CN212801041U - 一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件 - Google Patents

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刘道通
王书卫
程保青
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李建斌
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本实用新型公开一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,工字型短钢枕和铁垫板通过对称于工字型短钢枕连接螺栓套件牢固连接为一体,铁垫板通过锚固套件与下部圈梁基础连接为一体,实现工字型短钢枕与下部圈梁基础牢固连接。有益效果是,轨排与下部基础分别紧固,即通过锚固套件将铁垫板固定于圈梁基础上,通过连接螺栓将轨排短钢枕与铁垫板紧固,扣件垂向及纵向可调性好;工字形短钢枕两侧采用螺栓连接保证短钢枕克服所受弯矩作用,保持轨排的稳定性;短钢枕与铁垫板接触,温度应力下自由伸缩;该扣件连接牢固、轨道几何状态控制力强、钢枕与圈梁基础刚度衔接好、能提供较好的弹性和绝缘性,零部件成熟稳定,安装、更换及养护维修方便。

Description

一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件
技术领域
本实用新型涉及一种中低速磁浮交通轨道用扣件;特别是涉及一种弹性分开式的轨排扣件。
背景技术
中低速磁浮交通是一种新型的轨道交通系统,具有爬坡能力强,转弯半径小、低噪声、振动小、节能环保、建设成本低等特点,能够很好的克服“轮轨”制式轨道交通的不足,适用于城市市区、近距离城市间等中等运量的旅客运输。
中低速磁浮列车采用悬浮架抱轨运行,利用车载电磁装置与轨道上铁磁构件相互吸引,将列车向上吸起悬浮于轨道上,列车通过控制模块与轨道的间隙来控制列车悬浮、导向的稳定性,通过直线电机来提供列车牵引动力。磁浮轨道作为支承和引导列车运行的基础结构,其稳定性及可靠性对列车悬浮控制系统及列车运行安全至关重要。
轨排扣件是轨道结构的重要组成部件,它将轨排与支承结构牢固连接,保持轨排在下部基础上的几何形位,保证轨排的安装精度和可调节能力,承受列车自重、驱动力、导向力与制动力并将力传递至基础结构。此外,中低速磁浮轨道系统的弹性几乎全部取决于扣件系统。因此,轨排扣件结构形式和性能是影响中低速磁浮轨道系统稳定性和可靠性的关键因素,而且扣件的结构形式对保证铺轨施工的质量和效率至关重要。
中低速磁浮交通列车与轨道系统相互作用力与普通铁路轮轨系统相互作用有很大的区别。首先,磁浮轨排是由“F轨”和“工字型钢枕”作为主要部件组装而成的钢结构整体,不存在轨距调整的问题,且轨排横向刚度很大,长度为3.6~12m不等,在保证施工精度的情况下,轨排横向调节的必要性不大,且轨排的自身特性也不允许铺设完成之后的横向调节。其次,中低速磁浮列车在运行过程中处于悬浮状态,列车与轨排之间通过磁力相互作用,不存在普通轮轨之间的直接硬接触,列车运行过程中产生的冲击振动远较轮轨系统冲击作用为小。
中低速磁浮交通轨排所用“工字型钢枕”以长钢枕为主,在场段库内股道部分地段,由于工艺要求须采用短钢枕,一般短钢枕位于一片轨排的中部,轨排两端采用长钢枕,保证轨排的整体性,采用短钢枕段,在“F轨”中间形成空隙,F轨直接承受列车荷载,一般两根“F轨”轨距大于轨下基础支撑点间距,因此,短钢枕地段所采用轨排扣件需克服车辆通过时短钢枕所受弯矩作用。
中低速磁浮交通轨排下部基础有轨道梁、承轨梁、立柱、圈梁等型式。轨道梁及承轨梁一般用于正线及场段库外股道。立柱及圈梁一般用于场段库内股道,圈梁基础地段一般采用短钢枕,立柱基础根据工艺要求可采用长轨枕,也可采用短轨枕。
鉴于中低速磁浮交通的以上特点,适用于短钢枕、圈梁基础地段的磁浮轨排扣件应具备以下特性:
