专利名称：用于轨道板的弹性垫板和具有该弹性垫板的轨道的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于轨道板的弹性垫板和具有弹性垫板的轨道。
背景技术：
当前，在高速重载线路(比如大秦线)中，希望轨道能够提供合适的弹性。针对此，现有技术通常采用如下几种手段来改善隧道内轨枕板弹性(1)改变钢轨扣件垫板的刚度，从而增加轨道弹性；( 在轨枕板下采用起道捅砟的方法加入优级石砟；C3)在轨枕板下加铺轨枕板弹性垫板；(4)在道砟下铺设道砟弹性垫层。设置钢轨扣件垫板的方式能够相对容易地提高轨底弹性，提高橡胶垫板弹性即可。例如采用较大厚度或较高弹性的“高弹橡胶垫板”，例如在本申请人的中国实用新型专利CN2009201056390中提出一种低阻力钢轨扣件垫板，其通过增加厚度和提供多种构型的可变形支撑结构来提高弹性。但该手段是通过降低扣件刚度来增加弹性，扣件刚度较低时， 扣件保持轨距的能力降低。为了保证列车通过时动态轨距扩大不超限，扣件刚度容许值存在一定下限。而且，该手段对道床弹性的丧失却无能为力，加之在道床板结区段扣件扭矩损失较严重，所提供的钢轨扣件垫板的弹性最大值也要相应降低。因此，该手段没有根本解决道床系统弹性(刚度)。轨枕板下捅砟是指在轨枕板下捅入石砟，这种手段被广泛用于多条重载铁路例如大秦线，以改善轨道弹性。在捅砟初期，可以改善一部分轨道弹性，但新捅入石砟很快粉化或与粉煤灰板结，在较短的时间内就会丧失弹性。而对于道砟下加铺垫层，一般在轨道建设时采用，难用于既有线路。因此，为了改善轨道弹性，现有技术通常在轨道板(例如轨枕板)下铺设弹性垫层。这国内外都有公开，如在I型枕(已逐步淘汰)、II型枕和III型枕有砟轨道中，轨枕下铺设大胶垫层；在无砟轨道中，桥梁和路基过渡段轨道板下铺设橡胶垫层或微孔大胶垫。 有砟轨道胶垫的使用特点是在建设线路初期即铺设，或在运营中进行更换，由于有砟轨道道床板结，在重载列车通过时，轨枕板在使用过程中受到的载荷弯矩随机性很大，轨枕板长期疲劳后会产生环形裂纹或破损，而在铺设轨枕板弹性垫层后，轨枕板落在弹性基础结构上，支承反力的分布比较均勻，使轨枕受力在合理范围内，从而延长轨枕板的使用寿命。此外，从轨道整体结构看，轨枕板弹性垫层完全可以改善和保持钢轨支点的弹性，克服道床板结弹性衰减，保证轨枕板结构在长期使用过程中振动状态无较大改变。当钢轨轨枕产生的振动向道床传递时，枕下垫层有具有良好的隔振作用，从而使道床受到的振动减弱，稳定性增强。这些弹性垫层通常由耐老化的橡胶板制成，通过橡胶板提供弹性。橡胶板在工厂硫化成型，现场直接铺设使用，操作相对简单，适用于隧道大面积维修和养护作业。例如在中国专利申请CN200620032945. 4和CN200920141722. 3中描述了减振型轨道板，其中公开一种减振型轨道板，它直接粘贴到底面的橡胶垫板，该橡胶垫板的厚度不小于20mm，并且还规定该橡胶垫层优选是微孔橡胶垫板。但在一些重载高速线路(例如大秦线)中，重载运输繁忙且隧道众多，无法进行大机作业和更换道砟。在大秦线中，轨枕板为密排铺设，枕间间隙仅为15mm，更是无法进行换砟和捣固作业且国内并无混凝土宽轨枕垫板的结构和铺设经验。更重要的是，在运营线路中，列车间隔所提供的有限维修时间一般1 2个小时内就要更换完成。