CN113818290A - 连续支撑浮轨式扣件*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续支撑浮轨式扣件***，涉及铁路轨道技术领域，包括扣压在轨腰处的支撑橡胶块，所述支撑橡胶块内部设有多个质量硫化棒，所述质量硫化棒平行于支撑橡胶块横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块垂向载荷下的主应力方向；采用本方案，能在达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度的解耦，保持良好的减震效果。

Description

连续支撑浮轨式扣件***

技术领域

本发明涉及铁路轨道技术领域，具体涉及一种连续支撑浮轨式扣件***。

背景技术

扣件***是铁路轨道的重要组成部分，是连接钢轨与轨枕的联结零件。其设计应具有足够的扣压力和一定的弹性，以将轨道几何形位保持在一定范围内，阻止钢轨的过度纵向和横向位移，防止钢轨倾翻，还能提供适量的弹性。这也将减少轮轨***的振动和冲击，并将力传递给轨枕和轨道板。

我国城市轨道交通扣件***一般分为轨底支承型和轨腰支承型扣件***。传统的轨底支承型扣件是由主要由弹条、轨下弹性垫板、铁垫板、螺旋道钉和板下弹性垫板等部件组装而成，轨道弹性主要由弹条和垫板提供，可以起到很好的支承限位作用；而传统的轨腰支承型扣件***主要由轨腰支承橡胶楔块、支撑挡板、弹簧夹、定位楔块、螺旋道钉和底座板等部件组成，轨道弹性几乎只由橡胶楔块决定，在橡胶楔块预压后钢轨顶起，轨底悬浮，垂向位移较大，垂向刚度较小，减振效果较好。

轨底支撑型扣件***刚度由弹条和垫板提供，刚度较大减振效果较差，同时，仅由弹条、轨距块和垫板来限制钢轨横向位移效果不好，钢轨发生过偏转，轨头横向位移过大，动态轨距难以保持在比较良好的范围。轨腰支撑型扣件***刚度较小减振效果好，但是由于各向刚度耦合性强，导致各向刚度都较小，动态位移大。在轮轨激励下，这种介于点支撑和连续支撑之间的轨道支撑方式导致轮轨相互作用的随机性强，特别是横向支撑刚度的不均匀性，容易引发曲线段短波长钢轨波磨现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是介于点支撑和连续支撑之间的轨道支撑方式导致轮轨相互作用的随机性强，特别是横向支撑刚度的不均匀性，容易引发曲线段短波长钢轨波磨现象的问题，目的在于提供一种连续支撑浮轨式扣件***，采用本方案，能在达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度的解耦，保持良好的减震效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种连续支撑浮轨式扣件***，包括扣压在轨腰处的支撑橡胶块，所述支撑橡胶块内部设有多个质量硫化棒，所述质量硫化棒平行于支撑橡胶块横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块垂向载荷下的主应力方向。

相对于现有技术中，由于浮轨式扣件***垂、横向刚度基本都由支撑橡胶块的压缩、剪切和扭转来提供，很大程度上仅取决于橡胶质量，***各向刚度耦合性强，导致虽然有较低垂向位移保证较好的减振效果，但是横向刚度过低，轨道在轮轨横向激励作用下横向振动剧烈，动态轨距保持能力较差；而本方案提供了一种连续支撑浮轨式扣件***，采用本方案，能在达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度的解耦，保持良好的减震效果；具体的，本方案在支撑橡胶块内部设有多个质量硫化棒，其中质量硫化棒是在支撑橡胶块内部的硫化高质量圆棒，多个质量硫化棒多轨道进行连续支撑，且其平行于支撑橡胶块横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块垂向载荷下的主应力方向，此时便能通过质量硫化提高***的横向刚度，减少轨道在轮轨横向激励作用下的横向振动，达到了良好的减震效果。

