CN108755282A - 一种隧道内高铁减震无砟轨道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道内高铁减震无砟轨道，属于施工领域，包括：轨道板（1），其和地面接触，轨道板上设有腔体；支撑块（2），支撑块部分固定于腔体中，所述的支撑块包括第一支撑块（201）、第二支撑块（202）、弹性块（203）和螺栓固定件（204），所述的第一支撑块上固定有钢轨（3），所述的第二支撑块位于轨道板的腔体中，所述的第一支撑块和第二支撑块之间设有弹性块，所述的弹性块的厚度为20mm‑100mm之间，螺栓固定件连接第一支撑块和第二支撑块，并在螺栓固定件的固定下弹性块位于压缩状态，该压缩率状态下弹性块受到的压缩力大于第一支撑块的重力；钢轨（3），其固定于第一支撑块（201）上。

Description

一种隧道内高铁减震无砟轨道

技术领域

本发明涉及轨道交通领域。

背景技术

无砟轨道（nonballasted-track）是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称作无碴轨道，是当今世界先进的轨道技术。

无砟轨道与有砟轨道相比，无砟轨道避免了飞溅道砟，平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少，列车运行时速可达350千米以上。

在无砟轨道中，减震是至关重要的，特别是在通过隧道的时候，高速铁路会对地面产生强大的震动，长期的震动会对隧道的山体产生微裂缝以及造成地下砂浆，影响隧道的安全。

所以，高铁无砟轨道在隧道内的减震至关重要的问题，在现有的减震中，直接在支撑体和轨道板上设有弹性片进行减震，这个弹性片在支撑体的重力下被压缩，但是该弹性片往往厚度很薄，无法在隧道内达到充分的减震。但若涉及的过厚，由于弹性片在支撑体重力下被压缩，设置的过厚会导致支撑体不稳进而影响到行车的稳定。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种隧道内高铁减震无砟轨道，包括：

轨道板，其和地面接触，轨道板上设有腔体；

支撑块，支撑块部分固定于腔体中，所述的支撑块包括第一支撑块、第二支撑块、弹性块和螺栓固定件，所述的第一支撑块上固定有钢轨，所述的第二支撑块位于轨道板的腔体中，所述的第一支撑块和第二支撑块之间设有弹性块，所述的弹性块的厚度为20mm-100mm之间，，螺栓固定件连接第一支撑块和第二支撑块，并在螺栓固定件的固定下弹性块位于压缩状态，该压缩率状态下弹性块受到的压缩力大于第一支撑块的重力；

钢轨，其固定于第一支撑块上。

作为改进，支撑块和轨道板腔体的侧面设有防止杂物进入腔体密封条。

作为改进，所述的弹性块由2-10片橡胶材料叠合而成。

作为改进，所述的橡胶材料为硅胶。

作为改进，所述的第二支撑块和腔体的底部设有弹性垫片。

作为改进，所述的硅胶的原料按照重量份包括氟硅生胶100份、氟硅油2-10份、纳米碳化硅5-10份、玻璃纤维2-10份、锂0.01-0.1份、镓0.1-1份、偶联剂0.1-2份、增韧剂0.1-2份。

在一个优选的实施例当中，所述的硅胶的制备方法如下：

步骤一、用偶联反应罐对玻璃纤维、碳化硅、锂、镓进行偶联改性，具体步骤如下将上述物质加入到偶联反应罐中，打开搅拌装置，搅拌使混合物旋转，将偶联剂***按照1：0.5配置成溶液后，直接喷洒在混合物中，控制搅拌装置的旋转速度为3000转/分钟-5000转/分钟，使得混合物的温度达到150摄氏度，反应10-20分钟后，在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的混合物；偶联剂为钛酸酯偶联剂；

步骤二、将氟硅生胶、氟硅油、步骤一后的混合物、增韧剂中在混炼机中混炼，制备橡胶；

步骤三、后处理橡胶，制得制品。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明支撑块的示意图；

图3一个实施例中连接件和轨道板的连接结构图；

图4是另一个实施例中连接件和轨道板的连接结构图；

图5是连接件的结构示意图；

图6是整体的示意图；

图中标记：2-支撑块，201-第一支撑块，202-第二支撑块，203-弹性块，204-螺栓固定件，3-钢轨，4-密封条，5-轨道板，6-砂浆层，7-基体，8-连接件，801-连接头，802-连接棒，8021-旋转头，9-中心轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

