JP2001241002A - レールの継目構造 - Google Patents
レールの継目構造Info
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- JP2001241002A JP2001241002A JP2000050586A JP2000050586A JP2001241002A JP 2001241002 A JP2001241002 A JP 2001241002A JP 2000050586 A JP2000050586 A JP 2000050586A JP 2000050586 A JP2000050586 A JP 2000050586A JP 2001241002 A JP2001241002 A JP 2001241002A
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- rails
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Abstract
(57)【要約】
【課題】異音や振動を防止し、且つ車輪荷重に適切に耐
え得る、施工コストの安価な、レールの継目部構造を提
供する。 【解決手段】互いのレール間に遊間を隔ててレール
(1、1)を突き合わせ、突き合わせたレール(1)の
側面に接続金物(2)を当接させてボルト(4)で連結
するレールの継目構造において、周囲温度変化に対応す
るレール熱膨張長さ以上の隙間(S)をレール施工方向
に設け、且つ該レール継目部のレール突き合わせ角度
(α)が次式を満足するようにする。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔(Z)は次式で定義する。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
え得る、施工コストの安価な、レールの継目部構造を提
供する。 【解決手段】互いのレール間に遊間を隔ててレール
(1、1)を突き合わせ、突き合わせたレール(1)の
側面に接続金物(2)を当接させてボルト(4)で連結
するレールの継目構造において、周囲温度変化に対応す
るレール熱膨張長さ以上の隙間(S)をレール施工方向
に設け、且つ該レール継目部のレール突き合わせ角度
(α)が次式を満足するようにする。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔(Z)は次式で定義する。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、クレーン等の軌
道式移動体におけるレールの継目構造、特に接続レール
の端面を傾斜切断して連結するレールの継目構造に関す
る。
道式移動体におけるレールの継目構造、特に接続レール
の端面を傾斜切断して連結するレールの継目構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のレールの継目構造は、接続するレ
ール端面をレール布設方向に直角の90°で切断し、接
続金物にて連結したレールの継目構造となっていた。こ
の継目構造は、レール継目部分に隙間を設けないで施工
した場合、周囲の温度上昇によりレールが膨張すると膨
張代がないためレール同士が異常な競り合いを起こし、
レールの両端が反り返る現象が生じていた。この反り返
りが生じるとレール継目部分に段差が発生しレール上を
走行する車輪とレールとの衝撃が増加してレール端部が
亀裂し欠損を生じる問題があった。また、レール同士に
隙間を設けて接続する方法も取られているが、隙間部分
で走行車輪とレールの接する部分がなくなり、その部分
において大きな振動が発生し、例えば天井クレーン等の
移動体構造に亀裂を生じたり、レール端部に摩耗や欠損
を生じる問題があった。
ール端面をレール布設方向に直角の90°で切断し、接
続金物にて連結したレールの継目構造となっていた。こ
の継目構造は、レール継目部分に隙間を設けないで施工
した場合、周囲の温度上昇によりレールが膨張すると膨
張代がないためレール同士が異常な競り合いを起こし、
レールの両端が反り返る現象が生じていた。この反り返
りが生じるとレール継目部分に段差が発生しレール上を
走行する車輪とレールとの衝撃が増加してレール端部が
亀裂し欠損を生じる問題があった。また、レール同士に
隙間を設けて接続する方法も取られているが、隙間部分
で走行車輪とレールの接する部分がなくなり、その部分
