CN107805977A - 用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件和无砟轨道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件和无砟轨道，其中，用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，包括：弹性套靴，弹性套靴上设置有第一减振结构，弹性套靴包括底板和设置在底板的两侧的两个侧板，两个侧板在底板的同一侧延伸以使弹性套靴形成凹槽结构；弹性垫板，弹性垫板设置在底板上并位于凹槽结构内。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的无砟轨道在振动时振幅和噪声较大的问题。

Description

用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件和无砟轨道

技术领域

本发明涉及无砟轨道的技术领域，具体而言，涉及一种用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件和无砟轨道。

背景技术

无砟轨道的结构以其高平顺性、高稳定性、高耐久性和高可靠性的特点，为世界各国高速铁路所接受。随着我国铁路行业的快速发展，我国无砟轨道的建设和运营里程已经居世界首位，在无砟轨道结构的研究设计、施工运营等方面积累了丰富经验。其中高速铁路采用的无砟轨道型式主要包括CRTSⅠ型、CRTSⅡ型板式、双块式，CRTSⅢ型板式以及道岔区长枕埋入式和板式无砟轨道等，目前轨道结构已基本成熟，并逐步形成通用参考图。

目前，国内外客货共线铁路和重载铁路大都采用有砟轨道结构。一方面，国内外客货共线铁路和重载铁路有砟轨道随着运量的逐年增大，钢轨、焊接接头及道岔伤损数量大幅上升，道床残余变形增大，道床粉化板结，轨道刚度不断增大，加剧了列车对轨下基础的破坏及线路几何状态的恶化，形成轨道状态劣化的恶性循环。另一方面，随着行车密度和载重量的提高，轨道的维修工作更趋频繁，但繁忙的干线铁路，天窗兑现率越来越低，可用于国内外客货共线铁路和重载铁路养护维修的时间较短，难以对线路病害进行及时维修。尤其在长大隧道内，有砟轨道结构养修作业更加困难。因此，客货共线铁路和重载铁路长度大于1公里的隧道内建议采用无砟轨道结构形式。国内曾针对常用的无砟轨道结构开展理论计算分析，并结合不同轨道结构自身特点及客货共线铁路和重载铁路运营条件进行综合对比分析。认为：(1)一般情况下，在下部基础满足无砟轨道铺设条件的前提下，各种无砟轨道结构通过调整型式尺寸、加强结构配筋，提升材料性能均可适用于客货共线铁路和重载铁路承载要求。(2)单元板式无砟轨道结构：轨道板下水泥乳化沥青砂浆，对于客货共线铁路和重载铁路的大轴重列车运营条件的适应性仍有待研究，且考虑隧道内轨道结构施工的便利性、养护维修的专业性和技术经济性，隧道内采用单元板式无砟轨道结构不具优势。(3)弹性长枕式无砟轨道结构在我国地铁线路上有少量铺设，国外也仅在客运及地铁运营线路上进行过铺设，主要作为城市轨道交通的减振结构进行考虑，后期弹性长枕橡胶套靴易受粉尘污染，养护维修难度较大。(4)双块式、长枕埋入式无砟轨道均为现浇枕式整体道床结构，两者受力体系相同，综合性能较好，并在我国客货共线线路有一定的应用经验，目前总体使用状态良好，但所有的减振性能均由扣件系统实现，难度较大。针对于我国客货共线铁路和重载铁路隧道内急需一种适用性好、耐久性好、较强的可修复性、良好的施工性能、和经济合理且具有一定减振性能的无砟轨道形式。

无砟轨道在使用时灰尘和水分会通过道床板和弹性支承块组件之间的间隙进入道床板和弹性支承块组件之间，这样会影响无砟轨道的弹性和稳定性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件和无砟轨道，以解决现有技术中的无砟轨道在振动时振幅和噪声较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，包括：弹性套靴，弹性套靴上设置有第一减振结构，弹性套靴包括底板和设置在底板的两侧的两个侧板，两个侧板在底板的同一侧延伸以使弹性套靴形成凹槽结构；弹性垫板，弹性垫板设置在底板上并位于凹槽结构内。

进一步地，第一减振结构为设置在弹性套靴的表面上的多个减振凹槽和/或设置在弹性套靴内的减振通道。

进一步地，第一减振结构为设置在弹性套靴的表面上的多个减振凹槽，各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴的延伸方向相同和/或各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴的延伸方向垂直。

