CN112376330A - 齿轨铁路大坡道轨道防爬设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于山地轨道交通工程技术领域，特别涉及齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，包括预埋在道床内的预埋梁，所述预埋梁顶部设置有用于连接轨道结构的连接部，所述预埋梁底部设置有预埋柱，所述预埋梁和预埋柱可拆卸连接，通过预埋梁和预埋柱的设置，增加与道砟接触面积，能够有效避免轨道结构沿道砟的相对移动，避免轨道结构整体爬行失稳，保证齿轨铁路运行安全性，同时，由于列车、轨道***重力的纵向分力通过预埋梁和预埋柱分散至道砟中，有利于使轨道结构的承载力得到提高，进一步提高轨道结构的稳定性。

Description

齿轨铁路大坡道轨道防爬设备

技术领域

本发明属于山地轨道交通工程技术领域，特别涉及齿轨铁路大坡道轨道防爬设备。

背景技术

钢枕齿轨铁路在结构上主要包括钢枕、轮轨和齿轨，通过轮轨和齿轨驱动机车前进，能够克服机车爬坡过程黏着力不足的问题，通过钢枕替代传统木枕、土枕，能够克服传统铁路自重过大的问题，适用于大坡度线路，是目前我国山地景区常用的新制式轨道交通形式。

相对于传统轮轨铁路，钢枕齿轨铁路通过齿轮与齿轨之间的啮合力实现机车爬坡运行的驱动，轨枕组成的轨排作为钢枕齿轨铁路的重要组成部分，设置在道床上，同时承担维持轮轨和齿轨结构稳定的作用，有砟钢枕齿轨铁路整体结构轻便，其道砟多采用花岗岩碎石，几乎没有粘聚力，齿轨铁路的载荷力及道砟颗粒之间的相互作用力主要由道砟和钢枕之间以及道砟之间的摩擦力来承担，轨枕由于设置在大坡度的线路上，自然状态下，受自身重力以及轨道的重力作用，容易出现沿有砟轨道长度方向的结构失稳情况，在机车爬坡过程中，还会承担列车、轨道***重力的纵向分力，不仅容易出现轨枕失稳情况，还容易出现钢枕齿轨铁路整体结构失稳的情况，出现轨枕与道床之间、齿轨与钢枕之间的爬行问题，影响齿轨铁路运行的安全性。

所以，目前亟需要一种技术方案，以解决目前钢枕齿轨铁路容易出现爬行失稳情况，影响齿轨铁路运行安全性的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前钢枕齿轨铁路容易出现爬行失稳情况，影响齿轨铁路运行安全性的技术问题，提供了齿轨铁路大坡道轨道防爬设备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，包括预埋在道床内的预埋梁，所述预埋梁顶部设置有用于连接轨道结构的连接部，所述预埋梁底部设置有预埋柱，所述预埋梁和预埋柱可拆卸连接。

本发明的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，通过预埋梁和预埋柱的设置，增加与道砟接触面积，能够有效避免轨道结构沿道砟的相对移动，避免轨道结构整体爬行失稳，保证齿轨铁路运行安全性，同时，由于列车、轨道***重力的纵向分力通过预埋梁和预埋柱分散至道砟中，有利于使轨道结构的承载力得到提高，进一步提高轨道结构在大坡道情况下的稳定性。

作为本发明的优选方案，所述预埋梁包括沿轨道宽度方向设置的横梁，所述横梁位于相邻两轨枕之间，所述横梁至少穿过齿轨底部。所述横梁设置在相邻两轨枕之间，承担列车对齿轨沿轨道延伸方向的冲击力，增加齿轨铁路沿轨道延伸方向的粘着力，避免齿轨沿列车行进方向的反方向发生爬坡现象。

作为本发明的优选方案，所述横梁位于齿轨两侧的端部均设置有所述预埋柱。位于横梁两端的预埋柱一方面通过增加与道砟的接触面积，避免横梁移位，使通过横梁对轨道结构起到稳定作用，避免轨道结构整体爬行，另一方面通过预埋柱将列车行进过程中对轨道结构的冲击力沿横梁和预埋柱分散至道砟内，有利于提高轨道结构的承载能力。