上述专利申请提到的粘贴到轨道板底面的橡胶垫层通常在轨枕出厂前预先粘接在轨枕板上，不能用于现场更换，无法保证安全性和高效性，很难适用于这种运营线路的维护。因此，本实用新型希望提供一种用于轨道板的弹性垫板，其在确保轨道框架稳定性的基础上，明显改善轨道弹性，而且还能快速安全地更换，并适用于例如隧道等空间有限的环境中。更希望该弹性垫板适合工业化生产，用量少，价廉，成本低，能提供比现有技术更好的弹性(减震效果)。
发明内容因此，本实用新型的任务是提供一种至少能部分解决上述问题的用于轨道板的弹性垫板以及具有所述弹性垫板的轨道。为此，本实用新型提供一种用于轨道板的弹性垫板，其具有位于该轨道板之下的主体，其中，该弹性垫板具有与该主体一体成型的、用于使该弹性垫板相对该轨道板定位的定位结构。本实用新型的有益效果包括提供了便于快速更换且适用于狭窄环境下的能够改善轨道弹性丧失、道床板结、钢轨伤损加剧的装置和手段。本实用新型的其它有益效果还包括在上下文中所提到的优点以及由本实用新型的装置的结构、材料或布置方式所带来的优
点O在这里，该轨道板优选是轨枕板。根据本实用新型的一个优选实施例，该定位结构包括从该主体的侧边向上延伸的、与该轨枕板的侧面相匹配的侧挡肩。此外，该轨枕板可以在底侧具有凸起和/或凹入结构。该定位结构优选包括位于主体面向轨枕板一侧的、与该凸起和/或凹入结构互补的弹性垫板凹入和/或凸起结构。根据本实用新型一个特别优选的实施例，该轨枕板在底面具有燕尾槽，而该定位结构包括与该燕尾槽互补的燕尾棱。该弹性垫板优选还具有与该主体一体成型地设置的减震凹槽。该减震凹槽优选沿与钢轨平行的方向贯穿于所述主体设置。该弹性垫板优选具有120kN/mm-160kN/mm的支撑刚度。此外，本实用新型还提供一种轨道，包括道砟、位于道砟上的轨枕板、定位在轨枕板和道砟之间的根据本实用新型的弹性垫板、位于轨枕板上的钢轨垫板和铺设在该钢轨垫板上的钢轨。根据本实用新型进一步优选实施例，一对所述弹性垫板关于所述轨道的中线对称地放置。由此，本实用新型的优点在于(1)垫板与道砟和轨枕接触面经特殊设计，能够保证轨道结构和稳定性，纵横向阻力和道床刚度控制在合理范围内，垫板不错位。(2)能长期支撑沉重的钢轨和轨枕，能经受频繁的列车运动负荷，能抑制行使列车向路基传递振动，耐疲劳、抗老化性好等特点。(3)生产铺设工艺简单，仅抬升轨枕板整正底部道砟，将垫板铺设插入轨枕板底部后即可，并且能批量化生产，成本在可接受范围内。
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中图1示出了根据本实用新型的弹性垫板布置在轨道中的轨枕板底；图2是根据本实用新型的弹性垫板的实施例；图3是根据本实用新型的弹性垫板的另一实施例。附图标记列表1-钢轨；2-钢轨扣件垫板；3-轨枕板；4-弹性垫板；5-道砟；11-主体；12-燕尾棱；13-减震凹槽；13’ -减震凹槽；14-侧挡肩；100-轨道。
具体实施方式
