用于f型鋼軌的工字型連接接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，包括用于設置于翼板下表面的下連接板以及限位凸臺，其中限位凸臺凸出設置在下連接板的一側面上，其凸出端表面為平面；F型鋼軌翼板分別對應設置有與限位凸臺一端匹配的連接槽，相對兩翼板之間的連接槽以及兩者之間的縫隙所共同形成的工字型空隙用于下連接板上的限位凸臺插入，通過連接件穿過連接孔將下連接板與翼板連接固定，可使得該限位凸臺穿過空隙且其凸出端表面與翼板上表面平齊，并使側面完全與翼板上的連接槽內壁接觸，進而實現對F型鋼軌的連接。本實用新型的連接接頭能夠保證車輪始終不脫離翼板，可以完全避免軌縫對行走輪的沖擊，同時也無需對F型鋼翼板結構進行額外的高難度機械加工以及強度或性能的減弱。
【專利說明】
用于F型鋼軌的工字型連接接頭
技術領域
[0001]本實用新型屬于中低速磁浮軌道結構技術領域，具體涉及一種用于F型鋼軌的連接接頭，適用于中低速磁浮軌道軌排間的連接。
【背景技術】
[0002]中低速磁浮軌道交通采用常導電磁鐵吸力型懸浮和導向技術，通過車輛懸浮架上的U型電磁鐵與F型鋼軌之間的電磁吸引力，實現車輛的懸浮和導向。目前中低速磁浮軌道結構主要采用鋼軌枕型式，軌道自上而下主要包括感應板、F型鋼軌(也稱F軌)、伸縮節、連接件及緊固件、鋼軌枕、扣件系統、承軌臺等部分組成，以軌排為單元整體鋪裝。F型鋼軌、鋼軌枕和感應板在工廠或現場組裝基地組裝成軌排，軌排通過F軌連接接頭連接。
[0003]為適應軌排與下部基礎在溫度變化下引起的伸縮變形，軌排F型鋼軌之間均設置有伸縮縫，連接接頭設置在相鄰F型鋼軌間的伸縮縫位置，F型鋼軌的接頭結構需要適應磁浮軌道的熱脹冷縮特性、F軌平順、行車穩定性以及運營維護等方面的需求，其連接強度、穩定性和可靠性對列車安全、平穩和快速運行至關重要。
[0004]F型鋼軌接頭在連接相連軌排時，為保證軌道垂向、橫向對中，以及在縱向(沿軌道方向)上足夠的溫差伸縮位移調節量，連接接頭都在F型鋼軌翼板下設置了下連接結構。目前，國內外既有的翼板下連接結構一般包括翼板下連接板和連接螺栓，該連接結構通過將設置在翼板下連接板的凸型塊嵌入設置在翼板底面的限位凹槽來限制軌排間的橫向錯位，通過將F型鋼軌的翼板設置成“階梯”型來提高列車在救援模式下通過伸縮縫的平穩性。
[0005]例如專利文獻CN104499385A中公開了一種中低速磁浮系統F型鋼軌連接結構，如圖1-2所示，其包括翼板下連接板1、夾板和外腿側連接板3，翼板的底面設有沿線路縱向延伸的限位凹槽，翼板下連接板上設有與限位凹槽相配合的凸型塊，同時兩個翼板可以為“階梯”型連接。通過上述方式，可以使得軌排之間能夠較好地適應伸縮縫的伸縮變形，同時通過翼板的階梯型布置使得其能夠強化橫向限位能量并提升列車在救援模式下車輪通過伸縮縫的平穩性。但是，上述連接結構對軌排的橫向限位提升仍然有限，特別是其中翼板設置成“階梯”型使得車輪仍然有部分會位于縫隙部位，導致車輪穩定性仍有不足，而且上述階梯”型結構需要對軌道端面進行復雜形狀的機加工，且必須保證兩端導軌的接觸面尺寸精確配合，其加工難度大、成本高、安裝效率低，不適用于大軌縫會顯著提高F型鋼軌的加工難度，還會造成材料的巨大浪費。
【實用新型內容】
[0006]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用于F型鋼軌的工字形連接接頭，其通過對接頭結構和與F型鋼軌翼板的裝配方式進行改進，并對F型鋼軌的翼板連接部位進行相應優化，從而實現對連接的軌排在橫向和垂直方向的精確匹配和限位，并在縱向上完全適應于軌排的伸縮變形，而且能夠保證車輪始終不脫離翼板，可以完全避免軌縫對行走輪的沖擊，同時也無需對F型鋼翼板結構進行額外的高難度機械加工以及強度或性能的減弱。
