CN103469726B - 一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，包括：混凝土枕，设置在相邻的第一桥梁、第二桥梁上；固定钢枕，在两所述桥梁相对应的梁端分别设有第一固定钢枕、第二固定钢枕；在所述混凝土枕和固定钢枕的上方、沿钢轨长度方向设有四根支撑梁，所述支撑梁的一端为固定端，另一端为活动端，所述固定端与其中所述第一桥梁上设置的第一混凝土枕和第一固定钢枕固定连接，所述活动端与所述第二桥梁上设置的第二混凝土枕和第二固定钢枕之间为活动连接；至少一根活动钢枕设置在所述第一桥梁和第二桥梁之间，与所述支撑梁的底部相连接。本发明的支撑梁设置在固定钢枕和活动钢枕的上方，克服了公知技术存在的缺陷，结构简单，易于线路检查。

Description

一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置

技术领域

本发明是关于一种伸缩装置，尤其是一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置。大跨度铁路桥梁梁体在温度变化以及列车活载等作用下，相邻桥梁的梁端或桥梁与桥台之间的位移较大，为保持桥梁与轨道的连续性，在相邻桥梁端范围内设置本发明的梁端伸缩装置，以满足列车运行的要求。

背景技术

铁路桥梁梁端伸缩装置设置于梁缝处，用以保证钢轨在相邻桥梁间隙处的可靠过渡和支撑，由于伸缩装置布设在桥梁的最不利位置，因此其性能至关重要。首先梁端伸缩装置应适应结构的所有变形，如梁端转角、梁端位移(纵向和横向)等；其次应具有良好的刚度和强度，能承受所有施加的荷载，如列车垂向活载、横向力、支点位移等；应具有合适的支撑刚度，使轨道在此段的刚度与桥上或路基上的刚度保持接近或一致，提高乘坐的舒适性；新建铁路大跨度桥梁具有列车运行速度高(200km/h及以上)、梁端伸缩量大(达到±600mm及以上)、对轨道的平顺性要求高、通行列车密度大、养护维修时间短等特点，梁端伸缩装置除了满足使用性、安全性、舒适性要求外，还应在运营过程中具有少维修、易检查的特点。综上所述，梁端伸缩装置的合理选型和构造设计是一项关系到桥梁与轨道整体性能的重要技术。

如中国专利第200820108378.3号公开了一种“用于铁路桥梁梁端大位移的伸缩装置”，如图1所示，该梁端伸缩装置由活动钢枕2、固定钢枕1、活动钢枕2的承托结构――支承梁4、位移控制箱3(分固定端和活动端)、活动钢枕下吊架5、活动钢枕下承压支座7与压紧支座8、固定钢枕枕下垫板6、连杆和侧向导轨等。该构造通过活动钢枕间的滑移改变枕距，从而适应梁端的位移。固定钢枕通过枕下垫板与位移控制箱连接，通过枕下垫板的刚度调节可满足该区段的线下刚度与相邻区域平稳过渡，同时固定钢枕两端设有侧向导轨定位件，控制侧向导轨的横向位移，达到限制滑动轨枕横向位移的目的。支承梁4是承重结构，其一端铰结在固定端位移控制箱上，另一端插入活动端位移控制箱内，实现顺桥向自由伸缩。支撑梁4的两端设有承压支座7和压紧支座8，通过承压支座7调节活动钢枕下的支撑刚度，通过压紧支座8防止列车荷载下的跳梁，同时通过承压支座7、压紧支座8的竖向转动变形以适应梁端转角，降低结构的附加力。

该种大位移梁端伸缩装置的结构构件较多，且各构件间相互关联，对生产和组装精度要求较高，通常需要工厂组装和整体运输到施工现场，且必须由专业人员进行现场安装，人员成本和运输成本较高；其次，该种大位移梁端伸缩装置与主桥和引桥连接后，当轨道线路出现非预期的水平、竖向变形时，梁端伸缩装置不具备对线路的横向位置及标高调节功能，无法满足线路平顺性的要求，当非预期的水平、竖向变形较大时，如不及时采取其它措施，将影响到梁端伸缩装置的使用性、安全性和人员乘坐的舒适性要求，因此，该公知技术对安装位置的标高控制和线路铺设精度要求较高，不利于施工和后期的养护维修。同时，支撑梁、位移箱、连杆等主要部件位于钢枕的下部，防水橡胶条安装后，上述部件在线路上方是不可见，养护维修人员在线路上进行日常观测时需拆除防水橡胶条，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

