CN217298476U - 齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨，涉及齿轨技术领域，齿轨固定装置，包括将齿轨固定在轨枕的齿轨扣件，齿轨扣件包括L型固定件、扣压组件和齿轨固定件，L型固定件包括竖直板和水平板，L型固定件的竖直板通过所述齿轨固定件与齿轨连接，L型固定件的水平板通过所述扣压组件与轨枕连接，且所述齿轨的两侧均设置有所述L型固定件；所述水平板的上表面沿齿轨长度方向上设置有凹槽；本实用新型通过凹槽实现可变摩擦及限位功能，能够实现齿条系统在温度力载荷、徐变及翘曲等变形作用下能够相对轨枕产生有限地纵向位移，同时在车辆启动、制动载荷作用下，齿轨相对于轨枕的纵向位移较小，满足车辆启动、制动的纵向力需求。

Description

齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨

技术领域

本实用新型涉及齿轨技术领域，具体涉及一种齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨。

背景技术

山地齿轨轨道交通主要通过列车转向架牵引齿轮与铺设在轨道中心线处的齿条之间的啮合传动以克服传统铁路轮轨在大坡道地段黏着力不足的问题。因此相对其他制式轨道交通，山地齿轨轨道交通具有爬坡能力强等显著优点。目前国外已建成的齿轨铁路约180条，总里程超过3000公里，主要分布在瑞士、德国、法国、奥地利、日本和澳大利亚等国。尽管齿轨铁路在国外应用较多，但其轨下基础大多为路基或隧道结构，桥梁基础较少，仅有个别基础为小跨石拱桥。

国内已开始建设的项目有都江堰-四姑娘山、张家界七星山山地齿轨铁路，依据工程建设场地和地质条件，考虑工程经济性，不可避免地需要架设桥梁，甚至会出现跨度较大的长大桥梁，而温度载荷作用下铁路工程普通简支梁桥梁端伸缩变形一般为厘米级别，大跨桥梁梁端纵向伸缩甚至达到分米级别，而根据列车运行舒适性和经济性，相邻齿条接缝处齿距安装误差是±1mm，即便运营期间，相邻齿条接缝处最大齿距误差3mm，梁端变形对齿条齿距保持将产生很大程度的影响，如果变形过大，甚至会引起顶车进而引发脱轨的危险。国外相关设计资料指出，“应避免在齿轨线路上修建桥梁，或仅限于石拱桥或短跨度金属桥”。因此，如何减小桥梁温度伸缩、徐变、翘曲等变形对齿距变化量的影响是齿轨铁路安全运营的关键技术之一。

在齿轨轨道设计中，在桥梁有砟轨道系统中，受到温度载荷等的影响，桥梁不可避免的会发生纵向伸缩，桥梁纵向伸缩经过有砟道床传递到轨枕，进而由轨枕传递到齿条上，现有的齿条大多通过刚度较大的扣件系统连接到轨枕系统上，如专利CN202110391638.2《一种用于混凝土轨枕的齿轨扣件系统》所提出的齿轨扣件系统，将齿轨刚性紧固连接在扣件上，整体结构呈较强的刚性，增加了齿轨铁路列车与齿轨连接的稳定性。但是，近乎于刚性连接的刚度也带来了其他问题，如桥梁交大的纵向位移通过道砟传递到轨枕上，较大的刚度将导致齿轨跟随轨枕一起纵向移动，齿轨的纵向移动将导致齿轨接缝处两端齿距的变化，严重者甚至会导致车辆-齿轨顶齿现象，影响行车安全。

为了保证车辆-齿轨的稳定啮合，避免顶齿现象的发生，专利CN201920270055.2《一种长大坡道线路桥梁上无缝齿轨固定联结构件》提出了一种长大坡道线路桥梁上无缝齿轨固定联结构件，部分释放了齿轨与轨枕系统纵向自由度，使得梁缝处的齿条与梁体发生相对位移时，齿槽宽度能保持不变，保证了机车驱动的连续性。但是，该专利提出的联结结构在纵向上对于齿轨的移动没有合理的限制及限位，齿条在列车制动、启动载荷的作用下将由固定端螺栓承受较大的纵向载荷，同时该专利不适用于如今国内应用较多的有缝齿轨，如应用在有缝齿轨上，活动端齿条在列车制动、启动载荷的作用下将会与轨枕发生较大的纵向位移，无法满足齿轨接缝处的公差要求的同时也无法满足齿轨铁路的制动和启动时的纵向力要求。