[0007]為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供一種用于F型鋼軌的工字形連接接頭，用于對兩相鄰軌排相對端端部的F型鋼軌的翼板進行連接，實現對之間設置有伸縮縫的兩相鄰軌排的連接，其特征在于，該連接接頭包括:
[0008]用于設置于翼板下表面的下連接板，其上設置有多個通孔作為與翼板連接的連接孔；以及限位凸臺，其凸出設置在所述下連接板的用于與待連接的翼板接觸的一側表面上，其為長條狀，長度方向沿軌道線方向且其兩端部均軌道橫向兩側凸出，使得限位凸臺整體呈工字型；
[0009]待連接的兩個所述F型鋼軌翼板相對的端部分別對應設置有與所述限位凸臺一端匹配的連接槽，其中所述連接槽在翼板內部的端部沿軌道橫向上向兩側延伸，相對布置的兩翼板之間的上述連接槽以及位于兩連接槽之間的縫隙所共同形成的工字型空隙用于所述限位凸臺插入，通過連接件穿過所述連接孔可將所述下連接板與翼板連接固定，從而可使得該限位凸臺穿過所述工字型空隙且使得其凸出端表面與翼板上表面平齊，同時使其側面完全與翼板上的連接槽內壁接觸，進而即可實現對相鄰軌排的可靠限位和平穩過渡地連接。
[0010]作為本實用新型的進一步優選，所述限位凸臺在沿軌道線方向的長度小于所述工字型空隙的長度，使得該限位凸臺可適應軌排在該方向上的伸縮形變。
[0011]作為本實用新型的進一步優選，所述限位凸臺在軌道橫向上的寬度與所述工字型空隙的寬度匹配，使得其可以在該方向上對F型鋼軌進行限位。
[0012]作為本實用新型的進一步優選，所述連接槽兩端部向橫向延伸形成的凹槽不貫通翼板上下表面，對應地，與其匹配的限位凸臺兩端部橫向凸出的部位的高度低于限位凸臺中間部分的高度。
[0013]作為本實用新型的進一步優選，所述限位凸臺和工字型空隙在長度方向上的中心線重合，并優選與列車支撐輪中心線重合。
[0014]作為本實用新型的進一步優選，所述限位凸臺在軌道橫向上的寬度小于列車支撐輪的寬度。
[0015]作為本實用新型的進一步優選，所述限位凸起的凸出端端面為平面，其在連接到位后與翼板平面平齊，使得所述支撐輪在通過兩軌排間的縫隙時可通過該限位凸臺的支撐而平穩通過從而減小對支撐輪的沖擊。
[0016]作為本實用新型的進一步優選，所述連接孔沿軌道線方向分布在下連接板的兩端，優選每端為兩個，與待連接的翼板對應位置也相應開有孔，以用于分別通過連接件實現兩者的連接。
[0017]作為本實用新型的進一步優選，所述連接孔優選為長圓孔，長度方向沿軌道線方向。
[0018]作為本實用新型的進一步優選，翼板上的所述連接槽為從翼板端部朝里延伸一定長度并貫穿翼板上下表面的槽孔，且槽孔在朝里的端部沿軌道橫向上的兩側延伸，使得兩翼板上的連接槽以及兩翼板間的縫隙形成用于容納所述限位凸臺的工字型孔隙。
[0019]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0020](I)本實用新型的連接接頭通過將翼板下連接板的工字型限位凸臺完全嵌入F型鋼端部的工字型槽孔內，使得其在軌道橫向上的受力面大幅提高，從而極大提高了其橫向限位能力，能有效防止相鄰兩F型鋼的橫向錯位；
[0021](2)本實用新型的連接接頭通過翼板下連接板的限位凸臺將伸縮縫兩端F型鋼的翼板進行了 “橋接”，其中凸臺端面可與翼板平面完全平齊，可以保證支撐輪通過伸縮縫時始終處于接觸狀態，提高了列車在救援模式下行車的平穩性和支撐輪的使用壽命；
