CN212641069U - 一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头，上部由两半轨组合构成，下部支撑为滑动橡胶复合垫板，支撑垫板为夹双层钢板复合橡胶板，短轨结构和复合垫板共同组成本新型轨道接头。每个半轨均包括承载段、连接段两个部分，承载段与连接段一体成型，两个半轨的承载段贴合后组成一短轨，两个半轨的连接段分别与两侧的钢轨连接。本接头结构组成简单，方便现场安装和更换，构件传递轮压荷载路径明确，短轨承载段较正常轨身截面加强60％，有效提高钢轨破坏承载力。

Description

一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头

技术领域

本实用新型属于港口工程码头钢轨设计领域，涉及一种新型的轨道接头结构，可应用于集装箱码头、矿石码头、煤码头等重载码头装卸机重型钢轨。

背景技术

随着港口吞吐量规模的不断扩大，码头重型装卸设备的负荷越来越大，支撑装卸设备的重型钢轨受高负荷的运营作业和恶劣的自然环境作用的影响，钢轨存在不同程度的损伤和断裂，尤其是钢轨接头部位断裂占统计断裂的比例达到90％以上，极大影响设备的安全运行和正常使用。现行国家标准对码头重型钢轨的设计处于一个简单的“选型”模式，配套的设计理论、计算模式、材料参数、工艺水平与实际需求处于相对滞后的层次。

由于特殊的使用环境和荷载需求，尚不能实现重型轨道的全无缝轨道设计，必须设置一定数量的可伸缩的活动接头以消除轨道的温度变形，接头设置的数量和间距与使用地环境温差有密切的关系，温差越大接头设置的间距越短。目前应用于码头钢轨接头的形式主要为直缝接头、斜缝接头、L形接头、凸字形接头四种(如图1.图2.图3.图4)，通过调研和文献分析，上述四种接头结构各有利弊，如直缝接头、斜缝接头连接方便，但轨道伸缩能力差、接头数量多，L形接头钢轨伸缩能力强，但容易形成应力集中，凸字形接头钢轨伸缩能力强、接头间距大，但安装精度要求高、易于形成应力集中。接头处由于钢轨变截面，对承载力有一定程度的削弱，是钢轨的薄弱部位。因此研发一种适用于码头装卸机重型轨道的新型接头具有重要的工程价值和现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有接头的技术不足之处，提供一种新型的轨道接头及实时轮压监测装置，解决钢轨接头频繁断裂的技术难题，为管理方设备维护和安全生产提供技术数据。

本实用新型的主要技术方案是：

一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头，由两半轨和复合垫板组合构成，在两半轨的下部安装复合垫板，每个半轨均包括承载段、连接段两个部分，承载段与连接段一体成型，两个半轨的承载段贴合后组成一短轨，两个半轨的连接段分别与两侧的钢轨连接。

而且，所述的连接段与钢轨的连接采用螺栓连接或者卡装连接或者插接。

而且，在连接段上朝向钢轨腹板制有1个以上的螺栓孔。

而且，短轨轨顶的形状及尺寸同连接的钢轨的形状、尺寸完全匹配。

而且，短轨断面为类梯形，高度与连接的钢轨同高，底部宽度为顶部宽度的1.2～2.0倍。

而且，连接段的断面近似半圆形，弧面侧与连接的钢轨腹板内弧面完全贴合。

而且，所述的复合垫板由橡胶及两层钢板构成，在橡胶内间隔封装两层钢板。

一种轨道接头的安装方法，在两根待连接的钢轨之间预留出安装距离，该距离为半轨承载段长度与伸缩缝之和，将半轨连接段上的螺栓孔与钢轨腹板的螺栓孔对齐，在钢轨的另一侧安装鱼尾板，通过对拉螺栓连接鱼尾板与连接段。以两个半轨的对接缝为中心线，沿钢轨长度方向在中心线两侧各3～5倍半轨连接段的长度范围的轨道底布设复合垫板，在复合垫板的下方铺设钢垫板，钢垫板的下方为轨道专用胶泥。

一种轨道接头的实时轮压监测系统，在短轨的中部安装有一组防水、防尘微应变监测传感器，并进行防水防腐密封封装，预留信号接线头，通过在轨道上施加定量荷载并采集对应应变值，将荷载与应变对应数据编入荷载分析模块，进而在实际应用条件下根据监测轨道应变值得出轨道轮压荷载。

基于常规接头的工程应用情况调查，本实用新型专利提出一种新型的轨道接头结构，采用“短轨”的结构构造形式进行长轨的接头连接，“短轨”结构既可有效传递轮压荷载，又可保持与轨身自由协调的伸缩变形，在接头处受力传递路径明确，短轨接头可加工成标准的产品，加工尺寸精度和材质可以得到有效保证，短轨结构断面较钢轨本体加强、承载能力增大，现场易于安装和拆卸。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本短轨系统在伸缩缝部位由左右两组短轨组成，结构组成简单，方便现场安装和更换，构件传递轮压荷载路径明确，短轨承载段较正常轨身截面加强60％，有效提高钢轨破坏承载力；

2、短轨系统与钢轨腹板采用螺栓“柔性”连接，螺栓仅起到连接短轨与钢轨协同变形的作用，无需对钢轨进行截面切割，减少对钢轨母材的结构破坏，避免切割缺口产生的应力集中情况；