进一步地，第一减振结构为设置在弹性套靴内的减振通道，各减振通道的延伸方向与弹性套靴的延伸方向相同和/或各减振通道的延伸方向与弹性套靴的延伸方向垂直。

进一步地，弹性垫板设置有第二减振结构。

进一步地，第二减振结构为设置在弹性垫板的表面上的多个减振凹槽，各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴的延伸方向相同和/或各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴的延伸方向垂直，和/或第二减振结构为设置在弹性套靴内的减振通道，各减振通道的延伸方向与弹性套靴的延伸方向相同和/或各减振通道的延伸方向与弹性套靴的延伸方向垂直。

进一步地，第一减振结构和第二减振结构相互交叉设置。

进一步地，弹性套靴和弹性垫板为一体结构。

根据本发明的另一方面，提供了无砟轨道，包括：弹性套靴和弹性垫板，弹性套靴为上述的弹性套靴，弹性垫板为上述的弹性垫板；道床板，道床板具有容纳凹槽；支承块，支承块至少部分地设置在弹性套靴所形成的的凹槽结构内并位于弹性垫板；钢轨，钢轨通过扣件可拆卸地设置在支承块上。

进一步地，支承块包括第一块体和第二块体，第一块体的宽度小于容纳凹槽的宽度，第二块体的宽度大于容纳凹槽的宽度，第二块体突出于第一块体以形成凸沿，第一块体高于容纳凹槽的高度。

应用本发明的技术方案，弹性套靴设置在道床板上，弹性垫板设置在弹性套靴的底板上，支承块至少部分地设置在弹性套靴内，钢轨设置在支承块上，弹性垫板上设置有第一减振结构，这样当钢轨的振动传递至支承块上，支承块的振动传递至弹性垫板和弹性套靴上的时候，弹性套靴和弹性垫板具有缓冲、减振的作用，这样大大地降低了无砟轨道的振动水平，减小了噪声。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的无砟轨道在振动时振幅和噪声较大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的无砟轨道的实施例的剖视示意图；

图2示出了图1的无砟轨道的俯视示意图；

图3示出了图1的无砟轨道的弹性支承块组件的结构示意图；

图4示出了图3的弹性支承块组件的剖视示意图；

图5示出了图1的弹性支承块组件和道床板的局部放大示意图；以及

图6示出了图1的无砟轨道的第一减振结构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、道床板；20、弹性支承块组件；21、支承块；211、第一块体；212、第二块体；22、弹性套靴；23、弹性垫板；30、钢轨；40、弹性密封结构；100、第一减振结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图6所示，本实施例的一种用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件包括：弹性套靴22和弹性垫板23。弹性套靴22上设置有第一减振结构100，弹性套靴22包括底板和设置在底板的两侧的侧板，两个侧板在底板的同一侧延伸以使弹性套靴22形成凹槽结构。弹性垫板23设置在底板上并位于凹槽结构内。

应用本实施例的技术方案，弹性套靴22设置在道床板10上，弹性垫板23设置在弹性套靴22的底板上，支承块21至少部分地设置在弹性套靴22内，钢轨30设置在支承块21上，弹性垫板23上设置有第一减振结构100，这样当钢轨30的振动传递至支承块21上，支承块21的振动传递至弹性垫板23和弹性套靴22上的时候，弹性套靴22和弹性垫板23具有缓冲、减振的作用，这样大大地降低了无砟轨道的振动水平，减小了噪声。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的无砟轨道在振动时振幅和噪声较大的问题。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，第一减振结构100为设置在弹性套靴22的表面上的多个减振凹槽和/或设置在弹性套靴22内的减振通道。上述结构加工成本较低，设置方便。具体地，第一减振结构100为设置在弹性套靴22的表面上的多个减振凹槽，各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向相同和/或各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向垂直。当然，作为本领域技术人员知道，第一减振结构100为设置在弹性套靴22内的减振通道，各减振通道的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向相同和/或各减振通道的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向垂直。上述结构通过弹性套靴22的变形以及减振凹槽和/或减振通道的变形来实现减振，这样的减振效果较好。这里值得一提的是，弹性套靴22的延伸方向为弹性套靴22沿着道床板10铺设的方向。弹性套靴为沟槽状实体橡胶或者微孔橡胶或者微孔聚氨酯。沟槽状实体橡胶或者微孔橡胶或者微孔聚氨酯进一步提高了支承块21和道床板10之间的弹性。