进一步优化，多个所述质量硫化棒沿轨道长度方向均匀分布，位于轨道内侧的所述支撑橡胶块内设有多排质量硫化棒，多排所述质量硫化棒沿轨道竖向设置，排数≧2；为提高刚度的连续性，本方案中，多个质量硫化棒沿轨道长度方向均匀分布，且均可分为多排设置，为轨道内侧实力较多，因此内侧的质量硫化棒需多于外侧，而本方案所示的排列设置，仅仅为一种表现形式，而只需质量硫化棒平行于支撑橡胶块横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块垂向载荷下的主应力方向，如何进行数量、直径和长度上的排布，均在本申请的保护范围之内。

进一步优化，还包括基板，所述基板上设有前侧板，所述前侧板为两个，两个所述前侧板分设于轨道内外两侧，所述前侧板的内侧面用于将支撑橡胶块扣压于轨腰，所述前侧板的外侧面带有支撑部，所述前侧板通过支撑部支撑于基板上；为将支撑橡胶块稳定扣压于轨腰，本方案中，在轨道内外两侧均设有前侧板，前侧板的内侧面能和支撑橡胶块的表面稳定贴合，并将其夹持扣压在轨腰上，其外侧面通过支腿固定于基座上，两个前侧板相向作用，使轨道悬浮于基板上。

进一步优化，所述支撑部两端均设有支腿，所述前侧板通过支腿支撑于基板上，所述基板上带有限位凸台，所述限位凸台带有上盖板，所述支腿底部带有被上盖板压住的支出段；为便于拆卸，本方案中，在支撑部的两端带有支腿，支腿的底部带有支出段，两个支出段相向延伸，此时基座上，限位凸台的上盖板便能压住支腿，实现快速安装和拆卸，并用于前侧板垂向上的固定；基座和支出段连接的位置优选为平面，在拆卸时，只需将支出段滑入上盖板下方，即可实现限位固定。

进一步优化，还包括定位块和调节块，所述定位块固设于基板上，两个所述支腿之间设有支撑面，所述定位块通过调节块抵住支撑面，所述调节块和支撑面之间带有相配合的倾斜面，所述倾斜面沿轨道长度方向设置，且底部朝远离轨道的一方倾斜，所述调节块可沿定位块高度方向移动；为实现对前侧板的稳定支撑，本方案中，在基座上还设有定位块，其中定位块和基座一体成型或可拆卸连接，定位块侧面通过调节块抵住支撑面，其中定位块和调节块之间为活动连接：调节块可沿定位块高度方向移动，而调节块和支撑面之间带有相配合的倾斜面，此时只需调整调节块的上下位置，即可实现对前侧板的压紧，用于前侧板横向上的固定；而其中倾斜面沿轨道长度方向设置，且底部朝远离轨道的一方倾斜，用于方便拆装调节块，快速实现前侧板横向上的固定。

进一步优化，所述调节块上开有通槽，所述通槽用于将定位块两侧夹持在内，所述通槽底侧和定位块之间带有相配合的第一锯齿面；为限制调节块的移动，本方案中，沿定位块高度方向，调节块上开有通槽，通槽两侧能将定位块夹持在内，使调节块能稳定沿定位块高度方向移动，而在通槽底侧和定位块之间带有相配合的第一锯齿面，用于在调节块对前侧板横向上实现固定后，限制调节块在定位块高度方向上的移动。

进一步优化，还包括弹簧夹，所述弹簧夹的两个夹头相向夹持，用于将前侧板、定位块和调节块三者夹持在内；为防止弹性元件在没有维护的情况下因使用时间过长而引发损坏，本方案中，设置弹簧夹，即锁紧弹条，其中弹簧夹由弹簧钢制成，并漆成明亮的颜色，以便识别及查看其状态，其中弹簧夹能将前侧板、定位块和调节块三者夹持在内，当扣件运行正常并且状态良好时，这些弹簧夹不起任何作用，通过支撑橡胶块的压力作用，将前侧板定位在挡肩的适当位置上。设置弹簧夹的目的是为了防止支撑橡胶块在没有维护的情况下因使用时间过长而引发损坏，弹簧夹阻止了前侧板相对于挡肩的移动，使支撑侧板不致向外移动造成轨距增大。

