CN2304686Y - 一种高弹性轨下橡胶垫板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土轨枕轨道用的高弹性橡胶垫板,这种垫板为现既有轨道结构采用的标准橡胶垫板的改进;将标准橡胶垫板上、下表面交错设置的近似为矩形的凹槽改为弧形凹槽或网格形的凹槽,通过调整弧形沟槽的间距或变化弧形沟槽的大小或沟槽间设置纵横增强筋来调整垫板的弹性大小和抗疲劳能力,使其达到能满足线路结构要求的适度值。这种橡胶垫板减振效果显著,疲劳寿命达到了预定标准,对保持道床稳定,防止或减缓轨道结构部件的损伤或裂纹的发生及发展均有显著效果,可适应既有线路的提速要求。

Description

一种高弹性轨下橡胶垫板

本实用新型涉及一种铁道混凝土轨枕轨道中使用的弹性减振橡胶垫板的改进。属于铁道轨道结构专用的一种减振配件。

轨下橡胶垫板是设置在钢轨与混凝土轨枕之间的一种增弹减振垫层，用于缓冲列车运行中荷载对轨道线路的冲击作用。橡胶垫板弹性值一般用刚度系数K表示。在线路非钢轨接头部位K值要求在55～80kn／mm，在钢轨接头部位K值要求在40～60kn／mm。现铁路轨道上采用的标准橡胶垫板是按垫板为纯受压元件而设计的厚为7～12mm的矩形板，其纵向端部设防止其窜动的挡肩，在板的上、下表面设有数条宽4mm，深3mm交错排列的凹形沟槽。当垫板受到轨枕压力时，各沟槽可自由变形的侧面产生整体变形，达到增弹减振的目的。这种设垫板为纯受压元件而设计的标准橡胶垫板，在时速不足100km的条件下，一般使用2～3年K值由50～60kn／mm增大到100kn／mm，即初始变形和残余变形较大，弹性衰减快，导致线路质量显著变坏，特别是随着列车提速的实施，轮轨间动力作用的增强，上述缺陷更突出。

如在某线路列车速度从80km／h提高到175km／h进行提速试验时，列车速度每提高一级(约10km)线路的均匀、稳定性就明显下降：第一个速度级提高后，线路质量评分下降17％，当第二个速度提高后，线路评分下降45％。结果显示，适度增大橡胶垫板的弹性并保持其稳定是保证轨道结构质量的均匀、稳定和安全可靠的重要措施之一。

本实用新型的目的是设计一种弹性和弹性的保持性明显优于标准橡胶垫板的高弹性轨下橡胶垫板。

本实用新型采用的技术方案为：将标准橡胶垫板改进为弧形沟槽型或网格型。弧形沟槽型是将矩形凹槽改为弧形并缩小沟槽间的间距，网格型是将标准型垫板沟槽间距缩小并在沟槽间加增强筋或在弧形沟槽型沟槽间加增强筋。通过调整凹槽之间的间距或凹槽大小或纵横增强筋的宽度、间距来调整垫板结构受压、受剪分量之间的比例，达到适度增加橡胶垫板的弹性和提高抗疲劳破损的性能。

这种仍以传递压力为主，又可传递部分剪切力的压一剪型橡胶垫板，不仅因沟槽间的距离缩小，自由变形面积增大而弹性增大，更由于将部分轮轨动力转化成了剪切力，根据橡胶材质的剪切弹性模量G比其扬氏弹性模量E小三倍的特性，在应力相同的情况下，垫板受剪切力时比受压力时的变形大三倍，即在相同的轮轨动力作用下，垫板的弹性得到大幅度的改善。另一方面，使用中垫板因残余变形、磨耗、硬度提高等因素对垫板弹性下降的影响也因剪切力分量的引入而降低，故弹性保持性较好。而弧形凹槽减小了应力集中，比矩形凹槽更耐疲劳，不易沿沟槽断裂，沟槽间的横筋对垫板有增强作用，利于使用寿命的提高。本实用新型是一种弹性和弹性保持性均优于标准橡胶垫板的高弹性橡胶垫板，用于既有铁路列车提速时轨道结构的技术改造，可提高轨道的均匀性、耐久性和安全性，更有效地减小道床的振动响应，减小维修工作量，能更好适应现行列车正常速度的要求，亦能适应列车提速发展的需要。

下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1标准型橡胶垫板俯视示意图

图2标准型橡胶垫板A-A剖面侧视示意图

图3园弧型橡胶垫板俯视示意图

图4园弧型橡胶垫板B-B剖面正视示意图

图5网格型橡胶垫板俯视示意图

图6网格型橡胶垫板C-C剖面正视示意图

本实用新型的基本形状、尺寸与标准橡胶垫板一样：矩形板、板的纵向端部设有挡肩，根据不同轨型厚度配置为7～12mm。下面列举了本实用新型三例实施例-园弧型及网格型橡胶垫板的沟槽结构及尺寸。

各尺寸选择范围：

R₂2～5mm    α₂10～20mm    γ₂3～6mm

R₃4～12mm   α₃12～22mm     γ₃3～6mm    d3～8mm

本实用新型经测试：厚度为12mm时，刚度系数在40～60kn／mm，厚度在10mm时，刚度系数为40～70kn／mm，达到了预定设计要求，疲劳寿命也达到了预定标准。

在1996年8月结合列车提速试验，在轨道上进行了现场动力试验，列车行车速度由75至90km／h时，其道床加速度在本实用新型垫板区段较标准型垫板区段降低57％。在钢轨接头部位客车行车速度由80至162km／h时，铺用本实用新型区段，钢轨加速度降低74％，轨枕振动加速度降低75％。

上述试验及检测结果，充分证明了利用现有的标准型垫板，简便地改变其沟槽形状和密度的本实用新型，可以有效地增大其弹性和在使用期内保持较好的弹性，疲劳破损率亦会显著降低。

Claims (6)

1．一种高弹性橡校垫板，是一种纵向端部设有挡肩，厚度为7～12mm的矩形板，其特征在于矩形板上、下表面设置有数条交错排列的弧形凹槽，槽间距离为10～20mm，弧形槽的半径为2～5mm，槽深为3～6mm。

2．如权利要求1所述的园弧型橡胶垫板，其特征在于厚度为12mm时，槽间距(a₂)优选14mm，弧型槽的半径(R₂)优选3mm，沟槽深(γ₂)优选3mm。

3．一种高弹性橡胶垫板，是一种纵向端部设有挡肩，厚度为7～12mm的矩形板，其特征在于矩形板上、下表面设置有数条交错排列的弧形凹槽，槽间距离为12～22mm，弧形槽的半径为4～12mm，沟槽深度为3～6mm，槽间设有宽度为3～8mm的增强筋。

4．如权利要求3所述的网格型橡胶垫板，其特征在于厚度为12mm时，槽间距(a₃)优选18mm，弧形槽的半径(R₃)优选7．5mm，槽深(γ₃)优选4mm，增强筋宽度(d)选5mm。

5．如权利要求3所述的网格型橡胶垫板，其特征在于厚度为10mm，槽间距(a₃)优选18mm，弧形槽的半径(R₃)优选6．5mm，槽深(γ₃)优选3．5mm，增强筋宽度(d)选5mm。

6．如权利要求3所述的网格型橡胶垫板，其特征在于矩形板上、下表面凹槽可以是与标准型橡胶垫板一样的矩形槽。

Images