此外，目前铁路桥梁采用的另一种大位移梁端伸缩装置结构型式是：梁端伸缩装置由设置在正桥92和引桥93之间的过渡梁9、中腿91、轨枕、限位装置等部件构成，且所述正桥92和引桥93分别与桥墩94相连接，请参见图2。该构造通过过渡梁9的滑移改变其两侧的枕距，从而适应梁端的位移。过渡区A的钢枕固定在过渡梁9上方，两根枕间距不变。支撑梁通过梁底支座与梁两端伸出的中腿91连接，支撑梁与中腿91间可自由滑动。过渡区A钢枕与钢轨通过扣件连接，接触面为可滑移面，保证钢轨的自由伸缩。

该种大位移梁端伸缩装置通过梁端伸出的悬臂中腿承受列车荷载，受中腿截面特性和悬臂长度的限制，该结构承载能力较弱，将其用于大位移、重载荷的铁路桥梁时安全性较差；同时，该种构造仅具有两道可变缝，受轨枕间距不超过650mm规范限制，可变缝的缝宽在20mm～320mm之间，可适应的梁端位移小于±300mm，对于梁端位移超过±300mm的铁路桥梁，其无法满足使用要求；另外，支撑梁、承载支座等主要部件位于轨枕的下部，线路正常运营后，上述部件在线路上方不易观测，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本发明的可提高高速列车的安全性、走行性和舒适性，同时具有易检查、少维修优点的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，尤其是一种支撑梁设置在固定钢枕和活动钢枕的上方，结构简单，易于检修的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置。

为此，本发明提出一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其包括：混凝土枕，设置在相邻的第一桥梁、第二桥梁上；固定钢枕，在两所述桥梁相对应的梁端分别设有第一固定钢枕、第二固定钢枕；支撑梁，在所述混凝土枕和固定钢枕的上方、沿钢轨长度方向设有四根支撑梁，所述支撑梁的一端为固定端，另一端为活动端，所述固定端与其中所述第一桥梁上设置的第一混凝土枕和第一固定钢枕固定连接，所述活动端与所述第二桥梁上设置的第二混凝土枕和第二固定钢枕之间为活动连接；活动钢枕，至少一根所述活动钢枕设置在所述第一桥梁和第二桥梁之间，与所述支撑梁的底部相连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述支撑梁的横截面为工字形截面，包括上端梁、下端梁、以及连接该上、下端梁的腹板，所述上端梁的厚度大于下端梁的厚度，所述支撑梁的固定端腹板上设有多个贯通孔。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述支撑梁的固定端与第一固定钢枕和第一混凝土枕之间通过固定端扣板固定连接；其中，所述固定端扣板具有能够与所述第一固定钢枕或第一混凝土枕相连接的第一固定端，以及与所述支撑梁腹板相连接的第二固定端，且所述第一固定端和第二固定端之间形成能扣合于所述下端梁的扣合部；所述第一固定端上设有第一通孔，所述第二固定端上设有第二通孔，所述第一通孔、第二通孔的中心线呈90度夹角，通过将第一螺栓穿过所述第一通孔将固定端扣板的第一固定端与第一固定钢枕或第一混凝土枕固定连接，并将第二螺栓穿过所述第二通孔和所述腹板的贯通孔，将固定端扣板的第二固定端与所述支撑梁的腹板固定连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述支撑梁的活动端与活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕之间通过活动端扣板相连接；其中，所述活动端扣板具有能够与设置在支撑梁活动端的所述第二固定钢枕、第二混凝土枕或活动钢枕相连接的第一连接固定端，由所述第一连接固定端向一侧延伸的延伸部，所述延伸部能扣合于所述支撑梁的下端梁上表面，所述延伸部和所述第一连接固定端之间形成能扣合于所述下端梁的扣合部；所述第一连接固定端上设有通孔，通过将螺栓穿过所述通孔将活动端扣板的第一连接固定端与所述第二固定钢枕、第二混凝土枕或活动钢枕固定连接，所述支撑梁的活动端能沿钢轨长度方向进行伸缩。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，与所述第二固定钢枕、第二混凝土枕相连接的所述活动端扣板的延伸部底面与所述支撑梁的下端梁顶面之间设有能减小滑动伸缩摩擦阻力的耐磨滑板，所述支撑梁的下端梁的顶面及底面与所述活动端扣板和所述第二固定钢枕、第二混凝土枕之间形成滑动摩擦面，且所述下端梁的侧面与所述活动端扣板之间构成间隙配合。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述混凝土枕内设有预埋套管，所述支撑梁与所述混凝土枕通过螺栓和所述预埋套管相连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述支撑梁的底面与第一混凝土枕、第一固定钢枕、活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕之间均设有弹性垫板，且设置在所述活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕上的所述弹性垫板的顶面与所述支撑梁底面之间设有耐磨滑板。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，两所述桥梁相对应的端部分别设有一过渡钢板，所述固定钢枕设置在该过渡钢板上，通过钢枕扣板将所述固定钢枕与过渡钢板相连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述固定钢枕与过渡钢板之间设有弹性垫板。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，扣板座能拆卸地固定在所述过渡钢板上，所述钢枕扣板的一端扣合于所述固定钢枕，另一端与所述扣板座相连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述扣板座的上部与所述固定钢枕的底面之间设有弹性垫板。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述扣板座的下部与所述过渡钢板之间设有调高垫板。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述钢枕扣板的两端分别设有沿所述固定钢枕长度方向开设的螺孔，两调节螺栓能分别穿过所述螺孔顶抵于所述固定钢枕的加强筋，以调节所述固定钢枕的横向位置。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述第一固定钢枕、第二固定钢枕、活动钢枕的两端部通过连杆铰接连接，每个所述第一固定钢枕、第二固定钢枕、活动钢枕的一端均与一L形的连杆座板的一端固定相连接，所述连杆能转动地与所述连杆座板的另一端相连接，相邻的两连杆端部铰接连接。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述连杆座板的两端分别通过螺栓与所述连杆、所述第一固定钢枕、第二固定钢枕或活动钢枕相连接，所述螺栓与开口螺母及开口销相配合。