如图1至图6所示，在本实施例的技术方案中，弹性垫板23设置有第二减振结构。弹性垫板23的设置一方面进一步提高了支承块21与道床板10之间的弹力，另一方面上述结构在维修更换时可以有选择性的更换，另外，弹性垫板23的厚度大小可以根据需要进行调整。进一步地，第二减振结构的设置使得弹性垫板23的减振、缓冲作用更好。

如图1至图6所示，在本实施例的技术方案中，第二减振结构为设置在弹性垫板23的表面上的多个减振凹槽，各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向相同和/或各减振凹槽的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向垂直，和/或第二减振结构为设置在弹性套靴22内的减振通道，各减振通道的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向相同和/或各减振通道的延伸方向与弹性套靴22的延伸方向垂直。弹性垫板23为沟槽状实体橡胶或者微孔橡胶或者微孔聚氨酯。沟槽状实体橡胶或者微孔橡胶或者微孔聚氨酯进一步提高了支承块21和道床板10之间的弹性。

在本实施例的技术方案中，第一减振结构100和第二减振结构相互交叉设置。第一减振结构和第二减振结构相互交叉设置的结构使得本实施例的无砟轨道减振效果较好，而且第一减振结构和第二减振结构交错还能避免弹性垫板23和弹性套靴22的应力集中。

在本实施例的技术方案中，弹性套靴22和弹性垫板23为一体结构。弹性套靴22和弹性垫板23为一体成型结构。当然，作为本领域技术人员知道，弹性套靴22和弹性垫板23为粘接结构也是可以的。

本申请还提供了一种无砟轨道包括：道床板10、支承块21、钢轨30、弹性套靴22和弹性垫板23。弹性套靴22为上述的弹性套靴22，弹性垫板23为上述的弹性垫板23。道床板10具有容纳凹槽。支承块21至少部分地设置在弹性套靴22所形成的的凹槽结构内并位于弹性垫板23。钢轨30通过扣件可拆卸地设置在支承块21上。具体地，支承块21包括第一块体211和第二块体212，第一块体211的宽度小于容纳凹槽的宽度，第二块体212的宽度大于容纳凹槽的宽度，第二块体212突出于第一块体211以形成凸沿，第一块体211高于容纳凹槽的高度。

本实施例的无砟轨道还包括弹性密封结构40，弹性密封结构设置在道床板10和弹性支承块组件20(此处的弹性支承块组件20包括支承块21、弹性套靴22和弹性垫板23)之间的间隙内，并对道床板10和弹性支承块组件之间的间隙进行密封，这样灰尘或者水等杂质由于弹性密封结构40的阻挡不会进入无砟轨道的内部，上述结构有效地解决了现有技术中的无砟轨道容易进入杂质而影响无砟轨道的弹性和稳定性的问题。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的无砟轨道容易进入杂质而影响无砟轨道的弹性和稳定性的问题。

如图1至图4所示，在本实施例的技术方案中，第一块体211的横截面积为梯形，第一块体211顶部的宽度大于第一块体211底部的宽度。上述结构使得第一块体211在进入容纳凹槽时比较容易，当然，作为本领域技术人员知道，上述结构使得第一块体211在移出容纳凹槽时也比较容易。这样方便了支承块21和容纳凹槽之间的容易放入与取出。

如图1和图5所示，在本实施例的技术方案中，弹性密封结构40为密封条结构，密封条结构设置在第二块体212的凸沿和道床板10之间。上述结构密封效果好，使用材料较少。具体地，弹性密封结构40由聚硫材料或者硅酮材料或者聚氨酯材料制成，制作时可预制成型后粘接也可现场搅珠粘接密封。这样弹性密封结构40的选材较容易，成本较低。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，所述容纳凹槽为两个，所述弹性支承块组件为与所述容纳凹槽相对应地两个，所述钢轨为与所述弹性支承块组件相对应地两个。