作为本发明的优选方案，所述预埋梁还包括沿轨道延伸方向设置的纵梁，所述纵梁和所述横梁固定连接。所述纵梁与横梁焊接连接形成十字架形状的预埋梁，一方面进一步增加与道砟的接触面积，避免横梁移位，保证轨道结构的运行安全性，另一方面进一步分散列车对轨道结构的冲击力，在保证轨道结构安全性的情况下提高轨道结构的承载能力。

作为本发明的优选方案，所述轨枕底部型腔的顶面上设置有阻拦块，所述阻拦块用于限制所述连接部沿轨道宽度方向的移动。所述阻拦块能够有效避免连接部沿轨道宽度方向的移动，使与连接部处于连接状态的预埋梁不容易沿轨道宽度方向产生位移，不仅能够保证轨道结构在直线运行状态下的结构稳定，避免轨道爬行，而且能够在轨道转弯过程中分担列车沿轨道宽度方向的冲击力，提高轨道结构在大坡道弯道上的整体稳定性。

作为本发明的优选方案，所述预埋柱端部设置有端板，所述端板上至少设置有延伸方向相互垂直的两个条形孔。两个条形孔的延伸方向不同能够避免用于连接预埋梁和预埋柱的连接螺栓同时移位，使两个连接螺栓在受由于列车行进而施加的剪切力的时候，能够相互配合，承担列车在大坡道弯道状态下施加的冲击力，最大程度的保证预埋梁结构的稳定，进而保证轨道结构的整体稳定。

作为本发明的优选方案，所述预埋柱底部设置有调节柱，所述预埋柱和所述调节柱之间设置有调高空间，所述调高空间高度可调。当调节柱对应的道砟高度改变时，能够通过改变调高空间的高度，来改变预埋柱的高度，使只需要准备同一长度的预埋柱，在现场根据大坡道上道砟厚度，通过调节柱调整预埋梁的预埋深度，减少该防爬设备的制备成本和施工成本，实现该防爬设备与环境的一致适应性，扩大其适用范围，方便防爬设备的施工设置。

作为本发明的优选方案，所述调节柱底部设置有锚栓，所述调节柱锚固在结构建筑中。所述结构建筑包括路基、桥梁、隧道等既有结构建筑，将调节柱锚固在这些既有结构建筑中，能够保证调节柱的结构稳定，进而保证预埋柱的结构稳定。

作为本发明的优选方案，所述连接部与齿轨可拆卸连接。将连接部直接与齿轨连接，直接提高齿轨的防爬效果，使齿轨铁路爬坡过程中与齿轨的啮合力通过齿轨直接传递到防爬设备上，使防爬效果较好，保证齿轨使用过程中的稳定性，进而实现对轨道结构的整体稳定效果和承载能力的提高。

作为本发明的优选方案，所述连接部与轨枕底部型腔相适配。采用连接部与轨枕底部型腔连接的方式安装防爬设备，将列车爬坡过程对轨道结构的冲击力经过齿轨、轨枕的传递后至防爬设备，避免轨枕沿道砟的移动，保证轨道结构的整体稳定性，且防爬设备整体埋设的设置不会影响既有轨道结构的外观形状，能够实现防爬结构的隐形安装。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过预埋梁和预埋柱的设置，增加与道砟接触面积，能够有效避免轨道结构沿道砟的相对移动，避免轨道结构整体爬行失稳，保证齿轨铁路运行安全性；