所以现在急需一种齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨，满足齿条系统在温度载荷下可相对于轨枕产生纵向位移及在列车启动、制动载荷下纵向位移有限制并且能够提供一定的纵向力以满足车辆启动制动，以解决轨道结构纵向连接的矛盾及提高齿轮齿条啮合的有效性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种齿轨固定装置及具有固定装置的桥梁齿轨，满足齿条系统在温度载荷下可相对于轨枕产生纵向位移及在列车启动、制动载荷下纵向位移有限制并且能够提供一定的纵向力以满足车辆启动制动，以解决轨道结构纵向连接的矛盾及提高齿轮齿条啮合的有效性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

齿轨固定装置，包括将齿轨固定在轨枕的齿轨扣件，所述齿轨扣件包括L型固定件、扣压组件和齿轨固定件，所述L型固定件包括竖直板和水平板，所述L型固定件的竖直板通过所述齿轨固定件与齿轨连接，L型固定件的水平板通过所述扣压组件与轨枕连接，且所述齿轨的两侧均设置有所述L型固定件；

所述水平板的上表面沿齿轨长度方向上设置有凹槽，凹槽包括凹槽底面和凹槽侧壁，齿轨长度方向上的凹槽侧壁与凹槽底面之间形成坡度；

所述扣压组件包括扣压螺栓、扣压弹条、扣压板和弹条垫板，所述扣压螺栓依次穿过扣压弹条、扣压板、弹条垫板并固定在轨枕上，所述L型固定件的水平板设置在扣压板与轨枕之间，且扣压板位于水平板的凹槽内。

进一步的，还包括调高垫板，所述调高垫板设置在水平板与轨枕之间。

优选的，所述齿轨固定件为螺栓。

优选的，所述扣压板的材料为高阻尼材料。

进一步的，所述L型固定件设置在所述齿轨与所述弹条垫板之间，且弹条垫板与L型固定件的水平板抵接。

优选的，所述竖直板与所述水平板垂直。

具有固定装置的桥梁齿轨，包括桥梁体、设置在桥梁体上的轨枕和设置在轨枕上的齿轨，所述桥梁体包括固定端和活动端，其特征在于：还包括齿轨固定装置，位于桥梁体活动端上方的齿轨通过所述固定装置固定在轨枕上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过L型固定件将齿轨固定在轨枕上，L型固定件的竖直板通过齿轨固定件与齿轨固定，L型固定件的水平板通过扣压组件与轨枕连接，从而将齿轨固定在轨枕上；L型固定件的水平板的上表面沿齿轨长度方向上设置有凹槽，扣压组件的扣压板设置在凹槽内，当温度力载荷、徐变及翘曲等变形载荷以及车辆启动、制动载荷传递到扣压组件时，L型固定件及齿轨相对于轨枕能够在纵向产生一定位移，但由于凹槽，随着向两端的相对移动，正压力逐渐增大，从而导致摩擦力增大，即纵向相对位移越大，再相对移动越困难；通过凹槽实现可变摩擦及限位功能，能够实现齿条系统在温度力载荷、徐变及翘曲等变形作用下能够相对轨枕产生有限地纵向位移，同时在车辆启动、制动载荷作用下，齿轨相对于轨枕的纵向位移较小，满足车辆启动、制动的纵向力需求，并且能够在纵向位移达到一定限值后进行限位。

附图说明

图1为本实用新型的齿轨固定装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为齿轨的侧视图；

图4为本实用新型的桥梁体的结构示意图；

图中所示：1-齿轨；2-L型固定件；201-竖直板；202-水平板；3-齿轨固定件；4-轨枕；5-扣压组件；501-扣压螺栓；502-扣压弹条；503-扣压板；504-弹条垫板；6-凹槽；601-凹槽底面；602-凹槽侧壁；7-调高垫板；8-桥梁体；801-固定端；802-活动端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的齿轨固定装置，包括将齿轨1固定在轨枕4上的齿轨扣件，所述齿轨扣件包括L型固定件2、扣压组件5和齿轨固定件3，所述L型固定件2包括竖直板201和水平板202，所述L型固定件2的竖直板201通过所述齿轨固定件3与齿轨1连接，L型固定件2的水平板202通过所述扣压组件5与轨枕4连接，且所述齿轨1的两侧均设置有所述L型固定件2；