支承块第一块体211为上大下小的倒梯形，以便日后维修时取出支承块21，短轨枕其长度、高度、宽度、重量及在道床里的埋深都可应用户需求任意调整，以适应不同形式铁路轨道结构对轨枕强度和轨道结构稳定性的要求；支承块21的上部和下部具有凸沿以防水或其它杂物直接透入橡胶的弹性套靴；轨枕通过预埋件(预埋铁座、套管或其它连接装置)与扣件系统相连，提高了无砟轨道结构横向承载力；支承块21的承轨面可适应不同形式铁路而设置不同坡度，同时可适应不同扣件系统设置挡肩等限位结构，或不设置任何轨下橡胶垫板的限位结构，轨下橡胶垫板的限位主要由预埋铁座或其它连接装置提供。轨枕上预埋铁座、套管或其它连接装置的中心线可与短轨枕中心线重合，或其中心线向短轨枕中心线两侧(内侧或外侧)偏离0～100mm左右，进一步增强短轨枕的抗倾翻能力；支承块21除满足普通铁路、高速铁路、地铁和轻轨外，仍可满足货车轴重为30t及以上重载铁路无砟轨道线路要求，并适用于不同轨距铺设60kg/m、68kg/m、75kg/m或其它轻重型钢轨。

弹性垫板23采用微孔发泡结构型式。以往干线铁路中弹性垫板23通常采用普通橡胶垫板结构，通过在上下表面设置沟槽提供弹性，在运营中污染物容易进入沟槽内影响弹性。

弹性套靴22包裹支承块21和弹性垫板23，方便施工和维修，使支承块21可以相对于道床板10发生微量位移；提供轨道侧向(横向和纵向)的弹性，使轮轨荷载可在纵向较长范围内分布。

支承块21、弹性垫板23、弹性套靴22组成弹性支承块组件，两列弹性支承块组件放入模板内，浇筑混凝土形成道床板10，道床板10与弹性支承块组件组成一体结构。

道床板10凝固稳定后，在支承块21四周设置密封条，密封条为聚硫材料或者硅酮材料或者聚氨酯材料等具有一定弹性和密封功能的材料，与支承块21、道床板10接触，将弹性套靴22的外露部分密封，防止污染物进入弹性套靴22，影响弹性垫板23的弹性，进而影响整体结构的弹性性能和稳定性。密封条带有一定的弹性不会影响支承块21在受力状态下的横向和纵向位移，不会因为动态载荷而容易损坏。

在距离隧道洞口200m范围内，道床板10采用分块浇筑的方式，在距离隧道洞口200m范围以外道床板10纵向连续浇筑。遇隧道结构变形缝时，道床板10对应设置20mm宽横向伸缩缝，伸缩缝中心与变形缝中心对齐。伸缩缝前后适当调整扣件节点间距使伸缩缝位于弹性支承块组件20(由支承块21、弹性套靴22、弹性垫板23组成，下同)间距正中，扣件节点间距调整范围575～650mm。填充聚乙烯泡沫板，上层灌注树脂防水嵌缝胶。距离隧道洞口200m范围内的分块道床板与隧道仰拱回填层或结构底板通过预埋钢筋连接。每个弹性支承块组件20间距内设置一排预埋钢筋，每排4根，位于弹性支承块组件20间距正中间。预埋钢筋采用“L”形状，总高度为400mm，其中植入下部隧道结构的长度为200mm，外露的平直段长度为100mm。距隧道洞口大于200m范围道床伸缩缝前后连续浇筑道床板端部仰拱回填层或结构底板植入八排螺纹钢筋，每排四根，位于弹性支承块组件20正中间。通过植入钢筋的方式使道床板10与下部结构连接正一体结构，增强轨道系统的整体性，稳定性。

道床板10内配有普通钢筋，钢筋可采用树脂钢筋或绝缘涂层、绝缘卡等措施，以满足轨道电路绝缘的技术要求。作为替代方案和特别有利的形式是采用普通钢筋与预应力钢筋相结合的预应力结构，可有效防止轨道板产生裂纹。

本申请的弹性支承块组件式无砟轨道系统对于曲线和竖曲线地段同样有很好的适应性。轨道板上方设置的两排弹性支承块组件，可沿纵向或者横向，在道床板10制造过程中进行调整，这将非常有利于轨道系统在不同线路走向地段的适应性。

在一种优选的实施例中，对于曲线地段，两列弹性支承块组件20可沿曲线对称设置，此时，一列弹性支承块组件20中的每个弹性支承块组件之间的间距大于另一列弹性支承块组件中的每个弹性支承块组件之间的间距，这样，在不影响轨道运行稳定的前提下减少了弹性支承块组件20的数量，进而节约了成本。