进一步优化，所述弹簧夹的一个夹头贯穿所述支撑面上的倾斜面，所述定位块远离调节块的一侧设有开口槽，所述弹簧夹的另一个夹头伸入开口槽内；为便于弹簧夹的拆卸与稳定夹持，本方案中，在支撑面的倾斜面上竖向设有通槽，弹簧夹的一个夹头贯穿通槽，而在定位块上还竖向设有开口槽，另一个夹头深入开口槽内，两个夹头相向夹持，将三者夹持在内，通过开口槽，能方便弹簧夹的拆卸。

进一步优化，还包括螺栓，所述基板上开有多个长条孔，所述螺栓通过长条孔锚固于轨枕；用于通过长条孔调节锚固点。

进一步优化，还包括盖板，所述盖板紧贴于所述长条孔的上表面，所述螺栓贯穿所述盖板，所述盖板和长条孔之间带有第二锯齿面，所述盖板可沿长条孔长度方向移动；为稳定螺栓的锚固，本方案中，设有盖板，其中盖板通过第二锯齿面和长条孔上表面连接，在沿长条孔的长度方向上调节位置后，可通过第二锯齿面稳固螺栓。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本方案提供了一种连续支撑浮轨式扣件***，采用本方案，能在达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度的解耦，保持良好的减震效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明提供的结构示意图；

图2为本发明提供的横截面图；

图3为本发明提供的调节块的结构示意图；

图4为本发明提供的弹簧夹预压力方向图；

图5为本发明提供的不同预压力下***等效应力和塑性应变图；

图6为本发明提供的***整体等效应力与塑性应变图；

图7为本发明提供的前侧板等效应力与塑性应变图；

图8为本发明提供的基板的等效应力与塑性应变图；

图9为本发明提供的耦合垫板的等效应力与塑性应变图；

图10为本发明提供的螺栓的等效应力与塑性应变图；

图11为本发明提供的支撑橡胶块垂横向应力流方向图；

图12为本发明提供的不同预压下新***等效应力与塑性应变图；

图13为本发明提供的质量棒等效应力图；

图14为本发明提供的支撑橡胶块等效应力图；

图15为本发明提供的过渡区等效应力图；

图16为本发明提供的改进前后垂向刚度对比图；

图17为本发明提供的改进前后横向刚度对比图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-支撑橡胶块，2-质量硫化棒，3-轨道，4-基板，41-限位凸台，42-长条孔，5-前侧板，51-支腿，6-定位块，7-调节块，8-弹簧夹，9-螺栓，10-盖板，11-耦合垫板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种连续支撑浮轨式扣件***，如图1至图3所示，包括扣压在轨腰处的支撑橡胶块1，所述支撑橡胶块1内部设有多个质量硫化棒2，所述质量硫化棒2平行于支撑橡胶块1横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块1垂向载荷下的主应力方向。

相对于现有技术中，由于浮轨式扣件***垂、横向刚度基本都由支撑橡胶块1的压缩、剪切和扭转来提供，很大程度上仅取决于橡胶质量，***各向刚度耦合性强，导致虽然有较低垂向位移保证较好的减振效果，但是横向刚度过低，轨道3在轮轨横向激励作用下横向振动剧烈，动态轨距保持能力较差；而本方案提供了一种连续支撑浮轨式扣件***，采用本方案，能在达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度的解耦，保持良好的减震效果；具体的，本方案在支撑橡胶块1内部设有多个质量硫化棒2，其中质量硫化棒2是在支撑橡胶块1内部的硫化高质量圆棒，多个质量硫化棒2多轨道3进行连续支撑，且其平行于支撑橡胶块1横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块1垂向载荷下的主应力方向，此时便能通过质量硫化提高***的横向刚度，减少轨道3在轮轨横向激励作用下的横向振动，达到了良好的减震效果。

本实施例中，多个所述质量硫化棒2沿轨道3长度方向均匀分布，位于轨道3内侧的所述支撑橡胶块1内设有多排质量硫化棒2，多排所述质量硫化棒2沿轨道3竖向设置，排数≧2；为提高刚度的连续性，本方案中，多个质量硫化棒2沿轨道3长度方向均匀分布，且均可分为多排设置，为轨道3内侧实力较多，因此内侧的质量硫化棒2需多于外侧，而本方案所示的排列设置，仅仅为一种表现形式，而只需质量硫化棒2平行于支撑橡胶块1横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块1垂向载荷下的主应力方向，如何进行数量、直径和长度上的排布，均在本申请的保护范围之内。