所述水平板202的上表面沿齿轨1长度方向上设置有凹槽6，凹槽6包括凹槽底面601 和凹槽侧壁602，齿轨1长度方向上的凹槽侧壁602与凹槽底面601之间形成坡度；

所述扣压组件5包括扣压螺栓501、扣压弹条502、扣压板503和弹条垫板504，所述扣压螺栓501依次穿过扣压弹条502、扣压板503、弹条垫板504并固定在轨枕4上，所述L型固定件2的水平板202设置在扣压板503与轨枕4之间，且扣压板503位于水平板202的凹槽6内。

本实用新型通过L型固定件2将齿轨1固定在轨枕4，L型固定件2的竖直板201通过齿轨固定件3与齿轨1固定，L型固定件2的水平板202通过扣压组件5与轨枕4连接，从而将齿轨1固定在轨枕4；L型固定件2的水平板202的上表面沿齿轨1长度方向上设置有凹槽 6，扣压组件5的扣压板503设置在凹槽6内，如图2和图3所示，图2为齿轨1的截面图，也可理解正视图，图3为齿轨1的侧面图，则图3为左视图；本文所述的横向方向为图2的左右方向，纵向方向即为图3的左右方向，纵向方向即为齿轨1的长度方向；凹槽6沿着齿轨1的轨道方向的凹槽侧壁602与凹槽底面601之间形成坡度；当温度力载荷、徐变及翘曲等变形载荷以及车辆启动、制动载荷传递到扣压组件5时，L型固定件2及齿轨1相对于轨枕4能够在纵向产生一定位移，但由于凹槽6坡度的存在，随着向两端的相对移动，正压力逐渐增大，从而导致摩擦力增大，即纵向相对位移越大，再相对移动越困难；通过凹槽6实现可变摩擦及限位功能，能够实现齿条系统在温度力载荷、徐变及翘曲等变形作用下能够相对轨枕4产生有限地纵向位移，同时在车辆启动、制动载荷作用下，齿轨1相对于轨枕4的纵向位移较小，满足车辆启动、制动的纵向力需求，并且能够在纵向位移达到一定限值后进行限位。

还包括调高垫板7，所述调高垫板7设置在水平板202与轨枕4之间。调高垫板7的作用是垫高L型固定件2与轨枕4之间的距离，防止水平板202直接与轨枕4接触，使得L型固定件2能够稳定的安装在轨枕4上，保证整体结构的稳定性。

齿轨固定件3的作用是将竖直板201固定在齿轨1上，可以为可拆卸连接或不可拆卸连接，比如焊接、螺栓连接、卡扣连接等等，本实施例中，为了便于安装拆卸，同时保证结构的稳定性，所述齿轨固定件3为螺栓。

扣压板503设置在凹槽6内，当扣压板503位移到凹槽6两端时，摩擦力会变大，阻力变大，为了保证阻力能够达到足够大，所述扣压板503的材料为高阻尼材料。高阻尼材料是现有已知的材料，可为高阻尼合金、高分子阻尼材料、高阻尼橡胶等等，本实施例可采用高阻尼合金，该材料在纵向方向具有较大的阻尼，当车辆制动、启动载荷由齿轨上方传递至扣件系统时，由于制动、启动载荷具有较大的速度，此时扣件向齿轨系统提供的纵向力较大，能够满足车辆制动、启动的要求，同时控制齿轨的纵向位移较小。当齿条系统在温度力载荷、徐变及翘曲等变形载荷由桥梁经道砟传递到轨枕上时，由于温度力载荷、徐变及翘曲等变形载荷变化速度较慢，所以此时扣件向轨枕系统提供的纵向力较小，轨枕系统可相对于齿轨系统发生纵向的位移，能够满足有缝齿轨铁路齿轨接缝处的公差要求，避免齿轨接缝处两端齿距的变化及顶齿现象。

所述L型固定件2设置在所述齿轨1与所述弹条垫板504之间，且弹条垫板504与L型固定件2的水平板202抵接。为了保证L型固定件2在横向方向能够稳定的固定，本实施例通过将弹条垫板504设置在水平板202端部，同时弹条垫板504与水平板202抵接，如图2 所示，通过弹条垫板504抵住在水平板202端部，弹条垫板504通过扣压螺栓501固定在轨枕4上，从而能够为L型固定件2提供横向定位及刚度。

