无砟轨道刚度调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种无砟轨道刚度调节装置，包括桥墩、设于路基上的桥台、设于桥墩上的梁体、铺设于桥台和梁体上的轨道板以及通过扣件固定于轨道板上的钢轨，轨道板在桥台与梁体之间的结合部位断开或者在相邻两梁体之间的结合部位断开，断开的轨道板之间设有用于调节梁体的梁端转角和竖向错位以降低扣件受到的上拔力保证列车行车安全和行车稳定性的微型支撑桥梁。满足列车荷载、温度荷载、梁体挠曲、梁体伸缩对结构本身的要求，可显著降低主板截面高度，方便与扁平的轨道板高度匹配，同时增加主板底面与梁体顶面的净空高度，为梁体转动和竖向位移提供足够的净空，减小梁体变形对轨道板结构的影响，减小扣件上拔力，保证列车行车安全性和旅客舒适度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高速铁路桥梁结构
，特别地，涉及一种用于无砟轨道桥梁体系以减小梁体变形对轨道板结构的影响的无砟轨道刚度调节装置。
技术介绍
铁路建设高速化是我国铁路交通发展的必然趋势，随着我国高速铁路建设逐步实施并投入运营，无砟轨道因具有较高平顺性、稳定性及维修次数少等特点而被作为高速铁路主要的轨道结构型式之一。为了满足高速铁路线路平顺性和稳定性的要求，可能要建造连续几公里甚至几十公里的高架桥。以京沪高铁为例，桥梁244座，占据正线长度的80.47％，列车基本全线运行在桥梁上。大跨度桥梁常因列车荷载或温度作用在梁端产生较大梁端转角和竖向错位，造成无砟轨道扣件系统上拔力超过扣压力，梁端局部钢轨隆起，影响行车安全性和旅客舒适度。当桥梁之间，或者桥梁与桥台之间梁缝较大，导致钢轨扣件节点间距过大无法满足车运行平顺性及轨道受力变形的要求，增加钢轨、扣件的受力，受力超过一定范围时可能引起断轨及列车脱轨，危及行车安全。若采用纯钢或者纯混凝土结构，存在的问题如下：(1)不能为梁体转动和竖向位移提供足够的净空：大跨度桥梁在列车荷载或温度作用下产生较大的转角或者竖向位移，而纯钢或者纯混凝土结构截面高度较大，且主板底面为平面，由此造成桥梁梁体与主板的相互作用或者碰撞产生较大内力，降低结构性能。(2)不符合结构受力特点：混凝土材料是一种强压弱拉材料，在荷载作用下，无砟轨道刚度调节装置的主板顶部受压而底部受拉导致底部产生大量裂缝，缩短无砟轨道刚度调节装置寿命，增加结构维修次数。(3)钢结构噪声污染严重：若采用纯钢形式的无砟轨道刚度调节装置，由于刚度较小，在列车动力荷载作用下变形大，宏观表现为主板两端与梁体反复碰撞产生严重噪音并加剧梁体损伤。(4)结构形式：若采用纯混凝土形式的无砟轨道刚度调节装置，其相应的主板厚度大，结构形式不灵活，制作时需模板浇筑、绑扎钢筋，施工质量不易保证，安装不便。(5)限位缺陷：若简单的通过凸出结构实现横向和纵向限位要求，列车蛇形运动或摇头作用下会磨损轨道板，严重时导致轨道板的变形而发生列车脱轨，增大维修工作量。(6)无砟轨道刚度调节装置混凝土浇注缺陷：轨道板结构非常扁平，无砟轨道刚度调节装置需要与前后的轨道板顺接，满足钢轨顶面标高要求。混凝土往往在狭小空间不能振捣密实，无法保证混凝土质量。特别是在大跨度桥梁，通常存在较大梁缝，导致钢轨、扣件受力增大。可见，为提高无砟轨道行车安全与舒适性。因此，开发一种无砟轨道刚度调节装置十分必要。本技术提供的一种无砟轨道刚度调节装置可以克服上述缺陷，满足列车荷载、温度荷载、桥梁挠曲、桥梁伸缩对结构本身的要求，同时调节梁端转角和竖向错位，减小扣件上拔力，保证行车安全性和旅客舒适度。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种无砟轨道刚度调节装置，以减小梁体转角和竖向错位对轨道板的影响，保证行车安全与旅客舒适度。通过设置跨越梁体伸缩缝、或者跨越桥梁与桥台结合部位的无砟轨道刚度调节装置，以满足扣件间距，同时调节梁体转角和竖向错位，减小扣件上拔力。为了实现上述技术目的，本技术专利的技术方案是：无砟轨道刚度调节装置，包括桥墩、设于路基上的桥台、设于桥墩上的梁体、铺设于桥台和梁体上的轨道板以及通过扣件固定于轨道板上的钢轨，轨道板在桥台与梁体之间的结合部位断开或者在相邻两梁体之间的结合部位断开，断开的轨道板之间设有用于调节梁体的梁端转角和竖向错位以降低扣件受到的上拔力保证列车行车安全和行车稳定性的微型支撑桥梁。