一种预埋套管式铁路扣件的制作方法

本发明涉及铁路工务技术领域，更具体的说是涉及一种预埋套管式铁路扣件。

背景技术：

随着中国轨道交通的快速发展，扣压钢轨的扣件形式也在不断更新，轨道扣件的作用是保持轨道的正确位置，防止轨道纵横向位移，提供一定的轨道弹性，并将轨道所受的力传递给轨道下基础。扣件作为铁路轨道结构的关键零部件之一，具有扣压钢轨、保持轨距、防止钢轨纵向爬行的作用，广泛应用于普速铁路有砟轨道中。

当前，铁路扣件中使用较为广泛的为ii型弹条，ii型弹条标准组装于扣件中时，弹条中肢和侧肢前端扣压于同一平面上；当扣件不调高时，弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固作用点不在螺栓中心线上，偏心距约2mm；当扣件最大调高10mm时，弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固作用点与螺栓中心线偏心距更大，达13.1mm。由此可见，ii型弹条在具体使用过程中存在一定的缺陷，当ii型弹条组装于弹条ii型扣件中时，由于弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固作用点与螺栓中心线存在一定的偏心，且随着钢轨调高量的增大，偏心距也随之增加，致使螺栓偏心受拉。由于轨下为弹性橡胶垫，在列车荷载的长期作用下，钢轨会往复上下运动并伴随有钢轨往复扭转运动，从而螺栓承受偏心疲劳荷载作用，容易引起弯曲，甚至会在螺栓锈蚀严重部位引起道钉断裂。不仅如此，现有的铁路扣件在安装时，大多是将紧固螺栓插入轨枕内部后，再向轨枕与紧固螺栓的连接处浇筑硫磺锚固剂使其固定，然而这种方式不仅操作不便，程序复杂繁琐，而且容易对环境造成污染。

因此，提供一种能够用于扣压钢轨、保持轨距、安装方便无污染，并能提供必要的钢轨纵向阻力，从而能够避免螺栓偏心受拉现象以及环境污染问题发生的预埋套管式铁路扣件是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中铁路扣件在具体使用过程中安装不便、污染环境以及极易导致螺栓偏心受拉及道钉断裂的问题，本发明提供了一种结构简单，设计合理，安装方便，对环境无任何污染，且能够用于扣压钢轨、保持轨距，并提供必要的钢轨纵向阻力，从而避免螺栓偏心受拉现象发生的预埋套管式铁路扣件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预埋套管式铁路扣件，用于将钢轨固定于轨枕上，包括弹条、轨距挡板、挡板座、预埋套管和螺栓紧固件，所述挡板座设于所述轨枕顶部，所述轨距挡板卡设于所述挡板座和所述钢轨之间，且所述轨距挡板的两端分别抵接在所述挡板座和所述钢轨上，所述预埋套管预埋入所述轨枕内部，所述螺栓紧固件自上而下依次穿过所述弹条中部和所述轨距挡板旋入所述预埋套管内；所述弹条为ω形，所述弹条包括一体连接的弹条中肢和弹条侧肢，所述弹条中肢的纵截面为拱形结构，且所述弹条中肢包括一体连接且平滑过渡的前端圆弧和后端圆弧，所述后端圆弧的圆弧半径r1为32-34mm，所述前端圆弧的圆弧半径r2为79-81mm。

经由上述技术方案可知，与现有技术方案相比，本发明公开提供了一种预埋套管式铁路扣件，通过采用弹条中肢后端圆弧的圆弧半径为32-34mm、前端圆弧的圆弧半径为79-81mm的弹条，有效解决了现有的铁路扣件在具体使用过程中紧固螺栓偏心受拉的问题，无论该扣件在正常组装或是钢轨调高状态下，弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固作用点与螺栓中心线的偏心距极小，从而有效避免了紧固螺栓的偏心受拉，使其在使用过程中不易发生弯曲，结构稳定性强，不易产生道钉断裂的情形，同时利用螺栓紧固件与预埋套管的连接结构，还使得该铁路扣件组装方便快捷且安全环保无污染。本发明的一种预埋套管式铁路扣件，不仅结构简单，设计合理，而且有效地解决了现有技术中紧固螺栓的偏心受拉问题及安装程序复杂的问题，避免了使用过程中道钉的断裂，避免了安装过程中对环境造成的污染，提高了使用和操作的安全性，具有良好的应用前景。