本实施例中，还包括基板4，所述基板4上设有前侧板5，所述前侧板5为两个，两个所述前侧板5分设于轨道3内外两侧，所述前侧板5的内侧面用于将支撑橡胶块1扣压于轨腰，所述前侧板5的外侧面带有支撑部，所述前侧板5通过支撑部支撑于基板4上；为将支撑橡胶块1稳定扣压于轨腰，本方案中，在轨道3内外两侧均设有前侧板5，前侧板5的内侧面能和支撑橡胶块1的表面稳定贴合，并将其夹持扣压在轨腰上，其外侧面通过支腿51固定于基座上，两个前侧板5相向作用，使轨道3悬浮于基板4上。

本实施例中，所述支撑部两端均设有支腿51，所述前侧板5通过支腿51支撑于基板4上，所述基板4上带有限位凸台41，所述限位凸台41带有上盖板10，所述支腿51底部带有被上盖板10压住的支出段；为便于拆卸，本方案中，在支撑部的两端带有支腿51，支腿51的底部带有支出段，两个支出段相向延伸，此时基座上，限位凸台41的上盖板10便能压住支腿51，实现快速安装和拆卸，并用于前侧板5垂向上的固定；基座和支出段连接的位置优选为平面，在拆卸时，只需将支出段滑入上盖板10下方，即可实现限位固定。

本实施例中，还包括定位块6和调节块7，所述定位块6固设于基板4上，两个所述支腿51之间设有支撑面，所述定位块6通过调节块7抵住支撑面，所述调节块7和支撑面之间带有相配合的倾斜面，所述倾斜面沿轨道3长度方向设置，且底部朝远离轨道3的一方倾斜，所述调节块7可沿定位块6高度方向移动；为实现对前侧板5的稳定支撑，本方案中，在基座上还设有定位块6，其中定位块6和基座一体成型或可拆卸连接，定位块6侧面通过调节块7抵住支撑面，其中定位块6和调节块7之间为活动连接：调节块7可沿定位块6高度方向移动，而调节块7和支撑面之间带有相配合的倾斜面，此时只需调整调节块7的上下位置，即可实现对前侧板5的压紧，用于前侧板5横向上的固定；而其中倾斜面沿轨道3长度方向设置，且底部朝远离轨道3的一方倾斜，用于方便拆装调节块7，快速实现前侧板5横向上的固定。

本实施例中，所述调节块7上开有通槽，所述通槽用于将定位块6两侧夹持在内，所述通槽底侧和定位块6之间带有相配合的第一锯齿面；为限制调节块7的移动，本方案中，沿定位块6高度方向，调节块7上开有通槽，通槽两侧能将定位块6夹持在内，使调节块7能稳定沿定位块6高度方向移动，而在通槽底侧和定位块6之间带有相配合的第一锯齿面，用于在调节块7对前侧板5横向上实现固定后，限制调节块7在定位块6高度方向上的移动。

本实施例中，还包括弹簧夹8，所述弹簧夹8的两个夹头相向夹持，用于将前侧板5、定位块6和调节块7三者夹持在内；为防止弹性元件在没有维护的情况下因使用时间过长而引发损坏，本方案中，设置弹簧夹8，即锁紧弹条，其中弹簧夹8由弹簧钢制成，并漆成明亮的颜色，以便识别及查看其状态，其中弹簧夹8能将前侧板5、定位块6和调节块7三者夹持在内，当扣件运行正常并且状态良好时，这些弹簧夹8不起任何作用，通过支撑橡胶块1的压力作用，将前侧板5定位在挡肩的适当位置上。设置弹簧夹8的目的是为了防止支撑橡胶块1在没有维护的情况下因使用时间过长而引发损坏，弹簧夹8阻止了前侧板5相对于挡肩的移动，使支撑侧板不致向外移动造成轨距增大。