如上所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其中，所述活动钢枕的横截面呈T形。

与公知技术相比本发明的特点和优点是：

本发明采用多根活动钢枕、多个可变枕间距和四根支撑梁的结构方案。本发明通过连杆调节和滑动面的设置，可保证各活动钢枕的位移同步性，使伸缩装置伸缩均匀，适应高速行车的要求；通过在轨枕上布置四根支承梁的方式，有效地提高了结构的竖向和横向抗弯刚度，同时减小了结构自身的构造高度和伸缩装置处轨道线形的变化，满足列车走行性要求；本发明通过设置支撑梁弹性垫板，调节伸缩装置处轨道弹性刚度，通过调节垫板的刚度，使得伸缩区与梁端两侧的轨道刚度相一致，满足列车舒适性要求；本发明的主要受力构件的强度、变形检算均满足设计和使用要求，结构的尺寸基本由构造因素决定，有较大的安全储备；本发明通过在固定钢枕与过渡钢板间设置调高垫板，可使该处的线路调高能力达到±10mm,解决了由于安装误差、产品的生产误差引起的轨枕顶面标高不一致问题，提高了梁端伸缩装置对线路标高的适应性；通过在将固定钢枕固定在预高过渡钢板上的钢垫扣板上设置左右调节螺栓，调节能力达到±20mm，可有效解决梁端处线路的水平不平顺问题，提高该结构对轨道的适应性，更好的满足舒适行车的要求。通过以上措施，使得本发明可保证铁路桥梁上梁端轨道的连续性、平顺性、稳定性和安全性。

本发明用于铁路桥梁的实桥工程后，可提高高速列车的安全性、走行性和舒适性，同时具有易检查、少维修的优点，具有巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1为一种公知的铁路桥梁梁端伸缩装置结构示意图；