2、由于列车、轨道***重力的纵向分力通过预埋梁和预埋柱分散至道砟中，有利于使轨道结构的承载力得到提高，进一步提高轨道结构的稳定性。

附图说明

图1是实施例1的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的结构示意图；

图2是实施例1中所述预埋柱的结构示意图；

图3是实施例1中所述轨枕的结构示意图；

图4是实施例1的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的实施效果图一；

图5是实施例1的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的实施效果图二；

图6是实施例2的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的俯视图；

图7是实施例3的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的正视图；

图8是本发明中所述端板的结构示意图；

图9是实施例4的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备的实施效果图；

图标：1-道床，2-预埋梁，21-横梁，22-纵梁，3-连接部，4-轨道结构，41-轨枕，42-齿轨，43-钢轨，5-预埋柱，6-阻拦块，7-端板，71-条形孔，8-调节柱，81-锚栓，9-调高空间。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-5所示，齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，包括预埋在道床1内的预埋梁2，所述预埋梁2顶部设置有用于连接轨道结构的连接部3，所述预埋梁2包括沿轨道宽度方向设置的横梁21，所述横梁21位于相邻两轨枕41之间，所述横梁21至少穿过齿轨42底部，所述横梁21位于齿轨42两侧的端部均设置有所述预埋柱5，所述预埋梁2和预埋柱5可拆卸连接。

本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，所述预埋梁2水平安装，所述预埋柱5竖直安装，所述预埋梁2与预埋柱5通过螺栓、螺母、垫片、弹垫实现可拆卸连接，所述轨道结构4包括轨枕41、钢轨43和设置在两钢轨43之间的齿轨42，沿齿轨42延伸方向，每间隔20m铺设一根横梁21，所述横梁21为H型钢构件或槽钢型钢构件，所述预埋柱5为H型钢构件，使通过预埋梁2和预埋柱5与框架式结构的轨道结构4连接，有效解决钢枕、齿轨42和道床1之间的爬行问题，保证齿轨铁路运行安全性，同时，由于轨道结构4稳定性的提高，相应的能够提高轨道结构4的承载力以及对坡道斜率的适应性，且横梁21沿轨道宽度方向的设置能够提高轨道结构4沿轨道宽度方向的粘着力，提高轨道结构4在转弯状态下的稳定性，使轨道结构4能够适应于大坡道、转弯路线的稳定安全运行，并相应提高轨道结构4对列车的承载能力。

优选的，所述连接部3与齿轨42可拆卸连接。

本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，优选所述连接部3为两个L型钢构件，所述横梁21为槽钢型钢构件，所述预埋柱5为H型钢构件，所述预埋柱5侧壁设置两个延伸方向相互垂直的条形孔71，预埋柱5伸入槽钢型钢构件的横梁21内，与横梁21螺栓连接，所述连接部3通过螺栓连接的方式与齿轨42侧壁和钢枕连接，直接提高齿轨42的防爬效果，保证齿轨42使用过程中的稳定性，进而实现对轨道结构4的整体稳定效果和承载能力的提高。

优选的，所述轨枕41底部型腔的顶面上设置有阻拦块6，所述阻拦块6用于限制所述连接部3沿轨道宽度方向的移动。

具体的，本实施例中在轨枕41上开设长方形孔用于设置连接螺栓，在长方形孔沿轨枕41长度方向的两侧焊接阻拦块6，使通过阻拦块6限制连接螺栓沿轨道宽度方向的移动，使预埋梁2不容易沿轨道宽度方向产生位移，保证防爬设备与轨道结构4的连接稳定，不仅有利于提高轨道结构4的整体稳定性，提高轨道结构4的承载能力，而且有利于提高轨道结构4对弯道线路的适应性。

实施例2

如图6-9所示，本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，结构与实施例1相同，区别在于：所述预埋梁2包括沿轨道延伸方向设置的纵梁22，所述纵梁22和所述横梁21固定连接。

本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，所述纵梁22为H型钢构件，所述横梁21也为H型钢构件，采用焊接的方式形成十字架结构，埋设在轨枕41底部的道床1内，在横梁21底部和纵梁22底部均可设置预埋柱5，在纵梁22顶部设置连接部3，进一步增加防爬设备与道床1道砟的接触面积，避免横梁21移位，保证轨道结构4的运行安全性，进一步分散列车对轨道结构4的冲击力，在保证轨道结构4安全性的情况下提高轨道结构4的承载能力。

优选的，所述预埋柱5端部设置有端板7，所述端板7上至少设置有延伸方向相互垂直的两个条形孔71。

具体的，本实施例中所述预埋柱5端部采用焊接的方式设置端板7，端板7上设置两个条形孔71，两个条形孔71的延伸方向相互垂直，所述条形孔71可以为槽型孔，也可以为方形孔，通过穿设在条形孔71中的连接螺栓实现预埋柱5与预埋梁2的连接，使预埋梁2和预埋柱5之间由于列车行进而产生剪切力的时候，两个连接螺栓能够配合，保证预埋梁2和预埋柱5相对位置的固定，进而保证防爬设备的结构稳定，实现对轨道结构4的稳定效果。