本实施例中，所述弹簧夹8的一个夹头贯穿所述支撑面上的倾斜面，所述定位块6远离调节块7的一侧设有开口槽，所述弹簧夹8的另一个夹头伸入开口槽内；为便于弹簧夹8的拆卸与稳定夹持，本方案中，在支撑面的倾斜面上竖向设有通槽，弹簧夹8的一个夹头贯穿通槽，而在定位块6上还竖向设有开口槽，另一个夹头深入开口槽内，两个夹头相向夹持，将三者夹持在内，通过开口槽，能方便弹簧夹8的拆卸。

本实施例中，还包括螺栓9，所述基板4上开有多个长条孔42，所述螺栓9通过长条孔42锚固于轨枕；用于通过长条孔42调节锚固点。

本实施例中，还包括盖板10，所述盖板10紧贴于所述长条孔42的上表面，所述螺栓9贯穿所述盖板10，所述盖板10和长条孔42之间带有第二锯齿面，所述盖板10可沿长条孔42长度方向移动；为稳定螺栓9的锚固，本方案中，设有盖板10，其中盖板10通过第二锯齿面和长条孔42上表面连接，在沿长条孔42的长度方向上调节位置后，可通过第二锯齿面稳固螺栓9。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步优化，提供了一种模拟实验，如图4-图17所示。

1、设置参数：

浮轨式扣件***是一种典型的轨腰支撑型扣件，目前作为一种减振效果较好的扣件广泛运用于城市轨道交通中。浮轨式扣件***主要由轨腰支承橡胶楔块、支撑挡板、弹簧夹8、定位楔块、螺旋道钉和底座板等部件组成。

而针对目前国标建议或强制执行的规范并未对轨腰支撑型扣件***做出专门规定，只在包括BSEN 13146《铁路应用——轨道——扣件***实验方法》、TB/T 2626-1995《铁路混凝土轨枕下用橡胶垫板技术条件》、《轨道交通扣件***弹性垫板》以及《WJ-8扣件***暂行技术条件》等等相关规范中对城市轨道交通扣件做出过少量规定限制。考虑到一般行业规范要较GB更严格，本文采用了国内的Q/CBS 001-2016《浮轨式减振扣件》中相关规定。有关各个零部件材料特性以及***刚度等参数按本规范计算。

浮轨式减振扣件***由基板4、前侧板5、支撑橡胶块1、定位调节块7、调距齿块、耦合垫板11、轨下衬垫、调高垫板等组成，其中基板4、前侧板5、支撑橡胶块1、定位块6、调节块7、耦合垫板11、轨下衬垫组装后称为“扣件”。

(1)橡胶材质

支撑橡胶块1的材质为天然橡胶，不得使用再生胶，其技术性能指标应符合表1中各项的要求。

表1 橡胶参数

(1) 铸铁件

基板4、定位块6、前侧板5和调节块7材料采用QT450-10,其机械性能应满足GB1348的要求，球化等级不得低千3级。

(2) 聚乙烯材质

耦合垫板11采用低密度聚乙烯材料，调高垫板采用高密度聚乙烯材料，参照GB/T21527, 其技术性能指标应符合表2中各项的要求。

表2 聚乙烯参数

2、整体性能

扣件***垂向割线静刚度为5kN/mm~8kN/mm (载荷范围： 5KN~25KN) ,该性能指标根据具体线路情况做具体设计，动静比<1.4。单个扣件纵向阻力为 3~20 kN。施加垂向载8kN~40kN(横向载荷4kN~20kN), 经300万次载荷循环后，无任何破坏和开裂；扣件静刚度变化小于10%。轨距保持能力，垂向载荷8kN~40kN (横向载荷4kN~20kN) , 经300万次载荷循环，单边轨距扩张应不超过4mm,轨底横向位移应不大于2.5mm。

3、现场安装

浮轨扣件把钢轨的约束方式从钢轨底部移动到轨腰，通过锁紧机构对轨腰施加扣压力，如图4所示，锁紧弹条，即弹簧夹8由弹簧钢制成，漆成明亮的颜色，以便识别及查看其状态。当扣件运行正常并且状态良好时，这些锁紧弹条不起任何作用。通过支撑橡胶块1的压力作用，将前侧板5和调节块7定位在挡肩的适当位置上。设置锁紧弹条的目的是为了防止支撑橡胶块1在没有维护的情况下因使用时间过长而引发损坏。锁紧弹条阻止了前侧板5和调节块7相对于挡肩的移动，使前侧板5不致向外移动造成轨距增大。因此，通过判断现场的锁紧弹条的状态，可迅速地检查扣件的安全性。