本实用新型所述的术语“轨枕板”又名混凝土宽轨枕，其是轨道板的一种，标准外形尺寸约为长X宽X高=2500mmX ^OmmX 230mm，一般用于站场和隧道内，使用时通常连续密排铺设(每公里1760根)。首先，轨枕板薄而宽，在使用时连续密排铺设，支撑面积比普通轨枕增加一倍，因而有效降低道床应力和应变，尤其适用枕下道砟层较薄的隧道，使线路更加稳定，重车通过行车平稳；其次，轨枕板连续密排铺设，每公里1760根，铺设初期轨枕之间用浙青之类的材料密封，能持久有效地保持道床清洁，延长道床清筛周期，减少维修工作量；第三，宽轨枕重量大，轨道框架相对稳定，道床阻力增加，有利于铺设无缝线路。目前大秦重载铁路铺设轨枕板的隧道共有19座，总长度约100km。而在本文中提到的“大秦重载铁路”，也简称作“大秦线”，是我国运营密度很高的重载高速货运铁路，其自山西省大同市至河北省秦皇岛市，纵贯山西、河北、北京、天津，全长653千米，是西煤东运的主要通道之一。现转到附图，图1示出一种轨道100，根据本实用新型的用于轨枕板的弹性垫板4 布置在轨道100的轨枕板3之下。此外，如图1所示，轨道100包括位于轨枕板3和弹性垫板4之下的道砟5。而在轨枕板3上设置有钢轨扣件垫板2以及在钢轨垫板上沿纵向延伸的钢轨1。在所示的实施例中，弹性垫板4相对于轨枕板3定位，且位于轨枕板3和道砟5 之间。结合图1和图2可以看出，弹性垫板4的定位至少部分通过侧挡肩14实现。作为替代或附加，弹性垫板4的定位还至少部分通过轨枕板与弹性垫板4的顶面之间的基本互补的凹和/或凸结构实现(图1未示出)，这将在下文描述。图1还示出，一对弹性垫板4关于该轨道的中线对称布置在轨枕板3的两侧。这是优选的布置方案，但本领域技术人员也可以想到其它的弹性垫板布置方案。针对本实用新型的轨枕板以及如图1所示的轨枕板弹性垫板布置方式，轨枕板弹性垫板的尺寸优选为大约800XMOX 16mm，这样的设计尺寸(尤其是长度)是对具有之前提到尺寸的轨枕板弯影响最小或者说对轨枕板的减震最有利的长度。尽管本实用新型所示的弹性垫板的实施例用于轨枕板，但本领域技术人员在不脱离本实用新型范围的基础上，可以想到根据本实用新型的弹性垫板可以用于其它轨道板。下面，参考图2来描述弹性垫板4的具体结构。弹性垫板4具有通常由橡胶制成的主体11，其通过形变吸收轨道振动来减振。弹性垫板4更优选地由实心橡胶模压而成。如图ι所示，主体11设置在轨枕板3之下。弹性垫板4还具有从主体11的侧边向上延伸的、与轨枕板3的侧面相匹配的侧挡肩14。如图1所示，侧挡肩14在使用中贴靠轨枕板3的侧面，起到安装定位作用。侧挡肩高度优选为40mm。如图2所示，在主体11的顶面上(即面向轨枕板底面的一侧)一体成型有多条燕尾棱12。本领域技术人员明白，通常轨枕板3在底侧具有多条燕尾槽，通常为八条(未示出)。这些燕尾棱12与轨枕板的至少一部分燕尾槽互补。图2示出弹性垫板4具有三条燕尾棱，结合图1可以明白，一对根据本实用新型的弹性垫板4分别在轨枕板3的两侧与轨枕板3底侧上靠外的三条燕尾槽配合，而留下最内的两条燕尾槽没有互补地接触。但是本领域技术人员将明白，可以设置更多或更少的燕尾棱。作为替代，轨枕板3在底侧具有其它的凸起和/或凹入结构，而弹性垫板4具有在主体面向轨枕板一侧的、与凸起和/或凹入结构互补的弹性垫板凹入和/或凸起结构。尽管上文描述了所述弹性垫板还具有侧挡肩或燕尾棱等形式的定位结构，但作为替代或附加，弹性垫板还可以具有与主体11 一体成型的、用于使弹性垫板相对轨道板定位的其它定位结构。