具体实施例1：

如图6是本发明一种无砟轨道的结构示意图，在图6中，包括轨道板5、支撑块2、砂浆层6和基体7，其中支撑块2固定在轨道板5上，支撑块2支撑有钢轨3，在轨道板5下分别设有砂浆层6和基体7，其中还设有防水层等（图中为示出）。

图1-2是具体的一种实施性实施例支撑块2和轨道板5的连接示意图，图2是图1的局部放大图，如图中所示，支撑块2位于轨道板5上，钢轨3固定在支撑块2上。其中，轨道板5和地面接触，所述的地面在一个具体实施例可以为砂浆层和基体7，基体7通常为混凝土层，轨道板5上设有腔体；支撑块部分固定于腔体中，部分露出轨道板5，在图中优选的实施例当中，支撑块的一半位于腔体中，一半露出轨道板5；钢轨3固定于第一支撑块201上。

在本图1中所述的实施例当中，所述的支撑块2兼具刚性和柔性的特性，具体而言，当支撑块2收到钢轨的压力在一定范围内时，支撑块2保持形状不变，处于刚性状态，能够保证整个无砟轨道的稳定性；当钢轨的压力较大的时候，具体大于一定值时；支撑块2会收缩，其表现为一定柔性的状态，能够充分减少高铁运动对轨道板5以及地表的冲击力。为了达到上述作用，图1是一种达到上述作用的示例实施例，在该实施例当中，所述的支撑块包括第一支撑块201、第二支撑块,202、弹性块203和螺栓固定件204，所述的第一支撑块上固定有钢轨3，所述的第二支撑块位于轨道板的腔体中，所述的第一支撑块和第二支撑块之间设有弹性块，所述的弹性块的厚度为20mm-100mm之间，如50mm。螺栓固定件连接第一支撑块和第二支撑块，并在螺栓固定件的固定下弹性块位于压缩状态，该压缩率状态下弹性块受到的压缩力大于第一支撑块的重力，不考虑重力的情况下，该压缩力等于上述所述的支撑块刚性和柔性的转变临界力。由于螺栓固定件的固定作用，弹性块被压缩，其受到钢轨压力小于临界力时，弹性块形状不变，为刚性状态；当受到钢轨压力大于临界力的时候，弹性块收缩，表现为弹性状态，以缓冲高铁上火车通过对轨道板和地面的冲击震动力。

为了减少支撑块在腔体内的滑动，以提高支撑块的稳定性，在一个改性的实施例当中，支撑块和轨道板腔体的侧面设有防止杂物进入腔体密封条4。

所述的弹性块位于支撑块中，并需要根据使用场景的不同调节弹性片的厚度，因此，为了方便安装和使用，在改进的实施例当中，所述的弹性块由2-10片橡胶材料叠合而成，如5个。

在本发明中所述的橡胶材料要长时间处于压缩状态，并且受到火车的冲击，其耐疲劳和使用寿命至关重要。如果使用现有的硅胶，其可以正常的使用，但是使用寿命不长，需要经常更换，不更换的话，橡胶材料失去弹性，减少了其无砟轨道的稳定性。为了解决上述问题，在改进的实施例当中，所述的橡胶材料为硅胶。根据权利要求5所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于，所述的硅胶的原料按照重量份包括氟硅生胶100份、氟硅油2-10份、纳米碳化硅5-10份、玻璃纤维2-10份、锂0.01-0.1份、镓0.1-1份、钛酸酯偶联剂0.1-2份、增韧剂0.1-2份。所述的硅胶的制备方法如下：