(1)扣件作为连接轨排与下部基础结构的关键部件,应该具备足够的强度、扣压力、稳定性、适量的弹性。
(2)扣件应能够克服短钢枕所受弯矩作用,以保证轨排的稳定性。
(3)为了满足铺轨施工的质量和效率需求,轨排扣件应尽量结构简单,安装方便,便于圈梁基础的浇筑施工。
(4)为了克服基础沉降等因素造成的轨道不平顺及轨排在温度变化时的伸缩效应,扣件应具备一定的竖向调高能力及纵向调整能力。
(5)为了方便运营过程中的养护维修,扣件在满足功能要求的同时应方便拆卸更换。
扣件主要分为弹性分开式及弹性不分开式两大类。弹性分开式扣件的主要特点是钢轨与轨枕之间是用两组锚固件分别进行锚固。弹性不分开式扣件的主要特点是钢轨与轨枕之间用一组锚固件进行锚固。同理,中低速磁浮交通轨排扣件也有弹性分开式和弹性不分开式两大类,其中弹性分开式扣件通过两组螺栓组件固定轨排及下部基础,实现轨排与下部基础的连接。这种扣件的效果是能实现轨排纵向、横向、垂向的三维调节。但现有的中低速磁浮交通轨道扣件不能直接应用于圈梁检修地段。弹性不分开式扣件通过一组螺栓直接将钢枕翼缘、弹性垫板固定于下部基础上。这种扣件的效果是轨排与基础连接牢固、轨道几何状态控制力强、结构简单、更换及养护维修方便、造价较低等,但这种扣件一般只适用正线地段。
现有的中低速磁浮交通轨排扣件主要针对长钢枕设计,适用于轨道梁或承轨梁等下部基础地段。目前针对短钢枕圈梁基础地段的轨排扣件设计尚属空白,鉴于短钢枕特殊的受力特点,需要重新进行设计研发。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种适用于短钢枕、圈梁基础地段,具有足够的强度、扣压力、稳定性、适量的弹性及轨排调整能力、安装及维修更换方便的中低速磁浮交通轨排扣件。
本实用新型所采用的技术方案是,一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,包括,铁垫板、锚固套件、连接螺栓套件和工字型短钢枕;所述工字型短钢枕和铁垫板通过对称于工字型短钢枕的连接螺栓套件牢固连接为一体,所述铁垫板通过锚固套件与下部圈梁基础连接为一体,实现工字型短钢枕与下部圈梁基础牢固连接。
所述铁垫板主体为长方形平板结构,铁垫板外侧对称设有贯通的圆形螺栓孔,铁垫板通过锚固螺栓固定于圈梁上;铁垫板内侧对称设置四个沿线路方向的槽道。
所述槽道外侧为圆形孔为通孔,槽道内侧连接孔及半圆孔为凸型孔。
所述锚固套件包括锚固螺栓、第一平垫圈、重型弹簧垫圈和绝缘套管;所述锚固螺栓依次穿过第一第垫圈、重型弹簧垫圈、铁垫板、弹性垫板和调高垫板与绝缘套管紧固连接;所述第一平垫圈及重型弹簧垫圈设在锚固螺栓与铁垫板之间,防止螺栓松脱;所述铁垫板与圈梁之间设有弹性垫板和调高垫板;所述弹性垫板上设有沟槽;所述绝缘套管浇入圈梁内。
所述连接螺栓套件包括螺栓、螺母、第二平垫圈和弹簧垫圈;所述螺栓为标准六角螺栓,螺栓通过槽道外侧圆孔插入铁垫板,向内侧平移卡入凸型连接孔,向上依次穿过工字型短钢枕底板、第二平垫圈、弹簧垫圈、螺母进行紧固连接;所述工字型短钢枕底板上对称设置有沿线路方向的开口螺栓孔。
本实用新型的有益效果是,将轨排与下部基础分别紧固,即通过锚固套件将铁垫板固定于圈梁基础上,通过四组连接螺栓将轨排短钢枕与铁垫板紧固,扣件垂向及纵向可调性好;为建筑布置工艺要求提供了便利;工字形短钢枕两侧分别采用两组连接螺栓,能够保证短钢枕克服所受弯矩作用,保持轨排的稳定性;短钢枕与铁垫板接触,方便温度应力下的自由伸缩;该扣件连接牢固、轨道几何状态控制力强、钢枕与圈梁基础刚度衔接好、能够提供较好的弹性和绝缘性,零部件成熟稳定,安装、更换及养护维修方便。
附图说明
图1是本实用新型中低速磁浮交通轨排扣件组装示意图;
图2a是中低速磁浮交通短钢枕段轨排横断面图;
图2b是图2a中A-A向剖视图;
图3a、图3b和图3c是本实用新型铁垫板俯视图、侧视图和正视图;
图4a和图4b是本实用新型的弹性垫板正视图和俯视图;