[0022](3)本實用新型的連接接頭通過在兩待連接的翼板端面分別開設連接槽，并與兩者之間的軌排縫隙形成工字型的空隙，使得限位凸臺可以嵌入其中且在長度方向上存在孔隙，使得其可以完美適應軌排間縫隙的伸縮變形；
[0023](4)本實用新型的連接接頭僅是需要在翼板上簡單加工相應的連接槽和連接孔，無需進行復雜的機加工以及精度匹配，避免現有連接接頭翼板的“階梯”型設置，不但連接更為穩定可靠，而且降低加工和安裝難道，也降低來軌排的整體造價，同時減少浪費，也便于維修養護。
【附圖說明】
[0024]圖1為現有技術中的一種F型鋼軌連接結頭的連接示意圖；
[0025]圖2為圖1中的連接接頭在另一個視角下的連接示意圖；
[0026]圖3為按照本實用新型一個實施例的連接結頭的結構分解示意圖；
[0027]圖4為圖3中的連接結頭在另一個視角下的結構示意圖；
[0028]圖5為圖3中的連接結頭在連接兩F型鋼軌的翼板時的連接示意圖；
[0029]圖6為圖5中沿A-A斷面處的剖面示意圖；
[0030]圖7為圖5中沿B-B斷面處的剖面示意圖；
[0031]圖8為圖5中沿C-C斷面處的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0033]按照本實用新型一個實施例的連接接頭，其用于中低速磁浮系統相鄰軌排的連接，尤其是兩軌排上的F型鋼軌的連接。為適應軌排與下部基礎在溫度變化下引起的伸縮變形，軌排F型鋼軌之間設置有伸縮縫，連接接頭即設置在相鄰F型鋼軌間的伸縮縫位置，用于連接兩F型鋼軌，如圖3所示，兩F型鋼軌3的連接通過該連接接頭連接各自翼板實現。
[0034]如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，兩F型鋼軌3的翼板上在待連接部位分別開設有連接槽32，連接槽32為沿軌道線方向從翼板端部向翼板內延伸的條形槽，特別是該條形槽在翼板里部的端部向軌道橫向方向上延伸，即該條形槽在端部的寬度大于非端部的寬度，優選連接槽端部延伸的部分不貫通翼板上下表面，而連接槽其他部位貫通翼板上下表面。在一個實施例中，連接槽32位于翼板內部的一端向軌道橫向上延伸凸出的槽孔呈一定寬度的矩形，使得該條形連接槽成為T形槽孔。但本實用新型中對連接槽32向軌道橫向上延伸凸出的部分并不限于矩形，也可以為其他形狀，例如圓形、扇形、腰形等，但該連接槽從整體上應呈T形或類T形。
[0035]另外，在翼板上的連接部位在位于連接槽32的外周，設置有用于連接的連接孔，以用于將連接接頭與翼板31連接固定。如圖3所示，在一個實施例中，連接孔為圓孔，優選是臺階圓孔，每個翼板31上的連接孔為兩個，沿軌道橫向分別布置于長條形連接槽32的兩側。但本實用新型中對連接孔的形狀和數量并不做限定，可根據實際需求具體選擇，但優選是沿軌道橫向分布于長條形連接槽兩側。
[0036]如圖3-5所示，連接接頭包括下連接板I，其優選是板體結構，下連接板I的一側表面(在圖中為上表面)上設置有凸臺11，其與下連接板I的上表面固定連接，優選是一體連接。凸臺11為長條狀，長度方向沿軌道線方向，且其兩端部均沿軌道橫向方向向兩側凸出，使得限位凸臺整體呈工字型結構。工字型的凸臺11形狀與兩翼板3上的連接槽32以及兩F型鋼軌3之間的縫隙所共同形成的沿軌道線方向的工字型空隙相匹配，優選地，兩端凸出的部分其高度低于凸臺其他部位，使得其可以與連接槽對應部位配合。該凸臺11用于插入兩翼板3上的連接槽32以及兩F型鋼軌3之間的縫隙所共同形成的沿軌道線方向的工字型空隙中。