3、短轨系统可以加工成标准产品，钢轨接头破坏后可以在不拆卸伸缩缝两侧钢轨的前提下，快速更换新的接头系统，提高维修作业的效率，降低轨道维修对生产的不利影响；

4、短轨系统可以通过安装的高精度应力应变监测传感器采集轮压作用下的响应数据，通过数据采集和处理系统实现实时轮压的获取，为设备的使用状态管理和运维提供技术数据。

附图说明

图1为背景技术中直缝接头的照片；

图2为背景技术中斜缝接头的照片；

图3为背景技术中L形接头的照片；

图4为背景技术中凸字形接头的照片；

图5为本实用新型轨道接头的安装结构图；

图6为图5的A-A向截面剖视图；

图7为图5的B-B向截面剖视图；

图8为本实用新型半轨的立体结构图；

图9为本实用新型半轨的立体结构图；

图10为双层钢板复合橡胶垫板机构图；

图11为本接头的实物照片；

图12为实时轮压监测装置安装实物图；

图13为轮压实时监测系统模块示意图。

图中：1为承载段、2为鱼尾板、3为连接段、4为螺栓、5为待连接钢轨、6为螺栓孔、7为钢垫板、8为轨道专用胶泥、9为夹双层钢板复合橡胶垫板、10为橡胶。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头，由两个半轨组合构成，每个半轨均包括承载段1、连接段3两个部分，承载段与连接段一体成型。两个半轨的承载段贴合后组成一个完整的短轨，两个半轨的连接段分别与左右两侧的待连接钢轨5连接。左右两个半轨可以分别随轨道伸缩变形自由滑动。

连接段与钢轨的连接可以采用螺栓或者卡装等方式，如果采用螺栓4连接，在连接段制有2个以上的螺栓孔6。

在安装接头时，只需要在两根正常钢轨端头预留出合适的安装距离，该距离为半轨承载段长度与伸缩缝预留宽度之和，短轨连接段上的螺栓孔与钢轨腹板的螺栓孔对齐，钢轨的另一侧安装鱼尾板2，安装对拉螺栓并旋紧螺帽锁紧。

所述的短轨承载段轨顶尺寸及弧面同连接的钢轨型号截面尺寸完全匹配，保持装卸机的轮子从正常钢轨可以顺畅的滚动过渡到短轨部分；

所述的短轨承载段断面为近似梯形断面，高度与连接的同型号钢轨同高，底部宽度为顶部宽度的1.2～2.0倍；

所述的半轨连接段断面形式为近似半圆形，一侧弧面与连接的同型号钢轨腹板内弧面完全贴合，保证安装时连接段与钢轨紧密接触；

所述的半轨连接段螺栓孔与钢轨腹板的螺栓孔在钢轨高度方向上为椭圆形孔，孔径较螺栓公称直径大3～5mm，螺栓螺帽均安装减震垫片；

所述的接头区域，以接缝中心为中心线，沿钢轨长度方向在中心线两侧各3.5倍半轨连接段的长度范围的轨道底需布设抗剪压夹双层钢板复合橡胶垫板7，在复合橡胶垫板的下方铺设钢垫板6，钢垫板的下方为轨道专用胶泥。所述的复合橡胶垫板由橡胶8及两层钢板9构成，在橡胶内间隔封装两层钢板。

在半轨轨身中部安装有一组防水、防尘微应变监测传感器，并进行防水防腐密封封装，预留信号接线头。通过在轨道上施加定量荷载并采集对应应变值，将荷载与应变对应数据编入荷载分析模块，进而在实际应用条件下根据监测轨道应变值得出轨道轮压荷载；

该短轨实现的轮压监测系统由硬件和软件两部分组成，所述硬件部分包括传感器、数据线、数据采集仪和终端电脑，所述软件部分包括应变读入模块、荷载分析模块，所述荷载分析模块依赖于室内试验所得数据库。

安装在短轨段上的应力应变监测传感器可以实时测量轮压作用下的的应变响应，通过数据采集和处理装置获得实时轮压荷载。本实用新型同现有的接头形式相比施工简单、受力明确、易于更换，延长了轨道的使用寿命，提供的轮压监测装置可以为设备状态评估、维护和安全生产提供有效的技术数据。

基于工程中实际采用的接头断裂情况分析，根据本实用新型专利技术特点，采用“短轨”模型已在某港口矿石码头重型钢轨接头中进行工程测试应用，通过近一年的工程应用测试，目前轨头未出现错缝变形、断裂和裂纹情况，说明该短轨具备很好的工程实用性。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种码头重型钢轨组合式新型轨道接头，其特征在于：由两半轨和复合垫板组合构成，在两半轨的下部安装复合垫板，每个半轨均包括承载段、连接段两个部分，承载段与连接段一体成型，两个半轨的承载段贴合后组成一短轨，两个半轨的连接段分别与两侧的钢轨连接。

2.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：所述的连接段与钢轨的连接采用螺栓连接或者卡装连接或者插接。

3.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：在连接段上朝向钢轨腹板制有1个以上的螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：短轨轨顶的形状及尺寸同连接的钢轨的形状、尺寸完全匹配。

5.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：短轨断面为类梯形，高度与连接的钢轨同高，底部宽度为顶部宽度的1.2～2.0倍。

6.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：连接段的断面近似半圆形，弧面侧与连接的钢轨腹板内弧面完全贴合。

7.根据权利要求1所述的轨道接头，其特征在于：所述的复合垫板由橡胶及两层钢板构成，在橡胶内间隔封装两层钢板。

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