4、精细化有限元建模仿真

利用三维建模软件UG建立了该扣件***三维实体模型后，导入comsol建立三维精细化有限元全模型进行稳态研究。扣件***主要由支撑橡胶块1和前侧板5提供弹性和支撑，定位块6和调节块7通过弹簧夹8以及凹槽与基板4相互固结，而基板4通过螺栓9与混凝土轨枕相连，这部分部件可忽略其相互间影响设置为绑定接触，其余橡胶件接触设置为摩擦接触，算法选取增广拉格朗日。因此在comsol软件中采用单个扣件进行模拟计算。前侧板5和螺栓9采用了无运动硬化的小塑性应变模型。螺栓9预紧力约为45kN。前侧板5初始屈服应力310MPa，各向同性切线模量17.3GPa；螺栓9初始屈服应力235MPa，各向同性切线模量17.3GPa。

网格采用扫掠成的正六面体网格，共52675个单元，单元为二次形函数。在耦合垫板11底部设置固定约束，钢轨底面自由。

表3各部件材料参数表

表4各部件接触对

5、浮轨式扣件静力学分析

5.1正常服役状态下

考虑到由于施工安装过程中的预压顶升钢轨过程中可能会出现的过载/欠载问题，本文分析了不同预压力状态下的***的静力学响应，见图5和图6。

从上图5可以看出，随着预压力增大，等效应力经历先弹性后弹塑性的变化。在预压力1.688MPa以后，***出现塑性变形，主要出现在前侧板5角部的应力集中。部分现场数据表明：安装装置顶升钢轨过程中最大预压力约为235psi，即1.586MPa。从图7可以看出，前侧板5角部的应力集中过快导致了塑性应变的率先出现。而在正常服役状态下其他部件并不会出现塑性变形。前侧板5最大应力245MPa。

图8-图10为其他零部件等效应力与塑性应变图，从图中可以看出：基板4部分在与前侧板5接触部分会由于接触、支撑等原因造成应力较大，最大约为395MPa。造成局部应力集中的原因是基板4与前侧板5仅仅在很小的区域内有接触，接触面积小，荷载大。支撑橡胶块1和耦合垫板11应力小。而螺栓9在正常服役状态下无明显塑性行为，最大应力约为92.5MPa。

5.2 刚度计算

基于上述正常服役状态下的***稳态解，根据规范加载求解了***静刚度。在钢轨轨顶上方垂直施加点荷载计算垂向刚度，在钢轨轨头侧方距轨顶16mm处施加横向位移计算垂横向刚度。

；

；

经过计算发现浮轨式扣件***垂、横向刚度基本都由支撑橡胶块1的压缩、剪切和扭转来提供，很大程度上仅取决于橡胶质量。***各向刚度耦合性强，导致虽然有较低垂向位移保证较好的减振效果，但是横向刚度过低，轨道3在轮轨横向激励作用下横向振动剧烈，动态轨距保持能力较差。

在以上垂横向两种工况下，应力在钢轨-支撑橡胶块1传递路径如图11所示。根据应力流理论：平行于主应力方向时对其传力路径影响较大，而垂直于主应力方向时对其传力路径影响较小。基于此，在支撑橡胶块1内部硫化高质量圆棒，该质量棒的分布依据垂、横向荷载作用下的支撑橡胶块1横切面的主应力方向设置——质量棒平行于横向荷载下的主应力方向，而垂直于垂向荷载下的主应力方向。以此来达到保持较低垂向刚度下，提高***横向刚度，实现垂横向刚度“解耦”。

6 基于应力流理论的改进

6.1基于应力流理论的模型

根据上节所述，橡胶内部硫化质量棒如图2所示。通过在各个部件的结构尺寸上优化设计，对质量棒的直径、长度和分布个数进行比选后选取①直径8mm长度选40mm；②直径6mm长度25mm。内轨侧选①+②，外轨侧选①，单跨沿纵向设置5排。在沿着轨道3纵向上均匀分布，进一步实现刚度的连续性。

