專利名稱：縱向軌枕和減振軌道系統的制作方法
技術領域：
本實用新型通常涉及鐵路領域。更具體地，本實用新型涉及一種縱向軌枕。另外， 本實用新型還涉及一種包括該縱向軌枕的減振軌道系統。
背景技術：
鐵路軌道一般包括道床(有碴道床或無碴道床)、軌枕和鋼軌。道床形成于路基或 橋梁上，軌枕鋪設在道床上，鋼軌則安裝在軌枕上。軌枕的材料最早的是木材，所以也稱之為枕木。木材的彈性和絕緣性較好，受周圍 介質的溫度變化影響小，重量輕，加工和更換簡便，并且有足夠的位移阻力。經過防腐處理 的木枕，使用壽命也大大延長，在15年左右。所以，世界上90%的鐵路都使用木枕。據統 計，在木枕使用高峰期，全世界大約鋪設了 30多億根，且大多數是松木。隨著森林資源的減少和人們環保意識的增強，當然也因為科學技術的發展，上世 紀初，有些國家開始生產鋼枕和鋼筋混凝土軌枕，以代替枕木。然而，因為鋼枕的金屬消耗 量過大，造價不菲，體積也笨重，沒有推廣開來，只有德國等少數國家還在使用。而許多國家 從上世紀50年代起，開始普遍生產鋼筋混凝土軌枕。鋼筋混凝土軌枕使用壽命長，穩定性 高，養護工作量小，損傷率和報廢率比木枕要低得多。在無縫線路(用焊接長軌條鋪設的軌 道，因為長軌條沒有軌縫而得名)上，鋼筋混凝土軌枕比木枕的穩定性平均提高15 20%， 因此，尤其適用于高速客運線，如日本的新干線、中國的高速客運專線、俄羅斯的高速干線寸。但無論是何種材料的軌枕，目前大多數鐵路采用的還是橫向軌枕，即軌枕是沿著 鐵路或鋼軌的橫向方向鋪設。這種橫向軌枕存在諸多缺點與不足。橫向軌枕是離散地鋪設在道床上，因此不利于對來自鋼軌的載荷的分布。當列車 通過時，受到沖擊輪重的影響，軌枕所受的沖擊載荷很大，容易對下面的道床產生破壞，例 如導致道碴粉碎、外移等，從而長時間使用后會導致鋼軌變形，使行駛的列車發生振動和擺 動，嚴重影響列車的運行穩定性和乘坐舒適性。反過來，由于列車振動和擺動，又會加速鐵 路狀況的惡化。鐵路的養護工作是費時費力的。若鐵路軌道發生變形(主要是指鋼軌變形)，或者 混凝土軌枕發生開裂等，則需要耗費大量的人力物力對軌道的變形部位進行校正，或者對 混凝土軌枕的開裂部位進行修復。另外，還需要經常對粉碎或者外移的道碴進行養護。最近，為了克服傳統的橫向軌枕所存在的諸多缺陷和不足，已經提出了一種縱向 軌枕(在一些文獻中也稱之為“梯形軌枕”或者“梯架式軌枕”)，該縱向軌枕包括沿鐵路軌 道的縱向鋪設的兩條并行的預應力混凝土縱向梁，以及連接在兩條縱向梁之間的鋼管。作為一種例子，CN1135279C公開了一種典型的縱向軌枕(或梯形軌枕)，其包括一 對由預應力混凝土制成的縱向梁，兩條鋼軌分別縱向設置在這一對縱向梁上；作為連接件 的多個鋼管，這些鋼管沿鋼軌的縱向以一定間隔設置，用于連接所述一對縱向梁并保持軌 距。在縱向梁內具有預拉伸鋼筋，以加強預應力混凝土縱向梁的強度，防止其開裂。鋼管的兩端分別預埋在一對縱向梁內，并且與縱向梁內的鋼筋交叉。在預應力混凝土縱向梁內預 埋有多個緊固件(通常為套管)，以便鋼軌能夠通過扣件和緊固件之間的相互連接而安裝 到軌枕上。為了防止鋼管在預應力混凝土縱向梁之間轉動或者竄動，在連接件(即鋼管) 的兩端設有徑向伸出并將連接件的扭力傳給混凝土的肋條。這些肋條在上下表面上還設有 小肋條以將橫向力從連接件傳到混凝土。在上述類型的縱向軌枕中，由于縱向梁沿鋼軌縱向連續布置，所以顯著改善了列 車載荷的分布，可以有效防止軌道變形，大大節省鐵路的養護成本。另外，CN1167183A也涉及一種縱向軌枕，其主要是對鋼管與縱向梁相連的連接端 進行了改進，將其制成扁平狀，從而能夠通過簡單的結構(即無需設置肋條等)來實現鋼管 的防轉和防拉拔。此外，還可以在鋼管內部填充混凝土以提高其彎曲強度。顯然，與傳統的橫向軌枕相比，上述的縱向軌枕具有諸多優點。但是，現有的縱向 軌枕仍然存在一些不足之處。例如，通過鋼管來連接一對縱向梁，可能會存在干擾列車電信 號的問題。