进一步的，所述后端圆弧的圆弧半径r1为33mm，所述前端圆弧的圆弧半径为80.3mm。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该扣件中的弹条在现有ii型弹条的基础上适当加高了弹条中肢圆弧的拱起高度，减小了前端圆弧和后端圆弧的半径，改变了前端圆弧和后端圆弧相交的位置(现有弹条中肢的前端圆弧和后端圆弧的交点位于弹条中肢的最高点处)，使得前端圆弧和后端圆弧的交点位置位于弹条中肢最高点沿前端圆弧方向转动15°位置处，从而使得该弹条在正常组装时及钢轨调高后，消除了紧固螺栓的偏心受拉问题，同时保持弹条正常的使用性能，使得扣件能够用于扣压钢轨，保持轨距，并提供必要的钢轨纵向阻力。

进一步的，所述弹条侧肢为两段，且两段所述弹条侧肢分别设于所述弹条中肢两侧，并与所述弹条中肢一体连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该弹条整体结构稳定性强，承载力好。

进一步的，所述轨枕顶部开设有定位槽，所述挡板座适配安装在所述定位槽的槽底壁和槽侧壁的连接处，所述轨距挡板上开设有定位孔，所述螺栓紧固件穿过所述定位孔旋入所述预埋套管内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，提高了该铁路扣件整体结构的紧凑性。

进一步的，所述轨距挡板采用的材质为金属材质，所述挡板座采用的材质为塑料材质。

采用上述技术方案产生的有益效果是，塑料材质的挡板座设于金属材质的轨距挡板和轨枕之间，能够在轨距挡板和轨枕之间起到良好的绝缘作用和缓冲作用。

进一步的，所轨距挡板采用的型号为6号轨距挡板、10号轨距挡板和14号轨距挡板中的一种，所述挡板座采用的型号为1号挡板座、3号挡板座和5号挡板座中的一种。

可选地，在标准轨距时采用的所述轨距挡板的型号为10号轨距挡板，所述挡板座的型号为3号挡板座。

采用上述技术方案产生的有益效果是，通过调整轨距挡板和挡板座的型号能够实现对钢轨左右位置的适当调整。

进一步的，所述定位孔的形状为两端为圆形的条形孔，且所述定位孔的长度方向垂直于所述钢轨的长度方向。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得螺栓紧固件能够在穿入定位孔的位置处具有一个良好的缓冲作用。

进一步的，所述螺栓紧固件包括锚固螺栓和平垫圈，所述锚固螺栓自上而下依次穿过所述弹条中肢的所述后端圆弧部和所述定位孔旋入所述预埋套管内，所述平垫圈设于所述后端圆弧顶部，并抵接在所述锚固螺栓的螺帽上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该锚固螺栓安装方便快捷，且连接后的结构稳定性强，同时还使得该扣件在正常组装状态下和调高状态下，平垫圈的底部始终抵接在弹条中肢的后端圆弧上，从而消除了弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固的作用点与螺栓中心线之间存在的偏心距，解决了螺栓偏心受拉的问题。

进一步的，所述预埋套管采用的材质为塑料材质。

采用上述技术方案产生的有益效果是，塑料材质的预埋套管具有良好的绝缘性能，能够在锚固螺栓和轨枕之间起到良好的绝缘作用，不仅方便了锚固螺栓的安装，而且还避免了采用硫磺锚固剂浇筑固定锚固螺栓的手段，提高了操作安全性、便捷性的同时，还避免对环境造成污染。