图5a和图5b是本实用新型的调高垫板正视图和俯视图。
图中:
1.铁垫板 2.锚固螺栓 3.弹性垫板 4.调高垫板
5.第一平垫圈 6.重型弹簧垫圈 7.螺栓 8.螺母
9.第二平垫圈 10.弹簧垫圈 11.绝缘套管
12.工字型短钢枕 13.圈梁 14.F轨 15.开口螺栓孔
16.圆形螺栓孔 17.槽道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明:
如图所示,本实用新型一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,该扣件适用于场段库内线、短钢枕、圈梁基础地段,将磁浮轨排固定于圈梁基础上。扣件包括,铁垫板1、锚固套件、连接螺栓套件和工字型短钢枕12;所述工字型短钢枕12和铁垫板通过对称于工字型短钢枕12的连接螺栓套件牢固连接为一体,所述铁垫板1通过锚固套件与下部圈梁基础连接为一体,从而实现工字型短钢枕12与下部圈梁基础的牢固连接。
如图3a至图3c所示,所述铁垫板1主体为长方形平板结构。外侧对称设两个圆形螺栓孔16,该螺栓孔为铁垫板1上的圆形通孔,用以将铁垫板通过锚固螺栓固定于圈梁13上,中低速磁浮交通轨排为组装的钢结构整体,无轨距调整需求,相较现有技术,圆形螺栓孔有利于轨排横向稳定性的控制。铁垫板1内侧对称设置四个沿线路方向的槽道17,该槽道外侧圆形孔为通孔,内侧连接孔及半圆孔为凸型孔,即孔下部较宽,上部较窄,用以将工字型短钢枕12通过连接螺栓套件与铁垫板1连接固定,连接螺栓套件可在铁垫板1上部完成安装和拆卸,不必抬起铁垫板1和工字型短钢枕12,可实现单独拆卸更换,养护维修方便。铁垫板1材料可采用Q235,通过机加工完成,也可采用球墨铸铁QT450-10铸造。
所述锚固套件包括锚固螺栓2、第一平垫圈5、重型弹簧垫圈6和绝缘套管11。所述锚固螺栓2为六角螺栓,材料为Q235,依次穿过第一平垫圈5、重型弹簧垫圈6、铁垫板1、弹性垫板3和调高垫板4与绝缘套管11紧固连接,绝缘套管在铺轨过程中后浇埋入圈梁基础。第一平垫圈5及重型弹簧垫圈6设在锚固螺栓与铁垫板1之间,防止螺栓松脱。所述铁垫板1与圈梁13之间设有弹性垫板3和调高垫板4。
本实用新型锚固螺栓2丝扣朝下拧入绝缘套管,拧入前涂黄油,采用扭矩扳手操作,扭矩按要求执行。所述第一平垫圈5及重型弹簧垫圈6均为标准件,第一平垫圈5材料为Q235,重型弹簧垫圈6材料为60Si2Mn。所述弹性垫板3为橡胶或聚酯材料,其上设有沟槽,便于压缩变形提供弹性,保证轨排与混凝土短轨枕之间的刚度衔接,并且能够提供适当的弹性,同时也起到了减小纵向阻力的作用,弹性垫板3上有两个对称的圆形螺栓孔,以便锚固螺栓穿过,弹性垫板3可更换,卸掉锚固螺栓2即可将弹性垫板3从钢枕下抽出,维修更换方便。调高垫板4能够满足线下结构的不均匀沉降,可以连续调节10mm的不均匀沉降,最大调高值为30mm,其材料为聚乙烯,可与其他部件分离,并可根据调高需要选用,厚度有1、2、5、8mm几种规格。所述绝缘套管11材料为玻纤增强聚酰胺66,用以连接固定锚固螺栓2,铺轨施工时,轨排通过连接螺栓套件与扣件组装为一体,锚固螺栓套件与绝缘套管紧固连接,组成待铺轨排进行架轨施工,精调后进行圈梁基础的浇筑施工,绝缘套管浇入圈梁1内。
所述连接螺栓套件包括螺栓7、螺母8、第二平垫圈9、弹簧垫圈10。所述螺栓为标准六角螺栓,六角螺栓头通过槽道17外侧圆孔插入铁垫板,向内侧平移卡入凸型连接孔,向上依次穿过工字型短钢枕12底板、第二平垫圈9、弹簧垫圈10、螺母进行紧固连接。所述螺母8为标准六角螺母;所述第二平垫圈9、弹簧垫圈10均为标准件。
如图2b所示,所述工字型短钢枕12底板上对称设置4处沿线路方向的开口螺栓孔15,方便连接螺栓从两侧边安装和拆卸,并允许轨排因温度变化产生纵向伸缩及一定量的纵向调节。如图2a所示,磁浮轨排主要以F轨14直接承受列车荷载,短钢枕地段轨排扣件须克服短钢枕所受弯矩作用,短钢枕两侧各两个开口螺栓孔15,用两组连接螺栓进行固定连接,能够克服短钢枕所受弯矩作用,保持轨排牢固稳定。