图2为另一种公知的梁端伸缩结构示意图；

图3是本发明的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置俯视示意图；

图4A是沿图3中I-I线的剖视示意图；

图4B是沿图3中I’-I’线的剖视示意图；

图5是沿图3中A-A、B-B线的剖视示意图；

图6是沿图3中C-C线的剖视示意图；

图7是沿图3中D-D线的剖视示意图；

图8是沿图3中E-E线的剖视示意图；

图9是沿图3中F-F线的剖视示意图；

图10是沿图3中G-G的剖视示意图；

图11是图5中I处的局部放大示意图；

图12是图6中II处的局部放大示意图；

图13是图7中Ⅲ处的局部放大示意图；

图14是图9中Ⅳ处的局部放大示意图；

图15是图8中Ⅴ处的局部放大示意图；

图16是图6、图7中Ⅵ处的局部放大示意图，表示固定钢枕与预设的过渡钢板之间的连接关系；

图17是本发明的固定钢枕与预设的过渡钢板连接结构侧视图；

图18是本发明的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置一个伸缩状态的连杆位置示意图；

图19是图18所示状态的俯视局部示意图；

图20是本发明的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置另一个伸缩状态的连杆位置示意图；

图21是图20所示状态的俯视示意图；

图22是本发明的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置又一个伸缩状态的连杆位置示意图；

图23是图22所示状态的俯视示意图；

图24是本发明的连杆与固定钢枕、活动钢枕的连接结构示意图。

附图标记说明：

现有技术

1、固定钢枕       2、活动钢枕       3、位移控制箱         4、支承梁

5、滑动轨枕下吊架 6、固定钢枕枕下垫板  7、滑动轨枕下承压支座    8、压紧支座

9、过渡梁       91、中腿    92、正桥    93、引桥    94、桥墩    A、过渡区

本发明

10、活动钢枕      20、固定钢枕       21、第一固定钢枕    22、第二固定钢枕

23、加强筋        30、混凝土枕       31、第一混凝土枕    32、第二混凝土枕

40、支撑梁        401、上端梁        402、下端梁         403、腹板

41、固定端        410、固定端扣板    411、第一固定端     4110、第一通孔

412、第二固定端   4120、第二通孔     413、扣合部         414、螺栓

415、预埋套管     42、活动端         420、活动端扣板     421、第一连接固定端

422、延伸部       423、扣合部    430、定位扣板    50、耐磨滑板        60、弹性垫板

70、过渡钢板    71、钢枕扣板     72、弹性垫板   73、扣板座

74、调高垫板        75、调节螺栓     80、连杆       81、连杆座板

100、钢轨         101、主桥侧         102、简支梁侧    1011、1021、混凝土台

具体实施方式

本发明提出的一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，包括：混凝土枕，设置在相邻的第一桥梁、第二桥梁上；固定钢枕，在两所述桥梁相对应的梁端分别设有第一固定钢枕、第二固定钢枕；支撑梁，在混凝土枕和固定钢枕的上方、沿钢轨长度方向设有四根支撑梁，所述支撑梁的一端为固定端，另一端为活动端，所述固定端与其中所述第一桥梁上设置的第一混凝土枕和第一固定钢枕固定连接，所述活动端与所述第二桥梁上设置的第二混凝土枕和第二固定钢枕之间为活动连接；至少一根活动钢枕设置在所述第一桥梁和第二桥梁之间，与所述支撑梁的底部相连接。

梁端伸缩装置的构造形式，对轨道的支撑刚度，行车时梁端伸缩装置枕距的均匀性变化以及对线路竖向、横向位置的调节能力等指标成为控制桥上线路平顺性、行车安全性和舒适性的主要因素。本发明中四根支撑梁均匀分布，其中，在钢轨内侧设置两根支撑梁，在钢轨的外侧分别设置一支撑梁，通过在轨枕上布置四根支承梁的方式，有效地提高了结构的竖向和横向抗弯刚度，同时减小了结构自身的构造高度和伸缩装置处轨道线形的变化，满足列车走行性要求，同时由于支撑梁设置在轨枕的上方，因此易于线路检查。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

如图3至图10所示，本发明提出的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置包括：混凝土枕30，设置在相邻的第一桥梁、第二桥梁上。固定钢枕20，在两桥梁相对应的梁端分别设有第一固定钢枕21、第二固定钢枕22。支撑梁40，在两桥梁上设置的混凝土枕30和固定钢枕20的上方、沿钢轨长度方向设有四根支撑梁40，支撑梁40的一端为固定端41，另一端为活动端42，固定端41与其中第一桥梁上设置的第一混凝土枕31和第一固定钢枕21固定连接，活动端42与第二桥梁上设置的第二混凝土枕32和第二固定钢枕22之间为活动连接。在第一桥梁和第二桥梁之间设有至少一根活动钢枕10，该活动钢枕的顶部与支撑梁40的底部相连接。上述分别与支撑梁40的固定端41、活动端42相连接的第一混凝土枕31、第一固定钢枕21和第二混凝土枕32、第二固定钢枕22构成了支撑梁40的多个不变支点，而位于主桥侧(第一桥梁)101、简支梁侧(第二桥梁)102之间与支撑梁40相连接的活动钢枕10构成了支撑梁40的可变支点，每个可变支点与相邻的支点之间形成了可变枕间距，通过改变设置活动钢枕10的数量，可以增加可变枕间距的数量，从而提高两桥梁相邻桥端的伸缩位移量。