进一步的，还包括轨下垫板和轨下调高垫板，所述轨下垫板和所述轨下调高垫板均设于所述钢轨底部，且所述轨下垫板和所述轨下调高垫板自上而下依次布置。

采用上述技术方案产生的有益效果是，能够实现对钢轨高低位置的调整，极大地方便了铁路轨道的养护维修作业。

进一步的，所述轨下垫板采用的材质为橡胶材质，且所述轨下垫板的顶端面和底端面上均形成有多条均匀布置的横向沟槽。

采用上述技术方案产生的有益效果是，不仅在钢轨和轨枕之间起到了良好的绝缘作用，而且也为轨下垫板提供了良好的弹性变形的空间，限制了轨下垫板的变形，提高了轨下垫板的弹性性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种预埋套管式铁路扣件的结构示意图；

图2附图为本发明提供的一种预埋套管式铁路扣件的俯视图；

图3附图为本发明提供的一种预埋套管式铁路扣件中弹条的俯视图；

图4附图为本发明提供的一种预埋套管式铁路扣件中弹条中肢的纵截面结构示意图；

图5附图为本发明提供的一种预埋套管式铁路扣件中轨距挡板的俯视图。

其中：1-弹条，11-弹条中肢，111-前端圆弧，112-后端圆弧，12-弹条侧肢，2-轨距挡板，21-定位孔，3-挡板座，4-预埋套管，5-螺栓紧固件，51-锚固螺栓，52-平垫圈，6-轨下垫板，61-横向沟槽，7-轨下调高垫板，100-钢轨，200-轨枕。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明公开了一种预埋套管式铁路扣件，用于将钢轨100固定于轨枕200上，包括弹条1、轨距挡板2、挡板座3、预埋套管4和螺栓紧固件5，挡板座3设于轨枕200顶部，轨距挡板2卡设于挡板座2和钢轨100之间，且轨距挡板2的两端分别抵接在挡板座3和钢轨100上，预埋套管4预埋入轨枕200内部，螺栓紧固件5自上而下依次穿过弹条1中部和轨距挡板2旋入预埋套管4内；弹条1为ω形，弹条1包括一体连接的弹条中肢11和弹条侧肢12，弹条中肢11的纵截面为拱形结构，且弹条中肢11包括一体连接且平滑过渡的前端圆弧111和后端圆弧112，后端圆弧112的圆弧半径r1为32-34mm，前端圆弧111的圆弧半径r2为79-81mm。

如图4所示，根据本发明的一个可选实施例，后端圆弧112的圆弧半径r1为33mm，前端圆弧111的圆弧半径为80.3mm，从而使得该扣件中的弹条在现有ii型弹条的基础上适当加高了弹条中肢圆弧的拱起高度，减小了前端圆弧和后端圆弧的半径，改变了前端圆弧和后端圆弧相交的位置(现有弹条中肢的前端圆弧和后端圆弧的交点位于弹条中肢的最高点处)，使得前端圆弧和后端圆弧的交点位置位于弹条中肢最高点沿前端圆弧方向转动15°位置处，从而使得该弹条在正常组装时及钢轨调高后，消除了紧固螺栓的偏心受拉问题，同时保持弹条正常的使用性能，使得弹条能够用于扣压钢轨，保持轨距，并提供必要的钢轨纵向阻力。。

如图2和图3所示，根据本发明的一个可选实施例，弹条侧肢12为两段，且两段弹条侧肢12分别设于弹条中肢11两侧，并与弹条中肢11一体连接，从而使得该弹条整体结构稳定性强，承载力好。

如1所示，根据本发明的一个可选实施例，轨枕200顶部开设有定位槽，挡板座3适配安装在定位槽的槽底壁和槽侧壁的连接处，轨距挡板2上开设有定位孔21，螺栓紧固件5穿过定位孔21旋入预埋套管4内，从而提高了该铁路扣件整体结构的紧凑性。