[0037]作為本連接件中的關鍵部件，凸臺11用于實現對軌排或F型鋼軌3在橫向和垂直方向的限位以及適應沿軌道線方向的伸縮變形，同時保證對車輛支撐輪的沖擊盡可能小，凸臺11的尺寸和形狀具有一定的要求。具體來說，凸臺11沿軌道線方向的長度必須小于相對的兩翼板31上的連接槽32以及兩者之間的縫隙沿軌道線方向所共同形成的工字型空隙的長度，優選是凸臺11兩端凸出部分在沿軌道線方向的寬度小于所述工字型空隙的寬度，使得凸臺11在軌道線方向上可在該空隙內相對移動，適應軌排伸縮變形的需要。
[0038]同時，凸臺11在軌道橫向上的寬度與翼板31上的連接槽32在該方向上的寬度匹配，使得凸臺11在橫向上能夠對F型鋼軌3進行限位，其橫受力面大大提高，使其限位能力和限位可靠性大大提高，可以有效防止F型鋼軌3在橫向上的錯位。優選地，凸臺11的兩端橫向凸起部位在橫向上的寬度與連接槽兩端延伸部分的寬度匹配，凸臺11中間部位的寬度與連接槽中間部位的寬度匹配。
[0039]在一個實施例中，凸臺11在沿軌道線方向上的中心線與工字型空隙的中心線保持在同一垂直平面上，同時車輛支撐輪沿軌道線方向的中心線也位于該平面上。特別是，凸臺11的凸起端的端面應與翼板31上表面一致，例如均為平面，同時凸起高度應保證凸臺11插入空隙中并穿過該空隙后，凸起端的端面與翼板31表面平齊，使得車輛支撐輪可以平穩地接觸凸臺11端面并順利通過，盡可能減少因為軌排之間縫隙的存在而造成的沖擊或不穩定。
[0040]在一個實施例中，凸臺11在軌道橫向上的寬度小于車輛支撐輪的寬度。
[0041]連接接頭的下連接板I位于限位凸臺11同側的表面上(圖3中所示為上表面)在位于限位凸臺11外周設置有多個通孔12，其作為安裝連接孔，其與翼板31上的安裝孔33對應，用于使連接件穿過以將接頭與翼板31固定連接。在一個實施例中，翼板下連接板I的上表面在位于位于四周設置有四個安裝連接孔12，各安裝連接孔12優選是腰性孔。在一個實施例中，用于連接接頭與翼板的連接件是螺栓2。
[0042]限位凸臺11在長度方向上兩端面的形狀與對應端的工字型槽端面匹配，在一個實施例中，限位凸臺11兩端面為凸出的矩形，相應地連接槽端部的延伸部分也為矩形，使得兩者能夠匹配，但本實用新型中對于凸臺11端面凸出部分的形狀不作限定，可以為例如圓形、腰形或其他形狀。限位凸臺11在連接到位后其端面與對應的槽端面存在一定間隙，以用于適應軌排間伸縮縫的伸縮變形。
[0043]本實用新型中的連接接頭通過上述限位凸臺11的設置、以及對應翼板31上相應連接槽32的開設，并結合相應的尺寸結合和裝配關系，可以使得軌排件的F型鋼軌3之間可以實現穩定可靠的連接，在橫向和垂直方向上進行可靠限位，在軌道線方向上適應軌排間伸縮變形，而且其對車輛支撐輪的支撐穩定，極大減小車輪與縫隙的接觸，大大降低對車輪的沖擊，使得列車在救援模式下的平穩性得到加大提升。上述連接接頭在實現上述功能的同時，沒有對對F型鋼軌3的加工和精度提出特殊要求，加工和安裝簡單，無需復雜的機加工和精度配合，而且結構強度并沒有有效降低，并可大為減少材料浪費。
[0044]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，用于對兩相鄰軌排的相對端端部的F型鋼軌的翼板(31)進行連接，實現對之間設置有伸縮縫的兩相鄰軌排的連接，其特征在于，該連接接頭包括: 用于設置于F型鋼軌翼板(31)底面的下連接板(I)，其上設置有多個通孔作為與所述翼板(31)連接的連接孔(12); 限位凸臺(U)，其凸出設置在所述下連接板(I)的用于與待連接的翼板(31)底面接觸的一側面上，其為長條狀，長度方向沿軌道線方向且其兩端部均軌道橫向兩側凸出，使得限位凸臺整體呈工字型； 