一种钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构的制作方法

本实用新型属于无砟轨道相关技术领域，涉及一种采用钢管混凝土连接多个混凝土块状的技术，更具体地涉及一种钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构。

背景技术：

在铁路无砟轨道系统中，有一种预制的轨枕，轨枕安装在道床中或者采用混凝土与道床浇筑为一体，用来安装扣件，进一步固定上方的钢轨，并需要与道床保持良好的连接性能。

中国专利文献CN105463948B公开了一种适用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕，用钢管混凝土作为轨枕块的连接部件，与一般的组合式钢筋桁架连接相比，整体性更强，可有效缓解混凝土轨枕在存放、运输等过程中的变形；同时通过钢管混凝土与轨枕混凝土块的一体成型，即在浇筑轨枕混凝土块的同时实现钢管混凝土的成形，并将钢管混凝土设计成由多根空心钢管组成，有效的增加了轨枕几何形位保持能力，减少了钢筋用量，提高了可施工性，可在现场直接施工，满足轨枕抗弯扭能力的要求。

然而，进一步研究表明，上述轨枕依然存在以下问题：

钢管内灌注混凝土后形成钢管混凝土，钢管混凝土表面为较为光滑的钢材面，其直接埋入混凝土、再生橡胶、树脂材料等材料后，与其接触的握裹力有限；以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，与混凝土之间形成的握裹力为2.5t，钢管混凝土与轨枕块之间的连接还有待加强。

预制的双块式钢管混凝土轨枕在搬运到施工现场的过程中，捆扎、吊装和堆放存在困难。

预制的混凝土轨枕搬运到轨道线施工现场后，在道床板的现场浇筑过程中，轨枕块的埋入部分与后浇的道床板混凝土连接不够牢固，新老混凝土之间存在耐久性问题，会产生裂纹等病害，这些都还有待改进提高。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，在钢管混凝土外侧增加加强件，例如钢筋等结构物，且对加强件的位置进行了特别设计，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块和连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，所述轨枕块由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块的制造模具内，在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；

在至少部分钢管混凝土的两两外表面之间、横向搭接有加强件，且最外侧的两个轨枕块中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述加强件，从而所述加强件在所述轨枕块的浇筑过程中至少部分埋入轨枕块的混凝土中、以加强钢管混凝土与轨枕块之间的连接。

优选地，单个所述加强件搭接在两个所述钢管混凝土的上表面，或者单个所述加强件搭接在两个所述钢管混凝土的下表面。

优选地，所述加强件包括多个，沿所述钢管混凝土的纵向依次间隔设置；多个所述加强件作为一个整体，其整体中心从最外侧的两个轨枕块的中心偏向于内侧方向、偏心设置。

优选地，多个所述加强件既包括搭接在两个所述钢管混凝土上表面的加强件，又包括搭接在两个所述钢管混凝土下表面的加强件，且上下表面的加强件沿所述钢管混凝土的纵向依次交替、间隔设置。

优选地，所述加强件为直条形；至少包括这样一组平行的加强件，即，一个加强件搭接在两个所述钢管混凝土的上表面，另一加强件搭接在两个所述钢管混凝土的下表面，两个加强件在轨道纵向的同一个竖直面内且相互平行；

或者，所述加强件为直条形；至少包括这样一组交叉型加强件，即，一个加强件搭接在两个所述钢管混凝土中第一钢管混凝土的上表面、第二钢管混凝土的下表面，另一加强件搭接在两个所述钢管混凝土中第一钢管混凝土的下表面、第二钢管混凝土的上表面，两个加强件在轨道纵向的同一个竖直面内且呈X型交叉设置。

优选地，所述加强件的形状构造为与同一个所述钢管混凝土的外表面具有多个搭接点。

优选地，所述加强件包括槽形结构，所述槽形结构除了与两个所述钢管混凝土的两个上表面搭接或两个下表面搭接或一个上表面搭接、一个下表面搭接外，还与钢管混凝土的内侧和/或外侧搭接。

优选地，所述加强件包括两个槽形结构，两个所述钢管混凝土分别位于其中一个槽形结构中，两个槽形结构的开口方向相同或相反。

优选地，所述加强件包括两个闭环结构，两个所述钢管混凝土分别位于其中一个闭环结构中，所述闭环结构螺旋缠绕所述钢管混凝土的外表面。

优选地，两个所述钢管混凝土之间横向搭接的加强件的轴心线为至少局部波浪形或折线形；

或者，沿所述钢管混凝土的纵向，加强件的轴心线在两个所述钢管混凝土的轴心线所在平面的投影线至少局部为波浪形或折线形，以次方式，加强件在两个所述钢管混凝土之间横向来回交替搭接。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，在两个钢管连接件之间增加横向加强件，例如钢筋等结构物，在轨枕块的浇筑过程中埋入轨枕块中、浇筑为一体，同时空心钢管内灌满混凝土，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。