当列车在钢轨上运行时，无砟轨道刚度调节装置可以减小钢轨和扣件的受力，减小梁体变形对轨道板结构的影响。视为微型桥梁的无砟轨道刚度调节装置可以满足列车运行平顺性及轨道受力变形的要求，同时可以满足扣件节点间距要求，减小扣件上拔力，保证钢轨受力在容许范围内，不会因为钢轨超过受力范围引起断轨及列车脱轨，危及行车安全。无砟轨道刚度调节装置为梁体之间或者梁体与桥台之间提供平稳的刚度过渡。无砟轨道刚度调节装置的设置防止了梁体与梁体间或梁体与桥台间因缝隙产生的刚度突变，作为一个过渡结构保证了刚度的连续性，有效的避免了在列车通过时因刚度问题产生跳轨甚至是脱轨的危险。进一步地，微型支撑桥梁包括用于支承在钢轨底部的主板、设于主板底部的主板支座以及用于限制主板在水平方向上沿轨道板纵向和横向移动的限位装置。无砟轨道刚度调节装置的主板可以采用以下九种形式中的任一种：槽型钢-混凝土刚度调节板、四角支承槽型钢-混凝土刚度调节板、工字钢-混凝土刚度调节板、内侧斜撑加劲复合工字钢-混凝土刚度调节板、内侧斜撑加劲复合工字钢-混凝土叠合板刚度调节板、П型钢-混凝土刚度调节板、内侧斜撑加劲复合П型钢-混凝土刚度调节板、倒U形外包钢-混凝土刚度调节板、四角支承倒U形外包钢-混凝土刚度调节板。虽然这些形式具有各自的特性和优点，但是它们具有一个共同的特点：四角支承槽型钢-混凝土刚度调节板和四角支承倒U形外包钢-混凝土刚度调节板下侧的空腔部分可以为梁体转动和竖向位移提供足够的净空，其他七种形式由于支座垫块的垫高，增加了主板底面与梁体顶面的净空高度，同样可以为梁体转动和竖向位移提供足够的净空。特别对于大跨度桥梁，不会产生梁体转动与主板碰撞的矛盾问题，无砟轨道刚度调节装置可以减小钢轨和扣件的受力，减小梁体变形对轨道板结构的影响。不同形式的主板为钢和混凝土的组合构件。组合构件充分发挥钢材和混凝土的各自材料特性，由于混凝土与钢材共同工作，与纯钢结构相比可节省钢材用量的20％-40％。通过增大主板的截面刚度，由于混凝土参与工作，计算截面比纯钢结构要大，可使主板挠度减小20％左右。主板可以利用安装好的钢板支模板，现浇混凝土，节省施工用的材料，并加快施工进度。主板在荷载作用下比纯钢结构的噪声明显减小，可以减少噪声污染，有利于环保。主板的钢结构部分为工厂制作，易于保证质量。混凝土直接利用钢板和少量模板进行浇筑，减少钢筋绑扎，制作方便，易于控制质量。主板重量较轻，降低了主板厚度，方便与整体较扁平的轨道板结构衔接，满足钢轨顶面标高的要求，同时给安装就位带来很大便利。主板底部受拉区受力构件为钢板，上部受压区受力构件为混凝土，既降低了主板截面高度，合理利用了材料力学特性，充分发挥钢和混凝土各自材料的优点，而且结构形式灵活多变。主板下部分为型钢或外包钢板，避免混凝土裂缝暴露在空气中引起的结构损伤，便于维护，结构的安全性和耐久性较好。进一步地，桥台顶部和/或桥墩顶部设有梁体支座；梁体支座与主板支座沿竖直方向一一对应布置。进一步地，限位装置包括设于主板四角的侧向限位块、设于主板与轨道板之间的外层叠合有耗能元件橡胶的耗能元件钢板以及设于主板与侧向限位块之间的外层叠合有耗能元件橡胶的耗能元件钢板；或者限位装置包括主板与轨道板之间的嵌合构造、设于嵌合构造内的外层叠合有耗能元件橡胶的耗能元件钢板以及设于主板与轨道板之间的外层叠合有耗能元件橡胶的耗能元件钢板。进一步地，耗能元件橡胶和耗能元件钢板的板面形状采用正方形、长方形或者圆柱形；耗能元件钢板采用焊接方式与周围结构的预埋钢板连接，且预埋钢板下布置局部承压钢筋网；耗能元件钢板厚度选用5mm-15mm，耗能元件橡胶厚度选用10cm-20cm；耗能元件钢板尺寸大于耗能元件橡胶尺寸；耗能元件钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无砟轨道刚度调节装置，包括桥墩(8)、设于路基上的桥台(19)、设于桥墩(8)上的梁体(5)、铺设于桥台(19)和梁体(5)上的轨道板(4)以及通过扣件(3)固定于轨道板(4)上的钢轨(2)，其特征在于，轨道板(4)在桥台(19)与梁体(5)之间的结合部位断开或者在相邻两梁体(5)之间的结合部位断开，断开的轨道板(4)之间设有用于调节梁体(5)的梁端转角和竖向错位以降低扣件(3)受到的上拔力保证列车行车安全和行车稳定性的微型支撑桥梁。