请配合参见图11、图12、图13、图14、图15，其中，支撑梁40的横截面为工字形截面，包括上端梁401、下端梁402、以及连接该上、下端梁的腹板403，且上端梁401的厚度大于下端梁402的厚度，形成上、下不对称的工字形截面，支撑梁40的固定端41腹板403上设有多个贯通孔。采用该上、下厚度不同的工字形截面结构，即减小了下端梁402的厚度，能够在保证结构刚度的条件下尽量降低扣板高度，以确保行车安全。

进一步地，如图6、图8、图12、图15所示，所述支撑梁40的固定端41与第一固定钢枕21和第一混凝土枕31之间通过固定端扣板410固定连接。其中，固定端扣板410具有能够与第一固定钢枕21或第一混凝土枕31相连接的第一固定端411，以及与所述支撑梁腹板403相连接的第二固定端412，且所述第一固定端411和第二固定端412之间形成能扣合于所述下端梁402的扣合部413。所述第一固定端411上设有第一通孔4110，所述第二固定端412上设有第二通孔4120，所述第一通孔4110、第二通孔4120的中心线呈90度夹角，通过将螺栓414穿过所述第一通孔4110将固定端扣板410的第一固定端411与第一固定钢枕21或第一混凝土枕31固定连接，并将螺栓415穿过第二通孔4120和腹板403的贯通孔，将固定端扣板410的第二固定端412与支撑梁40的腹板403固定连接，从而将所述支撑梁的固定端41与第一固定钢枕21和第一混凝土枕31固定连接。

此外，如图5、图7、图9、图11、图13、图14所示，支撑梁40的活动端42与活动钢枕10、第二固定钢枕22、第二混凝土枕32之间通过活动端扣板420相连接。其中，活动端扣板420具有能够与设置在支撑梁活动端42的第二固定钢枕22、第二混凝土枕32或活动钢枕10相连接的第一连接固定端421，由所述第一连接固定端421的上部向一侧延伸形成的延伸部422，延伸部422能扣合于所述支撑梁40的下端梁402的上表面，所述延伸部422和第一连接固定端421之间形成能扣合于所述下端梁402的扣合部423。第一连接固定端421上设有通孔，通过将螺栓穿过所述通孔将活动端扣板420的第一连接固定端421与所述第二固定钢枕22、第二混凝土枕32或活动钢枕10固定连接，所述支撑梁40的活动端42能沿钢轨长度方向(纵向)伸缩。即，本发明的活动端扣板420扣合于支撑梁40，并通过螺栓将活动端扣板420的第一连接固定端421固定在活动钢枕10上，使活动钢枕10与支撑梁40之间可以相对滑动。

一个具体的实施例是，混凝土枕30内设有预埋套管415，支撑梁40与混凝土枕30通过螺栓和预埋套管415相连接。如图14、图15所示，其中分别示意性地表示了支撑梁40的固定端41、活动端42与第一混凝土枕31、第二混凝土枕32的连接关系。具体是，支撑梁40的固定端41与第一混凝土枕31通过螺栓、固定端扣板410和预埋套管415相连接，而支撑梁40的活动端42与第二混凝土枕32通过螺栓、活动端扣板420和预埋套管415相连接。

如图13、图14所示，一个可行的方案是，与所述第二固定钢枕22、第二混凝土枕32相连接的所述活动端扣板420的延伸部422底面与所述支撑梁40的下端梁402顶面之间设有能减小滑动伸缩摩擦阻力的耐磨滑板50，所述支撑梁40的下端梁402的顶面及底面与所述活动端扣板420和所述第二固定钢枕22、第二混凝土枕32之间形成滑动摩擦面，且下端梁402的侧面与活动端扣板420之间为间隙配合。

此外，如图11至图15所示，所述支撑梁40的底面与第一混凝土枕31、第一固定钢枕21、活动钢枕10、第二固定钢枕22、第二混凝土枕32之间均设有弹性垫板60。通过设置弹性垫板60能够调节设置本发明的梁端伸缩装置处轨道的弹性刚度，即，通过调节弹性垫板60的刚度，使得伸缩区与梁端两侧的轨道刚度相一致，从而满足列车舒适性要求。

为了进一步减小梁端伸缩装置的支撑梁40的活动端在伸缩过程中的阻力，提高其伸缩时的平顺性，可以在活动钢枕10、第二固定钢枕22、第二混凝土枕32上的弹性垫板60的顶面与支撑梁40的活动端下端梁402的底面之间设置耐磨滑板50。