步骤一、用偶联反应罐对玻璃纤维、碳化硅、锂、镓进行偶联改性，偶联剂为钛酸酯偶联剂；

步骤二、将氟硅生胶、氟硅油、步骤一后的混合物、增韧剂中在混炼机中混炼，制备橡胶；

步骤三、后处理橡胶，制得制品。

上述方法制备的轨道耐疲劳性高、使用寿命高，不容易被污染腐蚀。

所述的第二支撑块和腔体的底部设有弹性垫片。

而为了解决剪切力问题，本发明在轨道板和砂浆层、基体之间设有一个连接件，如图3-5所示，其中图3和图4是连接结构不同连接件的示意图，图5是连接件独立下的示意图。

在本发明的连接件包括有：

连接头801，所述的连接头***到轨道板5中并和轨道板固定连接，所述的连接头设有一腔体，腔体通过一通道和外界连通；

连接棒802，所述的连接棒包括有一旋转头，旋转头嵌入到连接头的腔体中，所述的旋转头能够相对于连接头自由旋转，所述的连接棒***到砂浆层和基体7中，并和砂浆层和基体7固定连接。

所述的旋转头可以和连接棒相互旋转，因此旋转头通常为一些表面有弧顶的结构，如图4是旋转头一个具体的实施方案，在图4的方案中，所述的旋转头为球体，相应的，所述的腔体为和旋转头相适应的球体腔。

图3是连接头的另一个具体的实施例，在图4所示的旋转头中，所述的旋转头为椭圆体，椭圆体的长轴位于连接棒中心轴9的延伸方向上。

本发明的旋转头和腔体通过预加工的形式嵌入，在一些实施例当中，也可以在连接头的上部设有一个通道，将连接棒通过通道内嵌入，然后再封闭通道。由于考虑到连接棒的长度通常长于连接头，能够较深的嵌入到灌浆层和基体7当中，因此，在一些优选的实施例当中，所述的连接棒的截面小于连接头的截面。

连接头和轨道板之间要承受较大的相互挤压力，为了减少连接头和和轨道板的挤压力对连接头的截面压力，在本发明中，所述的连接棒和连接头的接触处为斜面过渡，如图4所示的实施例，其可以减缓连接头和轨道板之间的冲击力。

在本发明中，由于旋转头提供了轨道板和连接棒的侧面局部侧滑的可能性，因此所述的连接头可以和轨道板保持相对固定，在一种层面上，其固定性能越好，整体越佳，基于此，连接头的截面为正方形，连接棒的截面为圆形。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (7)

1.一种隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于,包括：

轨道板（1），其和地面接触，轨道板上设有腔体；

支撑块（2），支撑块部分固定于腔体中，所述的支撑块包括第一支撑块（201）、第二支撑块（202）、弹性块（203）和螺栓固定件（204），所述的第一支撑块上固定有钢轨（3），所述的第二支撑块位于轨道板的腔体中，所述的第一支撑块和第二支撑块之间设有弹性块，所述的弹性块的厚度为20mm-100mm之间，，螺栓固定件连接第一支撑块和第二支撑块，并在螺栓固定件的固定下弹性块位于压缩状态，该压缩率状态下弹性块受到的压缩力大于第一支撑块的重力；

钢轨（3），其固定于第一支撑块（201）上。

2.根据权利要求1所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于,支撑块和轨道板腔体的侧面设有防止杂物进入腔体密封条（4）。

3.根据权利要求2所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于,所述的弹性块由2-10片橡胶材料叠合而成。

4.根据权利要求3所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于,所述的橡胶材料为硅胶。

5.根据权利要求4所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于,所述的第二支撑块和腔体的底部设有弹性垫片。

6.根据权利要求5所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于，所述的硅胶的原料按照重量份包括氟硅生胶100份、氟硅油2-10份、纳米碳化硅5-10份、玻璃纤维2-10份、锂0.01-0.1份、镓0.1-1份、钛酸酯偶联剂0.1-2份、增韧剂0.1-2份。

7.根据权利要求6所述的隧道内高铁减震无砟轨道，其特征在于，所述的硅胶的制备方法如下：

步骤一、用偶联反应罐对玻璃纤维、碳化硅、锂、镓进行偶联改性，偶联剂为钛酸酯偶联剂；

步骤二、将氟硅生胶、氟硅油、步骤一后的混合物、增韧剂中在混炼机中混炼，制备橡胶；

步骤三、后处理橡胶，制得制品。