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道刚度调节装置，包括桥墩(8)、设于路基上的桥台(19)、设于桥墩(8)上的梁体(5)、铺设于桥台(19)和梁体(5)上的轨道板(4)以及通过扣件(3)固定于轨道板(4)上的钢轨(2)，其特征在于，轨道板(4)在桥台(19)与梁体(5)之间的结合部位断开或者在相邻两梁体(5)之间的结合部位断开，断开的轨道板(4)之间设有用于调节梁体(5)的梁端转角和竖向错位以降低扣件(3)受到的上拔力保证列车行车安全和行车稳定性的微型支撑桥梁。2.根据权利要求1所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，微型支撑桥梁包括用于支承在钢轨(2)底部的主板(1)、设于主板(1)底部的主板支座(6)以及用于限制主板(1)在水平方向上沿轨道板(4)纵向和横向移动的限位装置。3.根据权利要求2所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，桥台(19)顶部和/或桥墩(8)顶部设有梁体支座(7)；梁体支座(7)与主板支座(6)沿竖直方向一一对应布置。4.根据权利要求3所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，限位装置包括设于主板(1)四角的侧向限位块(15)、设于主板(1)与轨道板(4)之间的外层叠合有耗能元件橡胶(12)的耗能元件钢板(11)以及设于主板(1)与侧向限位块(15)之间的外层叠合有耗能元件橡胶(12)的耗能元件钢板(11)；或者限位装置包括主板(1)与轨道板(4)之间的嵌合构造、设于嵌合构造内的外层叠合有耗能元件橡胶(12)的耗能元件钢板(11)以及 设于主板(1)与轨道板(4)之间的外层叠合有耗能元件橡胶(12)的耗能元件钢板(11)。5.根据权利要求4所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，耗能元件橡胶(12)和耗能元件钢板(11)的板面形状采用正方形、长方形或者圆柱形；耗能元件钢板(11)采用焊接方式与周围结构的预埋钢板连接，且预埋钢板下布置局部承压钢筋网；耗能元件钢板(11)厚度选用5mm-15mm，耗能元件橡胶(12)厚度选用10cm-20cm；耗能元件钢板(11)尺寸大于耗能元件橡胶(12)尺寸；耗能元件钢板(11)与耗能元件橡胶(12)之间采用高性能粘合剂硫化粘结。6.根据权利要求2至5中任一项所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，主板(1)采用槽口朝下布置且上表面覆盖混凝土的槽型钢，槽型钢的两槽壁沿主板(1)纵向排布，主板支座(6)分别设于槽型钢的两槽侧壁底部。7.根据权利要求6所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，槽型钢的两槽壁均从下至上开设有槽，形成四角支承槽型钢-混凝土刚度调节板，槽型钢下部的空腔部分为梁体(5)的转动和竖向位移提供活动净空。8.根据权利要求2至5中任一项所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，主板(1)采用两组工字钢(13)从底部支撑混凝土板的结构，工字钢(13)的上翼缘板的上表面安装连接件与混凝土形成整体，共同承担列车通过钢轨(2)时的荷载。9.根据权利要求8所述的无砟轨道刚度调节装置，其特征在于，两工字 钢(13)之间设有交叉支撑的斜向支撑加劲肋(14)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈遂，余志武，吴玲玉，
申请(专利权)人：中南大学，高速铁路建造技术国家工程实验室，
类型：新型
国别省市：湖南;43