另外，在与支撑梁40活动端42的端部相连接的第二混凝土枕(活动端混凝土枕)32上设有定位扣板430，在支撑梁40的伸缩过程中，通过该定位扣板430起到对支撑梁活动端42的导向定位作用，在该第二混凝土枕上设置所述定位扣板430处无弹性垫板60，且定位扣板的延伸部底面亦无耐磨滑板50，如图10所示。

如图4A、图4B、图6、图7、图16、图17所示，两所述桥梁相对应的端部分别有一预设的过渡钢板70，所述固定钢枕20设置在该预设的过渡钢板70上，通过钢枕扣板71、螺栓将所述固定钢枕20与预设的过渡钢板70相连接。所述过渡钢板70采用常规的方法进行预埋，在此不再赘述。在本发明中的两过渡钢板70分别嵌入主桥侧101端部的混凝土台1011和简支梁侧102端部的混凝土台1021，使每个过渡钢板70的顶面与梁端混凝土表面齐平，使设置在过渡钢板70上的固定钢枕20顶面与混凝土枕30在同一高度即可。过渡钢板70上开有螺栓孔，下设套筒和锚固钢筋，通过螺栓实现与混凝土台1011、1021的固定连接。

进一步地，如图16、图17所示，所述固定钢枕20与预设的过渡钢板70之间设有弹性垫板72。

一个具体方案是，扣板座73能拆卸地固定在所述预设过渡钢板70上，所述钢枕扣板71的一端扣合于所述固定钢枕20，另一端与所述扣板座73相连接。

所述扣板座73的上部与所述固定钢枕20的底面之间设有弹性垫板72，以使轨道的刚度平稳过渡。

所述扣板座73的下部与所述预设过渡钢板70之间设有调高垫板74。通过设置该调高垫板74，以避免安装后固定钢枕20的顶面与混凝土枕30的顶存在高度偏差，提高线路的竖向平顺性，从而提高了列车运行的舒适性。

所述钢枕扣板71的两端分别设有沿所述固定钢枕20长度方向开设的螺孔，两调节螺栓75能分别穿过所述螺孔顶抵于所述固定钢枕的加强筋23，以调节所述固定钢枕20的横向位置，以克服因加工、安装误差而导致对轨道水平平顺性的影响，确保列车的行车安全。

请配合参见图3、图4A、图18-图24，所述第一固定钢枕21、第二固定钢枕22、活动钢枕10的两端部分别通过连杆80相互铰接连接。如图24所示，每个所述第一固定钢枕21、第二固定钢枕22、活动钢枕10的一端均与一连杆座板81的一端固定相连接，所述连杆80能转动地与所述连杆座板81的另一端相连接，相邻的两连杆端部铰接连接。其中，在本实施例中，连杆座板81呈“L”形。

通过螺栓，所述连杆座板81的一端与连杆80相连接，另一端与第一固定钢枕21、第二固定钢枕22或活动钢枕10相连接，所述螺栓与开口螺母及开口销相配合，以防止螺栓脱落。

在本发明中，优选活动钢枕10的横截面呈T形，以使轨枕间距净空满足最大伸缩量要求。

以下结合具体实施例进一步说明本发明大位移铁路桥梁梁端伸缩装置的工作原理。

支撑梁40是活动钢枕10的依托，为其提供竖向支撑，列车荷载通过活动钢枕10传递到支撑梁40，支撑梁40传递给弹性垫板60，弹性垫板60传递给混凝土枕30，支撑梁40的刚度及变形直接影响到线路的状态及行车，是整个梁端伸缩装置的关键部件。其中，所述弹性垫板60例如可以采用橡胶垫板。支撑梁40截面为不对称的“工”形截面。支撑梁40分为固定端41和活动端42，固定端41一侧的腹板403上开设有通孔，通过螺栓和扣板与第一混凝土枕31和第一固定钢枕21进行锚固定位，达到纵、横向限位的作用；活动端42为伸缩端，支撑梁40活动端42的底面以及下端梁402的顶面分别与活动端扣板420和弹性垫板60之间设置的耐磨滑板50形成滑动摩擦面，在通过活动端扣板420进行横向限位的同时实现了纵向的自由伸缩，请参见图13、图14。支撑梁40为多支点连续梁，固定端41和活动端42的不变支点跨度为600mm,中间可变支点跨度为250mm～650mm，即一个可变枕间距的伸缩总量为400mm,根据总位移梁的要求，可设置多个可变枕间距，实现模数化设计。一般情况下，设置一根活动钢枕10时，有两个可变枕距，伸缩装置的最大设计伸缩量可达到±400mm，以后每增加1根活动钢枕，伸缩位移量可增加±200mm。