において大きな振動が発生し、例えば天井クレーン等の
移動体構造に亀裂を生じたり、レール端部に摩耗や欠損
を生じる問題があった。
【0003】そのため、これらの対策として、例えば、
接続するレールの両端を45度斜面切りし、梯形状の短
レールを挿着することにより、継目衝撃を少なくし、騒
音を減少させ、軌道寿命を長くする鉄道用レールの継目
装置が特開平9−279502号公報に開示されてい
る。また、他の構造としては、実開平4−117001
号公報に記載の如く、レール頭部を内側に食い込む円弧
形に切り取り、切り取ったレールの頭部間に、連続した
補助レールを摺動自在に架設して、補助レールの下面を
継目板で支持するレールの継目構造も紹介されている。
接続するレールの両端を45度斜面切りし、梯形状の短
レールを挿着することにより、継目衝撃を少なくし、騒
音を減少させ、軌道寿命を長くする鉄道用レールの継目
装置が特開平9−279502号公報に開示されてい
る。また、他の構造としては、実開平4−117001
号公報に記載の如く、レール頭部を内側に食い込む円弧
形に切り取り、切り取ったレールの頭部間に、連続した
補助レールを摺動自在に架設して、補助レールの下面を
継目板で支持するレールの継目構造も紹介されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開平9−279502号公報に記載の従来の技術は、
レールの継目部分が傾斜連結のため、レール上を走行す
る移動体の振動や騒音は低減できるも、傾斜連結部分が
2個所と多く、レール接続金物も長くするか、若しくは
多くする必要があるため施工コストが嵩む問題がある。
また、本公報にはレール継目部の傾斜角を45度とする
開示はあるものの、継目部の構造として車輪荷重を受け
るレール強度を維持する適切な隙間や傾斜角の開示はな
く、レール寿命やレール継目部強度として適切傾斜角を
如何にするかの課題が残されており、本発明者の知りう
る範囲では、車輪が接するレール幅とレール膨張代であ
る隙間とを関連つけて適切傾斜角とするレールの継目部
構造は未だ知られていない。
特開平9−279502号公報に記載の従来の技術は、
レールの継目部分が傾斜連結のため、レール上を走行す
る移動体の振動や騒音は低減できるも、傾斜連結部分が
2個所と多く、レール接続金物も長くするか、若しくは
多くする必要があるため施工コストが嵩む問題がある。
また、本公報にはレール継目部の傾斜角を45度とする
開示はあるものの、継目部の構造として車輪荷重を受け
るレール強度を維持する適切な隙間や傾斜角の開示はな
く、レール寿命やレール継目部強度として適切傾斜角を
如何にするかの課題が残されており、本発明者の知りう
る範囲では、車輪が接するレール幅とレール膨張代であ
る隙間とを関連つけて適切傾斜角とするレールの継目部
構造は未だ知られていない。
【0005】また、実開平4−117001号公報に記
載の発明は、継目部に補助レールやレール補強用の継目
板を設けて異音や衝撃の発生は防止できるも、レール端
部の加工が複雑で且つ補助レール、ボルト等連結部品が
多いため、施工コストが嵩む問題が残されていた。そこ
で本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、レール
継目部の異音や振動の防止はもちろんのこと、レール継
目部強度を適切に維持しつつ、レール継目部施工コスト
が低減できるレールの継目構造を提供せんとするもので
ある。
載の発明は、継目部に補助レールやレール補強用の継目
板を設けて異音や衝撃の発生は防止できるも、レール端
部の加工が複雑で且つ補助レール、ボルト等連結部品が
多いため、施工コストが嵩む問題が残されていた。そこ
で本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、レール
継目部の異音や振動の防止はもちろんのこと、レール継
目部強度を適切に維持しつつ、レール継目部施工コスト
が低減できるレールの継目構造を提供せんとするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、互いのレール間に遊間を隔ててレール
を突き合わせ、突き合わせたレールの側面に接続金物を
当接させてボルトで連結するレールの継目構造におい
て、周囲温度変化に対応するレール熱膨張長さ以上の隙
間Sをレール施工方向に設け、且つ該レール継目部のレ
ール突き合わせ角度αを次式を満足するような構造とす