L型固定件2的竖直板201和水平板202之间形成夹角，以保证竖直板201固定在齿轨1 的侧面，水平板202固定在轨枕4上，竖直板201和水平板202之间形成夹角角度根据具体的实际情况设定，参考齿轨1侧面与轨枕4之间的夹角，根据现在的齿轨结构，本实施例中，所述竖直板201与所述水平板202垂直。

具有齿轨固定装置的桥梁齿轨，包括桥梁体8、设置在桥梁体8上的轨枕4和设置在轨枕4上的齿轨1，所述桥梁体8包括固定端801和活动端802，还包括齿轨固定装置，位于桥梁体8活动端802上方的齿轨1通过所述固定装置固定在轨枕4上。如图4所示，现有的简支桥梁体8都包括固定端801和活动端802，桥梁体8上的固定端801和活动端802上的齿轨1传统固定方式均通过传统的扣件将齿轨1固定在轨枕4上，本实施例中，在桥梁体8上的活动端802上方的齿轨1通过本实用新型的齿轨固定装置将齿轨1固定在轨枕4上。因为桥梁体8的活动端802的梁体位移较大，齿轨受到的影响也较大，在活动端采用本实用新型的齿轨固定装置可以提供较大的位移限值，满足齿条系统在温度载荷下可相对于轨枕产生纵向位移及在列车启动、制动载荷下纵向位移有限制并且能够提供一定的纵向力以满足车辆启动制动。同时本实施例在固定端801处采用传统的扣件将齿轨1固定在轨枕4上，这是考虑到在固定端801对于位移需求较小，同时还需要保留一部分大阻力(传统)扣件来保证制动载荷的承载。

Claims (7)

1.齿轨固定装置，包括将齿轨(1)固定在轨枕(4)上的齿轨扣件，其特征在于：所述齿轨扣件包括L型固定件(2)、扣压组件(5)和齿轨固定件(3)，所述L型固定件(2)包括竖直板(201)和水平板(202)，所述L型固定件(2)的竖直板(201)通过所述齿轨固定件(3)与齿轨(1)连接，L型固定件(2)的水平板(202)通过所述扣压组件(5)与轨枕(4)连接，且所述齿轨(1)的两侧均设置有所述L型固定件(2)；

所述水平板(202)的上表面沿齿轨(1)长度方向上设置有凹槽(6)，凹槽(6)包括凹槽底面(601)和凹槽侧壁(602)，齿轨(1)长度方向上的凹槽侧壁(602)与凹槽底面(601)之间形成坡度；

所述扣压组件(5)包括扣压螺栓(501)、扣压弹条(502)、扣压板(503)和弹条垫板(504)，所述扣压螺栓(501)依次穿过扣压弹条(502)、扣压板(503)、弹条垫板(504)并固定在轨枕(4)上，所述L型固定件(2)的水平板(202)设置在扣压板(503)与轨枕(4)之间，且扣压板(503)位于水平板(202)的凹槽(6)内。

2.根据权利要求1所述的齿轨固定装置，其特征在于：还包括调高垫板(7)，所述调高垫板(7)设置在水平板(202)与轨枕(4)之间。

3.根据权利要求2所述的齿轨固定装置，其特征在于：所述齿轨固定件(3)为螺栓。

4.根据权利要求2所述的齿轨固定装置，其特征在于：所述扣压板(503)的材料为高阻尼材料。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的齿轨固定装置，其特征在于：所述L型固定件(2)设置在所述齿轨(1)与所述弹条垫板(504)之间，且弹条垫板(504)与L型固定件(2)的水平板(202)抵接。

6.根据权利要求5所述的齿轨固定装置，其特征在于：所述竖直板(201)与所述水平板(202)垂直。

7.具有固定装置的桥梁齿轨，包括桥梁体(8)、设置在桥梁体(8)上的轨枕(4)和设置在轨枕(4)上的齿轨(1)，所述桥梁体(8)包括固定端(801)和活动端(802)，其特征在于：还包括如权利要求1-6所述的齿轨固定装置，位于桥梁体(8)活动端(802)上方的齿轨(1)通过所述固定装置固定在轨枕(4)上。

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