表1

活动钢枕数量	最大设计伸缩位移量
		1	±400mm
2	±600mm
		3	±800mm
4	±1000mm
		5	±1200mm

所述活动钢枕10的截面采用“T”形截面，固定钢枕20的截面采用“工”形截面，为了使轨枕间的净空满足最大伸缩量的要求，轨枕的宽度为200mm。活动钢枕10通过活动端扣板420和螺栓与支撑梁40连接，且同时以四根支撑梁40为支点，活动钢枕10为四支点的超静定连续梁结构，支撑梁40及活动端扣板420对活动钢枕10的约束相当于固结节点，有效的减小了活动钢枕10的荷载跨度。本发明的结构可有效减小活动端扣板420中心处的竖向位移和活动钢枕10的自身变形，大大提高行车的稳定性。

固定钢枕20与梁端(桥梁的端部)通过预设的过渡钢板70进行连接，为两支点简支梁结构，截面为“工”字截面，顶面与四根支撑梁40通过扣板连接，为其提供竖向支撑。对于有碴桥面，在伸缩装置处为无碴结构，为了使伸缩装置处的竖向刚度与有碴桥面的刚度相协调，在固定钢枕20与预设的过渡钢板70之间设有弹性垫板72，弹性垫板72的承压刚度为k_cp＝(80±10)kN/mm，固定钢枕20枕下的竖向总刚度在140～180kN/mm，与有碴桥面的枕下刚度接近，实现了轨道刚度平稳过渡的目标。支撑梁40与混凝土枕30、固定钢枕20和活动钢枕10均为扣板连接，在安装过程中与混凝土枕30连接部分的支撑梁40的标高随轨枕一起变化，但固定钢枕20与桥面预设的过渡钢板70连接，安装后固定钢枕20的顶面与混凝土枕30的顶面难免存在高度偏差，为了减少该高差引起的线路竖向不平顺，在固定钢枕20与预设过渡钢板70间设置了调高垫板74，并可通过调高垫板74的厚度变化提高调节能力，使调高范围达到-20mm～+20mm。另外，固定钢枕20与桥面连接后自身无上下、左右的调整能力，但在固定钢枕20安装定位后，由于安装误差和加工偏差，使得扣件的孔位与理论值存在一定的偏差，如不及时调整，将导致钢轨100在该处的旁弯，引起轨道水平不平顺及钢轨100的额外附加力，进而影响到行车。为了解决该问题，本发明在固定固定钢枕20的钢枕扣板71上设置了左右调节的螺栓，当固定钢枕20需要左右调节时，只需放松调节螺栓上的定位螺母，然后将固定钢枕20进行左右调整至合理位置，旋紧调节螺栓，使其与固定钢枕20的加强筋23表面密贴，并紧固定位螺母防止螺栓松脱。调节螺栓的左右调节能力为±20mm，可有效解决该处线路的水平不平顺问题，提高该结构对轨道的适应性，更好的满足舒适行车的要求。

在本实施例中设置了两根活动钢枕10，两根活动钢枕10之间、以及与固定钢枕20之间的间距均匀性通过连杆80进行调节，连杆80为立面布置，图18-图23为不同伸缩状态下的连杆80间的相对位置。连杆80通过连杆座板81(参见图24)与固定钢枕20端部连接，连杆座板81为“L”形连接板，上端与固定钢枕20或活动钢枕10的端部通过螺栓连接，设有开槽螺母与开口销，防止螺栓脱落而导致连杆座板73定位失效；所述连杆座板81侧面与连杆80通过螺栓连接，也设有开槽螺母与开口销，防止螺栓脱落而导致连杆调节枕距的功能失效。连杆80与固定钢枕20或活动钢枕10的连接结构见图24。连杆80的截面采用矩形截面，如长100mm,宽30mm。以上构造措施考虑到了使用过程中连杆的维修与更换。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (16)

1.一种大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述装置包括：

混凝土枕，设置在相邻的第一桥梁、第二桥梁上；

固定钢枕，在两所述桥梁相对应的梁端分别设有第一固定钢枕、第二固定钢枕；

支撑梁，在所述混凝土枕和固定钢枕的上方、沿钢轨长度方向设有四根支撑梁，所述支撑梁的一端为固定端，另一端为活动端，所述固定端与其中所述第一桥梁上设置的第一混凝土枕和第一固定钢枕固定连接，所述活动端与所述第二桥梁上设置的第二混凝土枕和第二固定钢枕之间为活动连接；