るものである。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔Zは次式で定義する。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
めに、本発明は、互いのレール間に遊間を隔ててレール
を突き合わせ、突き合わせたレールの側面に接続金物を
当接させてボルトで連結するレールの継目構造におい
て、周囲温度変化に対応するレール熱膨張長さ以上の隙
間Sをレール施工方向に設け、且つ該レール継目部のレ
ール突き合わせ角度αを次式を満足するような構造とす
るものである。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔Zは次式で定義する。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
【0007】本発明に従えば、レール間にレール膨張代
の隙間を設けるとともに、レール連結部に傾斜角を設け
て接続するため、走行車輪が接触するレール頂部面に段
差が発生することなく異音や振動を防止することに加
え、車輪荷重やレール圧縮強さに基づき、レール隙間に
対するレール突き合わせ角度を決めているため、レール
継目部強度を適切に維持できる効果がある。
の隙間を設けるとともに、レール連結部に傾斜角を設け
て接続するため、走行車輪が接触するレール頂部面に段
差が発生することなく異音や振動を防止することに加
え、車輪荷重やレール圧縮強さに基づき、レール隙間に
対するレール突き合わせ角度を決めているため、レール
継目部強度を適切に維持できる効果がある。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態につい
て、以下説明する。図1は、本発明のレール継目構造を
説明する斜視図あり、図2は断面図で、図3は平面図で
ある。本発明のレールの継目構造は、図に示す如く、互
いに接続するレール1と、該レール1間を連結する接続
金物2と、該接続金物2をレール片部7に両側から当接
させ締結するボルト4とナット5より構成され、互いに
接続するレール端部の間隔S及び該レール継目部の突き
合わせ角度αは下記の如く決定する。互いに接続するレ
ール端部の間隔Sは、レール1の熱膨張代を次式で算出
して決定できる。 S=ρ×L×(Tmax−Tmin) ただし、ρ:レールの熱膨張係数(mm/m・℃) L:連結するレール1本当たりの長さ(m) Tmax:最大周囲温度(℃) Tmin:最低周囲温度(℃)
て、以下説明する。図1は、本発明のレール継目構造を
説明する斜視図あり、図2は断面図で、図3は平面図で
ある。本発明のレールの継目構造は、図に示す如く、互
いに接続するレール1と、該レール1間を連結する接続
金物2と、該接続金物2をレール片部7に両側から当接
させ締結するボルト4とナット5より構成され、互いに
接続するレール端部の間隔S及び該レール継目部の突き
合わせ角度αは下記の如く決定する。互いに接続するレ
ール端部の間隔Sは、レール1の熱膨張代を次式で算出
して決定できる。 S=ρ×L×(Tmax−Tmin) ただし、ρ:レールの熱膨張係数(mm/m・℃) L:連結するレール1本当たりの長さ(m) Tmax:最大周囲温度(℃) Tmin:最低周囲温度(℃)
【0009】しかしながら、該間隔Sはレール布設方向
の隙間であり、レール布設方向に90°でレール端部を
切断し突き合わせると、車輪とレール1はレール布設方
向に線接触しているため、該間隔S部分はレール1が途
切れた段差となる。そのため、本発明の如く突き合わせ
角度αにてレール端部を傾斜切断する。この切断角度α
を、車輪とレール1との所定車輪過重に耐え得る線接触
長さから決定することにより、段差部をなくすと共にレ
ール継目部強度を適切に維持できるレールの継目構造と
することができる。
の隙間であり、レール布設方向に90°でレール端部を
切断し突き合わせると、車輪とレール1はレール布設方
向に線接触しているため、該間隔S部分はレール1が途
切れた段差となる。そのため、本発明の如く突き合わせ
角度αにてレール端部を傾斜切断する。この切断角度α
を、車輪とレール1との所定車輪過重に耐え得る線接触
長さから決定することにより、段差部をなくすと共にレ
ール継目部強度を適切に維持できるレールの継目構造と
することができる。
【0010】すなわち、本突き合わせ角度αは、次式の
如く決定する。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔Zは次式で定義され、次式右
