽4的两侧上设置有能够与通孔5配合的同轴通孔。利用通孔5安装定位钉能够固提高凸块3与凹槽4两侧轨道结构的连接强度，进而提高两根轨道之间的连接强度，有利于防止出现松动的情况，提高轨道的稳定性以及安全性能。所述的定位钉优先采用锥形定位钉，利用锥形与通孔的过盈配合提高定位钉与凸块3以及定位钉与凹槽4两侧轨道结构的连接强度，并且能够防止定位钉出现松脱的现象。从而有利于提高两个轨道之间的连接强度以及轨道连接处的刚性以及抗变形能力。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例5：

如图5所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的凹槽4的底面低于凸块3的下表面。以此使得凹槽4与凸块3之间存在一定空隙。连接机构还包括设置在凹槽4底面与凸块3下表面之间的楔形块6。利用楔形块6与空隙楔形连接能够提高轨道与轨道之间的连接强度以及刚性，并且能够为凸块3施加一个向上的预紧力以抵消部分来自火车经过时产生的向下的压力，从而有利于减小凸块3承受的交变应力。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例6：

如图6所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，还包括至少一个依次贯穿凸块3、楔形块6和凹槽4的定位钉7；所述的定位钉7的上表面与凸块3的上表面齐平或低于凸块3的上表面。以此能够提高凸块3、楔形块6和凹槽4下部结构的连接强度，避免楔形块6在火车压力的作用下发生位移而脱离楔形块6与凹槽4之间的间隙。所述的定位钉7采用锥形结构，以此能够提高凸块3、楔形块6和凹槽4下部结构的连接强度，并防止出现松脱的现象。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例7：

如图7所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的阶梯面包括互相垂直的水平面和竖直面；所述的水平面设置有三个。利用多个竖直面有利于将使轨道向前后移动的力进行分散，从而改善轨道端部的受力情况，避免轨道端部疲劳损坏。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例8：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的凸块3与凹槽4过盈配合。以此能够提高凸块3与凹槽4的连接强度以及连接之后的稳定性。本实施例中，其他未描述的内容与上述实施例的内容相同，故不赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铁轨轨道之间的连接机构，包括设置在轨道(1)两端且能够互相扣合的A结构的B结构，其特征在于：所述的A结构包括设置在轨道(1)一端的凸块(3)，所述的凸块(3)的下表面为阶梯面；所述的B结构包括设置在轨道(1)另一端的凹槽(4)，所示凹槽(4)的底面为与凸块(3)下表面配合安装的阶梯面；所述的凸块(3)的宽度小于轨道(1)的宽度，所述的凸块(3)的上表面与轨道(1)的上表面齐平。

2.根据权利要求1所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的凸块(3)以轨道(1)的对称面为对称面对称分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的凸块(3)的宽度延远离轨道(1)的方向逐渐变小。

4.根据权利要求3所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的凸块(3)上设置有延凸块(3)宽度方向设置的通孔(5)；所述的凹槽(4)的两侧上设置有能够与通孔(5)配合的同轴通孔。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的凹槽(4)的底面低于凸块(3)的下表面；还包括设置在凹槽(4)底面与凸块(3)下表面之间的楔形块(6)。

6.根据权利要求5所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：还包括至少一个依次贯穿凸块(3)、楔形块(6)和凹槽(4)的定位钉(7)；所述的定位钉(7)的上表面与凸块(3)的上表面齐平或低于凸块(3)的上表面。

7.根据权利要求1、2、4、6中任一项所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的阶梯面包括互相垂直的水平面和竖直面；所述的水平面设置有三个。

8.根据权利要求7所述的一种铁轨轨道之间的连接机构，其特征在于：所述的凸块(3)与凹槽(4)过盈配合。