本实用新型中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件可方便下部圈梁基础的施工,并保证轨排与圈梁13的牢固连接,施工精度易于控制。铺轨施工过程中,分别用连接螺栓套件和锚固螺栓套件将铁垫板1、弹性垫板3与工字型短钢枕12牢固连接组成待铺轨排,采用架轨法施工,用轨排支架将待铺轨排固定于正确的位置,经过初调、精调保证轨排的几何精度,之后浇筑圈梁。圈梁在铺轨过程中后浇,能够保证绝缘套管埋入圈梁的位置精度。
本实用新型中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件在运营工程中可方便拆卸及更换零部件,养护维修方便。向下拧入绝缘套管的锚固螺栓卸掉后,相邻扣件锚固螺栓只需适当松开,轨排适量顶起,即可将弹性垫板3抽出更换,以及在有调高需求时装入调高垫板4。丝扣向上的连接螺栓套件,只需将螺母7松开,即可将连接螺栓从槽道17中取出更换。
本实用新型中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件具备足够的强度、扣压力、稳定性和适量的弹性;该轨排扣件零部件较少,安装及维修更换方便,便于圈梁基础的施工,连接牢固,施工精度易于控制;且该轨排扣件具有一定的竖向及纵向调节能力,能够克服基础沉降、徐变等因素造成的轨道不平顺,并允许轨排在温度变化过程中的伸缩。

Claims (5)

1.一种中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,其特征在于,包括,铁垫板(1)、锚固套件、连接螺栓套件和工字型短钢枕(12);所述工字型短钢枕(12)和铁垫板(1)通过对称于工字型短钢枕(12)的连接螺栓套件牢固连接为一体,所述铁垫板(1)通过锚固套件与下部圈梁基础连接为一体,实现工字型短钢枕(12)与下部圈梁基础牢固连接。
2.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,其特征在于,所述铁垫板(1)主体为长方形平板结构,铁垫板(1)外侧对称设有贯通的圆形螺栓孔(16),铁垫板(1)通过锚固螺栓固定于圈梁(13)上;铁垫板(1)内侧对称设置四个沿线路方向的槽道(17)。
3.根据权利要求2所述的中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,其特征在于,所述槽道(17)外侧为圆形孔为通孔,槽道(17)内侧连接孔及半圆孔为凸型孔。
4.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,其特征在于,所述锚固套件包括锚固螺栓(2)、第一平垫圈(5)、重型弹簧垫圈(6)和绝缘套管(11);所述锚固螺栓(2)依次穿过第一第垫圈(5)、重型弹簧垫圈(6)、铁垫板(1)、弹性垫板(3)和调高垫板(4)与绝缘套管(11)紧固连接;所述第一平垫圈(5)及重型弹簧垫圈(6)设在锚固螺栓与铁垫板(1)之间,防止螺栓松脱;所述铁垫板(1)与圈梁(13)之间设有弹性垫板(3)和调高垫板(4);所述弹性垫板(3)上设有沟槽;所述绝缘套管(11)浇入圈梁(13)内。
5.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通弹性分开式轨排扣件,其特征在于,所述连接螺栓套件包括螺栓(7)、螺母(8)、第二平垫圈(9)和弹簧垫圈(10);所述螺栓(7)为标准六角螺栓,螺栓(7)通过槽道(17)外侧圆孔插入铁垫板,向内侧平移卡入凸型连接孔,向上依次穿过工字型短钢枕(12)底板、第二平垫圈(9)、弹簧垫圈(10)、螺母进行紧固连接;所述工字型短钢枕(12)底板上对称设置有沿线路方向的开口螺栓孔(15)。
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