[發明專利]無砟軌道剛度調節裝置

有效

• 申請號: 201610317406.1
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105821764B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 談遂;余志武;吳玲玉
• 申請（專利權）人: 中南大學;高速鐵路建造技術國家工程實驗室
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D19/04;E01D19/00
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技術領域

本發明涉及高速鐵路橋梁結構技術領域，特別地，涉及一種用于無砟軌道橋梁體系以減小梁體變形對軌道板結構的影響的無砟軌道剛度調節裝置。

背景技術

鐵路建設高速化是我國鐵路交通發展的必然趨勢，隨著我國高速鐵路建設逐步實施并投入運營，無砟軌道因具有較高平順性、穩定性及維修次數少等特點而被作為高速鐵路主要的軌道結構型式之一。為了滿足高速鐵路線路平順性和穩定性的要求，可能要建造連續幾公里甚至幾十公里的高架橋。以京滬高鐵為例，橋梁244座，占據正線長度的80.47％，列車基本全線運行在橋梁上。大跨度橋梁常因列車荷載或溫度作用在梁端產生較大梁端轉角和豎向錯位，造成無砟軌道扣件系統上拔力超過扣壓力，梁端局部鋼軌隆起，影響行車安全性和旅客舒適度。當橋梁之間，或者橋梁與橋臺之間梁縫較大，導致鋼軌扣件節點間距過大無法滿足車運行平順性及軌道受力變形的要求，增加鋼軌、扣件的受力，受力超過一定范圍時可能引起斷軌及列車脫軌，危及行車安全。

若采用純鋼或者純混凝土結構，存在的問題如下：

(1)不能為梁體轉動和豎向位移提供足夠的凈空：大跨度橋梁在列車荷載或溫度作用下產生較大的轉角或者豎向位移，而純鋼或者純混凝土結構截面高度較大，且主板底面為平面，由此造成橋梁梁體與主板的相互作用或者碰撞產生較大內力，降低結構性能。

(2)不符合結構受力特點：混凝土材料是一種強壓弱拉材料，在荷載作用下，無砟軌道剛度調節裝置的主板頂部受壓而底部受拉導致底部產生大量裂縫，縮短無砟軌道剛度調節裝置壽命，增加結構維修次數。

(3)鋼結構噪聲污染嚴重：若采用純鋼形式的無砟軌道剛度調節裝置，由于剛度較小，在列車動力荷載作用下變形大，宏觀表現為主板兩端與梁體反復碰撞產生嚴重噪音并加劇梁體損傷。

(4)結構形式：若采用純混凝土形式的無砟軌道剛度調節裝置，其相應的主板厚度大，結構形式不靈活，制作時需模板澆筑、綁扎鋼筋，施工質量不易保證，安裝不便。

(5)限位缺陷：若簡單的通過凸出結構實現橫向和縱向限位要求，列車蛇形運動或搖頭作用下會磨損軌道板，嚴重時導致軌道板的變形而發生列車脫軌，增大維修工作量。

(6)無砟軌道剛度調節裝置混凝土澆注缺陷：軌道板結構非常扁平，無砟軌道剛度調節裝置需要與前后的軌道板順接，滿足鋼軌頂面標高要求。混凝土往往在狹小空間不能振搗密實，無法保證混凝土質量。

特別是在大跨度橋梁，通常存在較大梁縫，導致鋼軌、扣件受力增大。可見，為提高無砟軌道行車安全與舒適性。因此，開發一種無砟軌道剛度調節裝置十分必要。本發明提供的一種無砟軌道剛度調節裝置可以克服上述缺陷，滿足列車荷載、溫度荷載、橋梁撓曲、橋梁伸縮對結構本身的要求，同時調節梁端轉角和豎向錯位，減小扣件上拔力，保證行車安全性和旅客舒適度。

發明內容

本發明目的在于提供一種無砟軌道剛度調節裝置，以減小梁體轉角和豎向錯位對軌道板的影響，保證行車安全與旅客舒適度。通過設置跨越梁體伸縮縫、或者跨越橋梁與橋臺結合部位的無砟軌道剛度調節裝置，以滿足扣件間距，同時調節梁體轉角和豎向錯位，減小扣件上拔力。

為了實現上述技術目的，本發明專利的技術方案是：無砟軌道剛度調節裝置，包括橋墩、設于路基上的橋臺、設于橋墩上的梁體、鋪設于橋臺和梁體上的軌道板以及通過扣件固定于軌道板上的鋼軌，軌道板在橋臺與梁體之間的結合部位斷開或者在相鄰兩梁體之間的結合部位斷開，斷開的軌道板之間設有用于調節梁體的梁端轉角和豎向錯位以降低扣件受到的上拔力保證列車行車安全和行車穩定性的微型支撐橋梁。當列車在鋼軌上運行時，無砟軌道剛度調節裝置可以減小鋼軌和扣件的受力，減小梁體變形對軌道板結構的影響。視為微型橋梁的無砟軌道剛度調節裝置可以滿足列車運行平順性及軌道受力變形的要求，同時可以滿足扣件節點間距要求，減小扣件上拔力，保證鋼軌受力在容許范圍內，不會因為鋼軌超過受力范圍引起斷軌及列車脫軌，危及行車安全。無砟軌道剛度調節裝置為梁體之間或者梁體與橋臺之間提供平穩的剛度過渡。無砟軌道剛度調節裝置的設置防止了梁體與梁體間或梁體與橋臺間因縫隙產生的剛度突變，作為一個過渡結構保證了剛度的連續性，有效的避免了在列車通過時因剛度問題產生跳軌甚至是脫軌的危險。