此外，还可以在垫板中加锚固螺钉，其在直接安装时镶入轨枕板底部，但这不是特别优选的，因为这需要预制出设置相应螺钉孔的轨枕板。如图2所示，弹性垫板4还具有与主体11 一体成型设置的减震凹槽13，减震凹槽 13沿与钢轨平行的方向贯穿主体11设置。本领域技术人员将明白可通过凹槽的数量、弧度和深度调整垫板刚度。而且，在图2所示的实施例中减震凹槽设计成梯形槽，但也可设计成如图3所示的圆弧状减震凹槽13’或其它槽形。作为替代，弹性垫板4还可以设置其它减震机构，例如设置在主体11底面上的圆锥钉状凸起结构。弹性垫板4优选具有120kN/ mm-160kN/mm的支撑刚度。以上描述了根据本实用新型的优选实施例，但是上述实施例应视作说明性的而非限定性的，并且本领域技术人员可以在不背离本实用新型的保护范围的情况下对上述实施例进行结合、修改和改进。本实用新型的保护范围由所附的权利要求及其等同所限定。
权利要求1.一种用于轨道板的弹性垫板G)，具有位于所述轨道板之下的主体(11)，其特征是， 该弹性垫板还具有与该主体(11) 一体成型的、用于使该弹性垫板相对于该轨道板定位的定位结构。
2.根据权利要求1所述的弹性垫板，其特征是，该轨道板是轨枕板(3)。
3.根据权利要求2所述的弹性垫板G)，其特征是，该定位结构包括从该主体的侧边向上延伸的、与该轨枕板(3)的侧面相匹配的侧挡肩(14)。
4.根据权利要求2所述的弹性垫板G)，其特征是，该轨枕板(3)在底侧具有凸起和/ 或凹入结构，该定位结构包括位于该主体(11)面向该轨枕板一侧上的、与该凸起和/或凹入结构互补的凹入和/或凸起结构。
5.根据权利要求2所述的弹性垫板G)，其特征是，该轨枕板C3)在底侧具有燕尾槽， 该定位结构包括与该燕尾槽互补的燕尾棱(12)。
6.根据权利要求1至5之一所述的弹性垫板(4)，其特征是，该弹性垫板(4)还具有与该主体(11) 一体成型地设置的减震凹槽(13)。
7.根据权利要求6所述的弹性垫板G)，其特征是，该减震凹槽(1 沿与钢轨平行的方向贯穿所述主体(11)设置。
8.根据权利要求1或2所述的弹性垫板(4)，其特征是，该弹性垫板具有120kN/ mm-160kN/mm的支撑刚度。
9.一种轨道(100)，其特征是，该轨道(100)包括道砟(5)、位于该道砟上的轨枕板(3) 和定位在该轨枕板C3)和该道砟之间的、根据权利要求1至8之一所述的弹性垫板以及位于该轨枕板上的钢轨扣件垫板(2)和在该钢轨扣件垫板上铺设的钢轨(1)。
10.根据权利要求9所述的轨道(100)，其特征是，一对所述弹性垫板(4)关于所述轨道的中线对称布置。
专利摘要本实用新型提供一种设置在线路轨道板下的弹性垫板(4)，所述弹性垫板(4)具有由橡胶制成的主体(11)，其中，该弹性垫板还具有与该主体(11)一体成型的、用于使弹性垫板相对于所述轨道板彼此定位的定位结构。本实用新型还提供一种具有所述弹性垫板的轨道。
文档编号E01B1/00GK202081347SQ20112010414
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者刘全仁, 吴智强, 吴绍利, 吴腾宇, 张建峰, 户小明, 曾昭学, 杜卫超, 毛昆朋, 王旭荣, 王鑫, 高新平 申请人:中国铁道科学研究院金属及化学研究所