实施例3

如图1-9所示，本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，结构与实施例2相同，区别在于：所述预埋柱5底部设置有调节柱8，所述预埋柱5和所述调节柱8之间设置有调高空间9，所述调高空间9高度可调，所述调节柱8底部设置有锚栓81，所述调节柱8锚固在结构建筑中。

本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，优选所述预埋柱5为H型钢构件，所述调节柱8为H型钢构件，在预埋柱5和调节柱8对应端面焊接端板7，并设置条形孔71，在预埋柱5和调节柱8之间通过螺栓支撑形成所述调高空间9，调节柱8采用锚栓81固定的形式与既有的路基、桥梁、隧道连接固定，所述预埋柱5和调节柱8采用螺栓连接方式连接，可根据道床1高度需要，改变形成调高空间9的螺栓的长度，改变调高空间9高度，实现预埋柱5顶部位置与轨道结构4相对位置的调整，使该结构的防爬设备更加易于加工，能够根据实际施工条件进行调整，减少齿轨铁路***建设成本。

优选的，所述调高空间9内填充道砟，不仅能够保证预埋柱5的结构强度，而且进一步增加防爬设备与道砟的接触面积，实现对上部齿轨铁路和列车运行载荷的分散，保证齿轨铁路运行的安全性和稳定性，提高轨道结构的承载力。

优选的，所述调高空间9内设置填充垫板，使通过钢结构垫板保证预埋柱5的结构强度。

实施例4

如图6-9所示，本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，结构与实施例3相同，区别在于：所述连接部3与轨枕41底部型腔相适配。

本实施例的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，优选所述连接部3为L型钢构件切割形成的异型结构，具有与轨枕41底部型腔适配的连接板面和与横梁21或纵梁22顶面适配的连接板面，使通过将连接部3嵌入设置在轨枕41底部型腔内，通过连接部3与轨枕41的焊接连接或通过阻拦块6的阻拦作用，实现轨枕41与连接部3的相对位置固定，避免轨枕41沿道床1道砟的移动，保证轨道结构4的整体稳定性，且防爬设备的设置不影响既有轨道结构4的外观形状，能够实现防爬结构的隐形安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于：包括预埋在道床（1）内的预埋梁（2），所述预埋梁（2）顶部设置有用于连接轨道结构（4）的连接部（3），所述预埋梁（2）底部设置有预埋柱（5），所述预埋梁（2）和预埋柱（5）可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述预埋梁（2）包括沿轨道宽度方向设置的横梁（21），所述横梁（21）位于相邻两轨枕（41）之间，所述横梁（21）至少穿过齿轨（22）底部。

3.如权利要求2所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述横梁（21）位于齿轨（22）两侧的端部均设置有所述预埋柱（5）。

4.如权利要求3所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述预埋梁（2）还包括沿轨道延伸方向设置的纵梁（22），所述纵梁（22）和所述横梁（21）固定连接。

5.如权利要求2所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述轨枕（41）底部型腔的顶面上设置有阻拦块（6），所述阻拦块（6）用于限制所述连接部（3）沿轨道宽度方向的移动。

6.如权利要求1-5任意一项所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述预埋柱（5）端部设置有端板（7），所述端板（7）上至少设置有延伸方向相互垂直的两个条形孔（71）。

7.如权利要求6所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述预埋柱（5）底部设置有调节柱（8），所述预埋柱（5）和所述调节柱（8）之间设置有调高空间（9），所述调高空间（9）高度可调。

8.如权利要求7所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述调节柱（8）底部设置有锚栓（81），所述调节柱（8）锚固在结构建筑中。

9.如权利要求5所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述连接部（3）与齿轨（42）可拆卸连接。

10.如权利要求5所述的齿轨铁路大坡道轨道防爬设备，其特征在于，所述连接部（3）与轨枕（41）底部型腔相适配。

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