待連接的兩個所述F型鋼軌翼板(31)相對的端部分別對應設置有與所述限位凸臺一端匹配的連接槽(32)，其中所述連接槽在翼板內部的端部沿軌道橫向上向兩側延伸，相對布置的兩翼板(31)之間的上述連接槽(32)以及位于兩連接槽(32)之間的縫隙所共同形成的工字型空隙用于所述限位凸臺(11)插入，通過連接件穿過所述連接孔(12)可將下連接板(I)與兩翼板(31)連接固定，從而可使得該限位凸臺(11)穿過所述工字型空隙并使得其凸出端表面與翼板(31)上表面平齊，同時使其側面與翼板(31)上的連接槽(32)內壁接觸，進而實現對相鄰軌排的可靠限位和平穩過渡地連接。2.根據權利要求1所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述限位凸臺(II)在沿軌道線方向的長度小于所述工字型空隙的長度，使得該限位凸臺可適應軌排在該方向上的伸縮形變。3.根據權利要求2所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述限位凸臺(11)在軌道橫向上的寬度與所述工字型空隙的寬度對應匹配，使得其可以在該方向上對F型鋼軌進行限位。4.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述連接槽兩端部向橫向延伸形成的凹槽不貫通翼板上下表面，對應地，與其匹配的限位凸臺兩端部橫向凸出的部位的高度低于限位凸臺中間部分的高度。5.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述限位凸臺(11)和工字型空隙在長度方向上的中心線重合。6.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述限位凸臺(11)在軌道橫向上的寬度小于列車支撐輪的寬度。7.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述限位凸臺(11)的凸出端端面為平面，其在連接到位后與翼板(31)平面平齊，使得支撐輪在通過兩軌排間的伸縮縫隙時可通過該限位凸臺(11)的支撐而平穩通過從而減小對支撐輪的沖擊。8.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，所述連接孔(12)沿軌道線方向分布在下連接板(I)的兩端，優選每端為兩個，待連接的翼板(31)對應位置也相應開有孔(33)，以用于分別通過連接件實現兩者的連接。9.根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于F型鋼軌的工字型連接接頭，其中，翼板(31)上的所述連接槽(32)為從翼板(31)端部朝里沿伸一定長度的長槽通孔，其中槽孔在朝里的端部沿軌道橫向上的兩側延伸部分不貫通翼板上下表面，其余部分貫通翼板上下表面，使得兩翼板(31)上的連接槽(32)以及兩翼板間的縫隙形成所述用于容納所述限位凸臺(11)的工字型孔隙。10.—種用于中低速磁浮系統的軌道，其中，所述軌道的各軌排之間通過權利要求1-9中任一項所述的工字形連接接頭進行連接。
【文檔編號】E01B25/30GK205557202SQ201620195779
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月14日
【發明人】全順喜, 孫立, 郭志勇, 靖仕元, 李偉強, 婁會彬, 王森榮, 李秋義
【申請人】中鐵第四勘察設計院集團有限公司