2、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中，对加强件在轨枕块中的具体位置分别进行了特别设计；进一步研究发现，无砟轨道的钢管混凝土轨枕的实际应用中，钢管受到向外的力，钢管伸入轨枕块较浅的部分受力较大，病害较多，该发现还未见有现有技术报道；基于此发现，将加强件尽量偏向于轨枕块靠内侧布置，具体地，从轨枕块中心偏向于内侧方向、偏心设置的加强件，距离轨枕块的内侧50-100mm，该位置处钢管混凝土与轨枕块之间产生的锁定效果最好，列车运行后，可有效减少钢管混凝土与轨枕块连接处的病害。同样以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，通过实际测试，施加8t的荷载后直到混凝土破裂钢管仍然没有拔出。按上述两方面的设置、将钢管与混凝土等材料进行锁定，向外拔钢管时由于外表面焊接的钢筋已经横向伸入到混凝土等材料的内部，大大提高钢管与混凝土等材料的结合力。

3、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强件的布置位置的构造，加强件既可以搭接在两个钢管混凝土的上表面，又可以搭接在下表面，适应了预制双块式轨枕时正向模具和倒向模具的不同情况，同时，设置在上表面时，由于有更大的空间，允许通过调节加强钢筋的粗细、长度等尺寸，材质，形状等，调节加强结构的连接强度，适应不同地区的强度要求，同时在减重方面取得平衡。

4、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过多个加强件作为一个整体组合的构造来发挥作用，既可以布置在同一侧(上侧或下侧)，也可以上下交错且纵向交替、间隔设置，通过彼此的互连进一步提升加强强度，同时，依然遵循偏心设置的布置原则。

5、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋的直条形构造，便于加工制造，且可以组合出各种整体互连方案，例如轨道纵向的同一个竖直面内且相互平行的上下两加强钢筋，从上下两个方向保障了该铅垂截面内的连接强度；轨道纵向的同一个竖直面内且呈X型交叉设置两个加强钢筋，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋的长度，且除了水平分量之外，还具有竖直分量，形成了面状空间，可以有效抵御和传递列车运行中的震动。

6、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋在钢管混凝土上的焊接搭接点的扩展，避免了当个焊接点的疲劳，进一步提高了加强钢筋与钢管混凝土之间、钢管混凝土与轨枕块之间的疲劳强度。

7、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋不同构型的独特设计，增加了钢管混凝土内侧或外侧的搭接维度，抵御了在运营中钢管混凝土在各个方向上的受力，有效避免了错位，始终将两个钢管混凝土和轨枕块连接为一个整体。

8、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋自身延伸方向上不同构型的独特设计，特别是横向搭接的加强件的轴心线在水平面上或竖直面上、局部或全部波浪形或折线形的构型，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋与混凝土的接触长度，提高了紧固力，从而提高了钢管混凝土与轨枕混凝土之间的握裹力。

附图说明

图1是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中双块轨枕时的示意图；

图2是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中三块轨枕时的示意图；

图3是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中加强件设置在下方时的正剖视示意图；

图4是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中加强件设置在下方时的侧剖视示意图；

图5是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中上下加强件错位时的正剖视示意图；

图6是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中上下加强件平行时的侧剖视示意图；

图7是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中交叉型加强件的侧剖视示意图；

图8是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中单槽形加强件的侧剖视示意图；

图9是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中双槽形加强件的侧剖视示意图；

上述附图中，尺寸标记的单位为mm。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供一种钢管混凝土与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，所述轨枕块1由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土2构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块1的制造模具内，在所述轨枕块1的浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；在钢管混凝土2与轨枕块1之间设置连接加强结构，和/或在轨枕块1与道床之间设置连接加强结构。

如图1-9所示，在多个钢管混凝土2中选取两两一组或多组，甚至全部两两组合，两钢管混凝土2外表面之间、横向搭接有加强件3，搭接处进行焊接，且最外侧的两个轨枕块1中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述加强件3(如图1-2所示)，从而所述加强件3在所述轨枕块1的浇筑过程中至少部分埋入轨枕块的混凝土中、以加强钢管混凝土2与轨枕块1之间的连接。如图3所示，若有三个(或更多)轨枕块，例如道岔处，由于中间轨枕块与两侧轨枕块都有连接，中间轨枕块中的加强件可以分为两组，还是遵循上述偏心设置原理，分别对应两侧的轨枕块，图3中仅示出了偏向左侧一组加强件的情况。当然，加强件的设置应避开预埋螺栓套管4，如图4所示。