根据本发明的一个可选实施例，轨距挡板2采用的材质为不锈钢材质，挡板座3采用的材质为尼龙材质，从而使得挡板座能够在轨距挡板和轨枕之间起到良好的绝缘作用和缓冲作用。

根据本发明的一个可选实施例，在标准轨距时，外侧轨距挡板2和内侧轨距挡板2采用的型号均为10号轨距挡板，外侧挡板座和内侧挡板座采用的型号均为3号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为-6mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为14号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为5号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为6号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为1号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为-4mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为14号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为3号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为6号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为3号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为-2mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为10号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为5号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为10号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为1号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为+2mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为10号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为1号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为10号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为5号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为+4mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为6号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为3号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为14号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为3号挡板座。

根据本发明的一个可选实施例，对单股钢轨的调整量为+6mm时，外侧轨距挡板2采用的型号为6号轨距挡板，外侧挡板座3采用的型号为1号挡板座，内侧轨距挡板2采用的型号为14号轨距挡板，内侧挡板座3采用的型号为5号挡板座。

如图5所示，根据本发明的一个可选实施例，定位孔21的形状为两端为圆形的条形孔，且定位孔21的长度方向垂直于钢轨100的长度方向，从而使得螺栓紧固件能够在穿入定位孔的位置处具有一个良好的缓冲作用。

如图1所示，根据本发明的一个可选实施例，螺栓紧固件5包括锚固螺栓51和平垫圈52，锚固螺栓51自上而下依次穿过弹条中肢11的后端圆弧112部和定位孔21旋入预埋套管4内，平垫圈52设于弹条中肢顶部，并抵接在锚固螺栓51的螺帽上，从而使得该锚固螺栓安装方便快捷，且连接后的结构稳定性强。

根据本发明的一个可选实施例，预埋套管4采用的材质为塑料材质，塑料材质的预埋套管具有良好的绝缘性能，能够在锚固螺栓和轨枕之间起到良好的绝缘作用，不仅方便了锚固螺栓的安装，而且还避免了采用硫磺锚固剂浇筑固定锚固螺栓的手段，提高了操作安全性、便捷性的同时，还避免对环境造成污染。

如图1所示，根据本发明的一个可选实施例，还包括轨下垫板6和轨下调高垫板7，轨下垫板6和轨下调高垫板7均设于钢轨100底部，且轨下垫板6和轨下调高垫板7自上而下依次布置，从而能够实现对钢轨高低及左右位置的调整，极大地方便了铁路轨道的养护维修作业。

如图1所示，根据本发明的一个可选实施例，轨下垫板6采用的材质为橡胶材质，且轨下垫板6的顶端面和底端面上均形成有多条均匀布置的横向沟槽61，从而不仅在钢轨和轨枕之间起到了良好的绝缘作用，而且也为轨下垫板提供了良好的弹性变形的空间，限制了轨下垫板的变形，提高了轨下垫板的弹性性能。

本发明的一种预埋套管式铁路扣件，通过采用弹条中肢后端圆弧的圆弧半径为32-34mm、前端圆弧的圆弧半径为79-81mm的弹条，有效解决了现有的铁路扣件在具体使用过程中紧固螺栓偏心受拉的问题，无论该扣件在正常组装或是钢轨调高状态下，弹条中肢螺栓紧固部位与螺栓紧固作用点与螺栓中心线的偏心距极小，从而有效避免了紧固螺栓的偏心受拉，使其在使用过程中不易发生弯曲，结构稳定性强，不易产生道钉断裂的情形，同时利用螺栓紧固件与预埋套管的连接结构，还使得该铁路扣件组装方便快捷且安全环保无污染。该预埋套管式铁路扣件不仅结构简单，设计合理，而且有效地解决了现有技术中紧固螺栓的偏心受拉问题及安装程序复杂的问题，避免了使用过程中道钉的断裂，避免了安装过程中对环境造成的污染，提高了使用和操作的安全性，具有良好的应用前景。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。