辺の(A−2r)は、継目が無いときの車輪とレール1
の線接触長さ、P/(σmax2×R×0.00027
2)は、車輪荷重Pに耐えうる必要最小限の接触長さ、
1.5はレール1上を車輪が走行するときの短期荷重倍
率である。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
如く決定する。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔Zは次式で定義され、次式右
辺の(A−2r)は、継目が無いときの車輪とレール1
の線接触長さ、P/(σmax2×R×0.00027
2)は、車輪荷重Pに耐えうる必要最小限の接触長さ、
1.5はレール1上を車輪が走行するときの短期荷重倍
率である。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
【0011】上記の如く決定する角度αは、所定車輪過
重に耐え得る最低耐力の角度であるため、当然のことな
がら該角度以下でレール端部を切断すればよいが、余り
角度が小さ過ぎると継目部長さが長くなり、レール片部
7の強度低下や接続金物2も長尺ものが必要となるた
め、好ましくは45度を超え、tan-1(Z/S)以下
の角度とするとよい。
重に耐え得る最低耐力の角度であるため、当然のことな
がら該角度以下でレール端部を切断すればよいが、余り
角度が小さ過ぎると継目部長さが長くなり、レール片部
7の強度低下や接続金物2も長尺ものが必要となるた
め、好ましくは45度を超え、tan-1(Z/S)以下
の角度とするとよい。
【0012】尚、レール1の継目部を両端から押圧連結
する接続金物2及びレール1のボルト穴3は、レール1
が周囲温度の変化で延び縮みしてもよい穴径で穿孔され
る。この穿孔穴Uは接続金物2を固定するボルト径φ及
びレール布設方向間隔Sに余裕代を加えたもので、例え
ば、U=φ+S+2(余裕代)の長穴3とすればよい。
する接続金物2及びレール1のボルト穴3は、レール1
が周囲温度の変化で延び縮みしてもよい穴径で穿孔され
る。この穿孔穴Uは接続金物2を固定するボルト径φ及
びレール布設方向間隔Sに余裕代を加えたもので、例え
ば、U=φ+S+2(余裕代)の長穴3とすればよい。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。本
実施例は、熱間圧延機にて製造された圧延コイルを搬出
する天井クレーンのレール補修に適用したものである。
この適用場所は、従来、レール1を布設した箇所の周囲
温度が高く、レール1の伸縮で振動やレール欠損を発生
させていたレール継目であり、諸条件は次の通りであ
る。 走行レールの圧縮強さ:70kg/mm2 天井クレーン車輪半径:300mm 車輪荷重 :22t 頂部レール幅 :62.71mm レール頂部r部半径 :7.94mm 走行レール1本の長さ:10m 走行レール周囲温度 :70℃ ボルト径 :20mm
実施例は、熱間圧延機にて製造された圧延コイルを搬出
する天井クレーンのレール補修に適用したものである。
この適用場所は、従来、レール1を布設した箇所の周囲
温度が高く、レール1の伸縮で振動やレール欠損を発生
させていたレール継目であり、諸条件は次の通りであ
る。 走行レールの圧縮強さ:70kg/mm2 天井クレーン車輪半径:300mm 車輪荷重 :22t 頂部レール幅 :62.71mm レール頂部r部半径 :7.94mm 走行レール1本の長さ:10m 走行レール周囲温度 :70℃ ボルト径 :20mm
【0014】まず、天井クレーン車輪荷重Pに耐え得る
必要最小限の接触長さは、P/(σmax2×R×0.
000272)が22,000/(702×300×
0.000272)=55.02mmとなり、短期荷重
による接触幅の低減を考慮すると55.02/1.5=
36.68mmとなる。そして、継目が無いときの車輪
とレール1の線接触長さは、(A−2r)が62.71
−2×7.94=46.83となるため、レール幅方向
間隔Zは、46.83−36.68=10.15mmと
なる。一方、レール1の熱膨張係数ρ=0.12mm/
m・℃で最低周囲温度が20℃であるため、互いに接続
するレール端部の間隔Sは、ρ×L×(Tmax−Tm
in)=0.12×10×(70−20)=6mmと決
定でき、突き合わせ角度αは、tan-1(Z/S)=1
0.15/6=59.4°となる。
必要最小限の接触長さは、P/(σmax2×R×0.