在道床板10制造时，根据曲线超高的设置要求，调整轨道板顶面设置的两排弹性支承块组件20和的高度，来实现曲线地段超高变化和轨向调整的要求，并可以减少后期轨道精调的工作量。

当然，作为本领域技术人员知道，一列弹性支承块组件20与另一列弹性支承块组件20之间的轨距是变化的。以此可适应部分轨距加宽地段的使用。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明弹性套靴、弹性垫板能够有效地提高轨道结构的整体弹性,缓冲列车在通过时产生的强烈振动和冲击,减少对基础的冲击应力，降低其振动水平，把混凝土支承块和轨道板弹性地结合起来。隔离车辆通过时引起的振动和冲击,同时对信号系统进行绝缘。可广泛的应用在高速铁路、重载铁路、客货共线铁路和城市轨道交通中。

1、弹性套靴和弹性垫板可采用橡胶材料、聚氨酯材料或者热塑性弹性体等材料制造，耐久性好，能够满足轨道结构的设计寿命。

2、弹性套靴和弹性垫板可通过微孔发泡变形、沟槽压缩变形、结构变形等特殊设计来提供合理弹性。

3、弹性套靴和弹性垫板可通过粘合剂粘结和混凝土支承块组装成弹性支承块，也可一体化生产成型后与混凝土支承块组装。

4、弹性套靴和弹性垫板可应用于重载铁路、高速铁路、客货共线铁路和城市轨道交通领域。

5、通过使用弹性套靴和弹性垫板组合结构，可进一步改善无砟轨道的整体减振性能，降低基础应力水平。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，包括：

弹性套靴(22)，所述弹性套靴(22)上设置有第一减振结构(100)，所述弹性套靴(22)包括底板和设置在所述底板的两侧的两个侧板，所述两个侧板在所述底板的同一侧延伸以使所述弹性套靴(22)形成凹槽结构；

弹性垫板(23)，所述弹性垫板(23)设置在所述底板上并位于所述凹槽结构内。

2.根据权利要求1所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述第一减振结构(100)为设置在所述弹性套靴(22)的表面上的多个减振凹槽和/或设置在所述弹性套靴(22)内的减振通道。

3.根据权利要求2所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述第一减振结构(100)为设置在所述弹性套靴(22)的表面上的多个减振凹槽，各所述减振凹槽的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向相同和/或各所述减振凹槽的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向垂直。

4.根据权利要求3所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述第一减振结构(100)为设置在所述弹性套靴(22)内的减振通道，各所述减振通道的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向相同和/或各所述减振通道的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向垂直。

5.根据权利要求1所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述弹性垫板(23)设置有第二减振结构。

6.根据权利要求5所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述第二减振结构为设置在所述弹性垫板(23)的表面上的多个减振凹槽，各所述减振凹槽的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向相同和/或各所述减振凹槽的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向垂直，和/或

所述第二减振结构为设置在所述弹性套靴(22)内的减振通道，各所述减振通道的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向相同和/或各所述减振通道的延伸方向与所述弹性套靴(22)的延伸方向垂直。

7.根据权利要求5所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述第一减振结构(100)和所述第二减振结构相互交叉设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于无砟轨道的弹性套靴和弹性垫板组件，其特征在于，所述弹性套靴(22)和所述弹性垫板(23)为一体结构。

9.一种无砟轨道，其特征在于，包括：弹性套靴(22)和弹性垫板(23)，所述弹性套靴(22)为权利要求1至8中任一项所述的弹性套靴(22)，所述弹性垫板(23)为权利要求1至8中任一项所述的弹性垫板(23)；

道床板(10)，所述道床板(10)具有容纳凹槽；

支承块(21)，所述支承块(21)至少部分地设置在所述弹性套靴(22)所形成的的凹槽结构内并位于所述弹性垫板(23)；

钢轨(30)，所述钢轨(30)通过扣件可拆卸地设置在所述支承块(21)上。

10.根据权利要求9所述的无砟轨道，其特征在于，所述支承块(21)包括第一块体(211)和第二块体(212)，所述第一块体(211)的宽度小于所述容纳凹槽的宽度，所述第二块体(212)的宽度大于所述容纳凹槽的宽度，所述第二块体(212)突出于所述第一块体(211)以形成凸沿，所述第一块体(211)高于所述容纳凹槽的高度。