活动钢枕，至少一根所述活动钢枕设置在所述第一桥梁和第二桥梁之间，与所述支撑梁的底部相连接。

2.如权利要求1所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述支撑梁的横截面为工字形截面，包括上端梁、下端梁、以及连接该上、下端梁的腹板，所述上端梁的厚度大于下端梁的厚度，所述支撑梁的固定端腹板上设有多个贯通孔。

3.如权利要求2所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述支撑梁的固定端与第一固定钢枕和第一混凝土枕之间通过固定端扣板固定连接；其中，所述固定端扣板具有能够与所述第一固定钢枕或第一混凝土枕相连接的第一固定端，以及与所述支撑梁腹板相连接的第二固定端，且所述第一固定端和第二固定端之间形成能扣合于所述下端梁的扣合部；所述第一固定端上设有第一通孔，所述第二固定端上设有第二通孔，所述第一通孔、第二通孔的中心线呈90度夹角，通过将第一螺栓穿过所述第一通孔将固定端扣板的第一固定端与第一固定钢枕或第一混凝土枕固定连接，并将第二螺栓穿过所述第二通孔和所述腹板的贯通孔，将固定端扣板的第二固定端与所述支撑梁的腹板固定连接。

4.如权利要求2所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述支撑梁的活动端与活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕之间通过活动端扣板相连接；其中，所述活动端扣板具有能够与设置在支撑梁活动端的所述第二固定钢枕、第二混凝土枕或活动钢枕相连接的第一连接固定端，由所述第一连接固定端向一侧延伸的延伸部，所述延伸部能扣合于所述支撑梁的下端梁上表面，所述延伸部和所述第一连接固定端之间形成能扣合于所述下端梁的扣合部；所述第一连接固定端上设有通孔，通过将螺栓穿过所述通孔将活动端扣板的第一连接固定端与所述第二固定钢枕、第二混凝土枕或活动钢枕固定连接，所述支撑梁的活动端能沿钢轨长度方向进行伸缩。

5.如权利要求4所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，与所述第二固定钢枕、第二混凝土枕相连接的所述活动端扣板的延伸部底面与所述支撑梁的下端梁顶面之间设有能减小滑动伸缩摩擦阻力的耐磨滑板，所述支撑梁的下端梁的顶面及底面与所述活动端扣板和所述第二固定钢枕、第二混凝土枕之间形成滑动摩擦面，且所述下端梁的侧面与所述活动端扣板之间构成间隙配合。

6.如权利要求3至5任一项所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述混凝土枕内设有预埋套管，所述支撑梁与所述混凝土枕通过螺栓和所述预埋套管相连接。

7.如权利要求1至5任一项所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述支撑梁的底面与第一混凝土枕、第一固定钢枕、活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕之间均设有弹性垫板，且设置在所述活动钢枕、第二固定钢枕、第二混凝土枕上的所述弹性垫板的顶面与所述支撑梁底面之间设有耐磨滑板。

8.如权利要求1所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，两所述桥梁相对应的端部分别设有一过渡钢板，所述固定钢枕设置在该过渡钢板上，通过钢枕扣板将所述固定钢枕与过渡钢板相连接。

9.如权利要求8所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述固定钢枕与过渡钢板之间设有弹性垫板。

10.如权利要求8所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，扣板座能拆卸地固定在所述过渡钢板上，所述钢枕扣板的一端扣合于所述固定钢枕，另一端与所述扣板座相连接。

11.如权利要求10所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述扣板座的上部与所述固定钢枕的底面之间设有弹性垫板。

12.如权利要求10所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述扣板座的下部与所述过渡钢板之间设有调高垫板。

13.如权利要求8所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述钢枕扣板的两端分别设有沿所述固定钢枕长度方向开设的螺孔，两调节螺栓能分别穿过所述螺孔顶抵于所述固定钢枕的加强筋，以调节所述固定钢枕的横向位置。

14.如权利要求1所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述第一固定钢枕、第二固定钢枕、活动钢枕的两端部通过连杆铰接连接，每个所述第一固定钢枕、第二固定钢枕、活动钢枕的一端均与一L形的连杆座板的一端固定相连接，所述连杆能转动地与所述连杆座板的另一端相连接，相邻的两连杆端部铰接连接。

15.如权利要求14所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述连杆座板的两端分别通过螺栓与所述连杆、所述第一固定钢枕、第二固定钢枕或活动钢枕相连接，所述螺栓与开口螺母及开口销相配合。

16.如权利要求1所述的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，其特征在于，所述活动钢枕的横截面呈T形。