本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，在两个钢管连接件之间增加横向加强件，例如钢筋等结构物，在轨枕块的浇筑过程中埋入轨枕块中、浇筑为一体，同时空心钢管内灌满混凝土，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构中，对加强件在轨枕块中的具体位置分别进行了特别设计；进一步研究发现，无砟轨道的钢管混凝土轨枕的实际应用中，钢管受到向外的力，钢管伸入轨枕块较浅的部分受力较大，病害较多，该发现还未见有现有技术报道；基于此发现，将加强件尽量偏向于轨枕块靠内侧布置，具体地，从轨枕块中心偏向于内侧方向、偏心设置的加强件，距离轨枕块的内侧50-100mm，该位置处钢管混凝土与轨枕块之间产生的锁定效果最好，列车运行后，可有效减少钢管混凝土与轨枕块连接处的病害。同样以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，通过实际测试，施加8t的荷载后直到混凝土破裂钢管仍然没有拔出。按上述两方面的设置、将钢管与混凝土等材料进行锁定，向外拔钢管时由于外表面焊接的钢筋已经横向伸入到混凝土等材料的内部，大大提高钢管与混凝土等材料的结合力。

优选地，单个所述加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2的上表面(如图1)，或者单个所述加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2的下表面(如图3-4)。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强件的布置位置的构造，加强件既可以搭接在两个钢管混凝土的上表面，又可以搭接在下表面，适应了预制双块式轨枕时正向模具和倒向模具的不同情况，同时，设置在上表面时，由于有更大的空间，允许通过调节加强钢筋的粗细、长度等尺寸，材质，形状等，调节加强结构的连接强度，适应不同地区的强度要求，同时在减重方面取得平衡。

优选地，如图1-5所示，所述加强件3包括多个，沿所述钢管混凝土2的纵向依次间隔设置；多个所述加强件3作为一个整体，其整体中心从最外侧的两个轨枕块的中心偏向于内侧方向、偏心设置。优选地，如图5所示，多个所述加强件3既包括搭接在两个所述钢管混凝土2上表面的加强件，又包括搭接在两个所述钢管混凝土2下表面的加强件，且上下表面的加强件沿所述钢管混凝土2的纵向依次交替、间隔设置。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过多个加强件作为一个整体组合的构造来发挥作用，既可以布置在同一侧(上侧或下侧)，也可以上下交错且纵向交替、间隔设置，通过彼此的互连进一步提升加强强度，同时，依然遵循偏心设置的布置原则。

优选地，如图6所示，所述加强件3为直条形；至少包括这样一组平行的加强件，即，一个加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2的上表面，另一加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2的下表面，两个加强件在轨道纵向的同一个竖直面内且相互平行。

或者，如图7所示，所述加强件3为直条形；至少包括这样一组交叉型加强件，即，一个加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2中第一钢管混凝土的上表面、第二钢管混凝土的下表面，另一加强件3搭接在两个所述钢管混凝土2中第一钢管混凝土的下表面、第二钢管混凝土的上表面，两个加强件在轨道纵向的同一个竖直面内且呈X型交叉设置。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋的直条形构造，便于加工制造，且可以组合出各种整体互连方案，例如轨道纵向的同一个竖直面内且相互平行的上下两加强钢筋，从上下两个方向保障了该铅垂截面内的连接强度；轨道纵向的同一个竖直面内且呈X型交叉设置两个加强钢筋，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋的长度，且除了水平分量之外，还具有竖直分量，形成了面状空间，可以有效抵御和传递列车运行中的震动。

优选地，所述加强件3的形状构造为与同一个所述钢管混凝土2的外表面具有多个搭接点。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋在钢管混凝土上的焊接搭接点的扩展，避免了当个焊接点的疲劳，进一步提高了加强钢筋与钢管混凝土之间、钢管混凝土与轨枕块之间的疲劳强度。

优选地，所述加强件3包括槽形结构，所述槽形结构除了与两个所述钢管混凝土2的两个上表面搭接或两个下表面搭接或一个上表面搭接、一个下表面搭接外，还与钢管混凝土2的内侧和/或外侧搭接，图8示出了其中一种情况。优选地，所述加强件3包括两个槽形结构，两个所述钢管混凝土2分别位于其中一个槽形结构中，两个槽形结构的开口方向相同或相反，图9示出了其中一种情况。优选地，所述加强件3包括两个闭环结构(未示出)，两个所述钢管混凝土2分别位于其中一个闭环结构中，所述闭环结构螺旋缠绕所述钢管混凝土2的外表面。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋不同构型的独特设计，增加了钢管混凝土内侧或外侧的搭接维度，抵御了在运营中钢管混凝土在各个方向上的受力，有效避免了错位，始终将两个钢管混凝土和轨枕块连接为一个整体。

优选地，两个所述钢管混凝土2之间横向搭接的加强件3的轴心线在水平面上或轨道纵向竖直面上为至少局部波浪形或折线形(未示出)。或者，沿所述钢管混凝土2的纵向，加强件3的轴心线在两个所述钢管混凝土2的轴心线所在平面的投影线至少局部为波浪形或折线形(未示出)，以次方式，加强件3在两个所述钢管混凝土2之间横向来回交替搭接。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的搭接式连接加强结构，通过加强钢筋自身延伸方向上不同构型的独特设计，特别是横向搭接的加强件的轴心线在水平面上或竖直面上、局部或全部波浪形或折线形的构型，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋与混凝土的接触长度，提高了紧固力，从而提高了钢管混凝土与轨枕混凝土之间的握裹力。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。