6.2 应力流理论模型静力分析

建立有限元模型后，同样计算了不同预压力下***的等效应力与塑性应变，见图12，从图12可以看出，随着预压力增大，等效应力经历也先弹性后弹塑性的变化。在预压力1.37MPa以后，***出现塑性变形，主要出现在侧板角部的应力集中，在正常服役状态下容易出现塑性应变。从图13和图14可以看出，质量棒的等效应力为106MPa,在质量棒与橡胶硫化完好的理想情况下，过渡区变形顺滑，不会产生不连续的撕裂情况，如图15所示。

如图16和图17所示，在对改进后***模型计算静刚度并与原浮轨扣件进行对比，计算发现：改进后***垂横向刚度为:

；

；

通过以上实验，本方案提供的新***扣件，与原浮轨扣件相比，极大的加强了***的横向刚度，使***保持了良好的减震效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续支撑浮轨式扣件***，包括扣压在轨腰处的支撑橡胶块（1），其特征在于，所述支撑橡胶块（1）内部设有多个质量硫化棒（2），所述质量硫化棒（2）平行于支撑橡胶块（1）横向载荷下的主应力方向，并垂直于支撑橡胶块（1）垂向载荷下的主应力方向。

2.根据权利要求1所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，多个所述质量硫化棒（2）沿轨道（3）长度方向均匀分布，位于轨道（3）内侧的所述支撑橡胶块（1）内设有多排质量硫化棒（2），多排所述质量硫化棒（2）沿轨道竖向设置，排数≧2。

3.根据权利要求1所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，还包括基板（4），所述基板（4）上设有前侧板（5），所述前侧板（5）为两个，两个所述前侧板（5）分设于轨道（3）内外两侧，所述前侧板（5）的内侧面用于将支撑橡胶块（1）扣压于轨腰，所述前侧板（5）的外侧面带有支撑部，所述前侧板（5）通过支撑部支撑于基板（4）上。

4.根据权利要求3所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，所述支撑部两端均设有支腿（51），所述前侧板（5）通过支腿（51）支撑于基板（4）上，所述基板（4）上带有限位凸台（41），所述限位凸台（41）带有上盖板，所述支腿（51）底部带有被上盖板压住的支出段。

5.根据权利要求4所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，还包括定位块（6）和调节块（7），所述定位块（6）固设于基板（4）上，两个所述支腿（51）之间设有支撑面，所述定位块（6）通过调节块（7）抵住支撑面，所述调节块（7）和支撑面之间带有相配合的倾斜面，所述倾斜面沿轨道（3）长度方向设置，且底部朝远离轨道（3）的一方倾斜；所述调节块（7）可沿定位块（6）高度方向移动。

6.根据权利要求5所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，所述调节块（7）上开有通槽（71），所述通槽（71）用于将定位块（6）两侧夹持在内，所述通槽（71）底侧和定位块（6）之间带有相配合的第一锯齿面。

7.根据权利要求5所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，还包括弹簧夹（8），所述弹簧夹（8）的两个夹头相向夹持，用于将前侧板（5）、定位块（6）和调节块（7）三者夹持在内。

8.根据权利要求7所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，所述弹簧夹（8）的一个夹头贯穿所述支撑面上的倾斜面，所述定位块（6）远离调节块（7）的一侧设有开口槽，所述弹簧夹（8）的另一个夹头伸入开口槽内。

9.根据权利要求3所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，还包括螺栓（9），所述基板（4）上开有多个长条孔（42），所述螺栓（9）通过长条孔（42）锚固于轨枕。

10.根据权利要求9所述的连续支撑浮轨式扣件***，其特征在于，还包括盖板（10），所述盖板（10）紧贴于所述长条孔（42）的上表面，所述螺栓（9）贯穿所述盖板（10），所述盖板（10）和长条孔（42）之间带有第二锯齿面，所述盖板（10）可沿长条孔（42）长度方向移动。

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