000272)が22,000/(702×300×
0.000272)=55.02mmとなり、短期荷重
による接触幅の低減を考慮すると55.02/1.5=
36.68mmとなる。そして、継目が無いときの車輪
とレール1の線接触長さは、(A−2r)が62.71
−2×7.94=46.83となるため、レール幅方向
間隔Zは、46.83−36.68=10.15mmと
なる。一方、レール1の熱膨張係数ρ=0.12mm/
m・℃で最低周囲温度が20℃であるため、互いに接続
するレール端部の間隔Sは、ρ×L×(Tmax−Tm
in)=0.12×10×(70−20)=6mmと決
定でき、突き合わせ角度αは、tan-1(Z/S)=1
0.15/6=59.4°となる。
【0015】そのため、レール端部の切断角度を59°
として、該レール1をレール布設方向に隙間を6mm遊
離させて突き合わせて、長さ300mmの連結金物に両
端端部より30mm、60mmのピッチで、合計4箇所
の28mm長さのボルト穴3を穿孔してレール1を連結
した。その結果、従来の90°切断継目で約1.5〜2
年であったレール1交換頻度が、3年以上の交換頻度に
改善でき、レール1寿命の延長と共に振動等もなく天井
クレーンの保守性の向上が図れた。
として、該レール1をレール布設方向に隙間を6mm遊
離させて突き合わせて、長さ300mmの連結金物に両
端端部より30mm、60mmのピッチで、合計4箇所
の28mm長さのボルト穴3を穿孔してレール1を連結
した。その結果、従来の90°切断継目で約1.5〜2
年であったレール1交換頻度が、3年以上の交換頻度に
改善でき、レール1寿命の延長と共に振動等もなく天井
クレーンの保守性の向上が図れた。
【0016】
【発明の効果】この発明にかかるレールの継目構造は、
以上説明した如き内容のものなので、レール上を走行す
る車輪に振動を与えず、レール周囲の温度上昇によって
生じるレールの膨張伸びに対して必要な隙間を確保し異
常な競り合いを防止することができる上、車輪荷重に耐
え得る最適突き合わせ角度の継目構造であるため、レー
ルに過荷重がかかることなくレール寿命の延長が可能と
なるという効果がある。
以上説明した如き内容のものなので、レール上を走行す
る車輪に振動を与えず、レール周囲の温度上昇によって
生じるレールの膨張伸びに対して必要な隙間を確保し異
常な競り合いを防止することができる上、車輪荷重に耐
え得る最適突き合わせ角度の継目構造であるため、レー
ルに過荷重がかかることなくレール寿命の延長が可能と
なるという効果がある。
【図1】 本発明の一実施例であるレール継目部構造の
斜視図である。
斜視図である。
【図2】 図1の断面図である。
【図3】 図1の要部平面図である。
1 レール 2 接続金物 3 ボルト穴 4 ボルト 5 ナット 6 傾斜切断部 7 レール片部 8 頂部r部
Claims (1)
- 【請求項1】互いのレール間に遊間を隔ててレール
(1、1)を突き合わせ、突き合わせたレール(1)の
側面に接続金物(2)を当接させてボルト(4)で連結
するレールの継目構造において、周囲温度変化に対応す
るレール熱膨張長さ以上の隙間(S)をレール施工方向
に設け、且つ該レール継目部のレール突き合わせ角度
(α)が次式を満足することを特徴とするレールの継目
構造。 α≦tan-1(Z/S) ただし、レール幅方向間隔(Z)は次式で定義する。 Z=(A−2r)−{P/(σmax2×R×0.00
0272)}/1.5 ここで、A:頂部レール幅(mm) r:頂部r部半径(mm) P:車輪荷重(Kg) σmax:レール圧縮強さ(kg/mm2) R:車輪半径(mm)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000050586A JP2001241002A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | レールの継目構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000050586A JP2001241002A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | レールの継目構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001241002A true JP2001241002A (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18572352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000050586A Withdrawn JP2001241002A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | レールの継目構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001241002A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006257707A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Nippon Steel Corp | 形状記憶合金を用いたレール継目用部材 |
CN103072113A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 李雷 | 钢铝复合轨安装器 |
WO2013151325A1 (ko) * | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Joung Man Kyo | 철도레일의 소음 및 충격방지 장치 |
WO2015057921A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | Barry Leonard D | Railway track joint connector |
CN104711904A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-17 | 李炳德 | 一种轨道列车降噪音消颠簸钢轨及其过渡连接方法 |
CN106522042A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-22 | 黄俊柳 | 一种密贴接合的无缝火车铁轨 |
-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000050586A patent/JP2001241002A/ja not_active Withdrawn
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