另外，鋼管長期暴露于外部環境下會存在表面保護漆脫落及被腐蝕的問題，為了 防止保護漆脫落，在運輸和施工過程中需要增加一些防護措施，從而會增加運輸和施工難 度，同時還會增加維護管理工作量及成本。因此，需要對現有的縱向軌枕進行改進。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種改進的縱向軌枕，其至少可以解決現有的縱向軌枕 中作為連接件的鋼管會干擾電信號，并且長期暴露于外部環境下會被腐蝕的問題。本實用新型的另一個目的是提供一種包括上述縱向軌枕的減振軌道系統。為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供一種縱向軌枕，該縱向軌枕 包括分別沿鋼軌的縱向設置在鋼軌下面的一對預應力混凝土縱向梁，該縱向軌枕還包括混 凝土連接板，所述混凝土連接板橫向地連接在所述一對預應力混凝土縱向梁之間。在本實用新型中，由于在預應力混凝土縱向梁之間采用混凝土連接板代替了現有 的鋼管作為連接件，因此徹底解決了鋼管會干擾電信號以及長期暴露于外部環境下會被腐 蝕的問題。根據一種優選的實施方式，所述一對預應力混凝土縱向梁和所述混凝土連接板 可以一體澆注而成，例如在工廠內進行一體澆注，因此加工制造方便、生產效率高、且有利 于施工。例如，對于現有的鋼管式連接件來說，在制造縱向軌枕時，必須要考慮鋼管與預應 力混凝土縱向梁之間的連接問題，同時還要考慮鋼管在預應力混凝土縱向梁之間的防轉和 防竄動問題。在此優選實施方式中，由于預應力混凝土縱向梁和混凝土連接板一起澆注而 成，因此不再需要考慮與二者之間的連接有關的諸多問題，制得的縱向軌枕結構簡單、加工 方便、有效降低了制造成本。根據一種優選的實施方式，可以沿著預應力混凝土縱向梁的長度方向間隔布置多 個混凝土連接板。例如，對于長度為6米的縱向軌枕來說，可以在一對預應力混凝土縱向梁 之間間隔布置3個混凝土連接板，從而提高縱向軌枕的結構穩定性和使用可靠性。根據需 要，也可以在預應力混凝土縱向梁之間布置1個或2個混凝土連接板，或者布置多于3個混 凝土連接板，本實用新型對此不作限制。根據一種優選的實施方式，縱向軌枕整體上可以沿其長度方向的中心線對稱布置，從而保證其受力均衡，提高其結構穩定性和使用可靠性。根據一種優選的實施方式，預應力混凝土縱向梁內可以設置有從其上表面向下延 伸的預埋套管，以及從所述預埋套管的底部繼續向下延伸到所述預應力混凝土縱向梁外部 的通孔。在現有的縱向軌枕中，例如CN1135279C所公開的縱向軌枕中，預埋套管設置在預 應力混凝土縱向梁內，利用預埋套管來固定扣件，可以將鋼軌安裝到縱向梁上，以形成軌 道。然而，由于預埋套管的材料和縱向梁的混凝土材料的熱膨脹系數的差異，因此在溫度較 高或較低的地區使用時，溫度應力影響較大，將導致預應力混凝土縱向梁發生開裂受損，該 問題在溫差大的地區尤其突出。例如，就北京地區來說，軌道最高溫度可達62°C度，最低溫 度可達零下22°C度。在這種較大溫差地區，會給縱向軌枕帶來隱患，從而增加軌道的維修 成本。此外，在長期使用過程中，外部的雜質、積水等將聚集在預埋套管內，由于這些雜質和 積水等占用了套管內適應材料特性所要求的熱伸縮應力的釋放空間，因此會加大預應力混 凝土縱向梁的應力而導致軌枕開裂。在本實用新型的優選實施方式中，通過在預應力混凝土縱向梁內設置通孔，使預 埋套管底部與縱向梁的外部相通以釋放應力，因此可以避免發生上述開裂受損現象。另外， 預埋套管內的雜質和積水等可以從該通孔流出到預應力混凝土縱向梁的外部，因此可以避 免在預應力混凝土縱向梁內積聚雜質和積水，有效避免預應力混凝土縱向梁發生開裂現象。本實用新型對通孔的形式、數量等不作限制，只要能符合本實用新型的目的即可， 即能夠釋放預應力混凝土縱向梁內的應力，將預埋套管內的雜質和積水等引出到預應力混 凝土縱向梁的外部。作為一種例子，所述通孔可以從預埋套管垂直向下延伸到預應力混凝 土縱向梁的下表面，因此通過預埋套管進入到預應力混凝土縱向梁內的雜質和積水可以通 過自身的重力作用而很容易通過該通孔排出。作為另一種例子，所述通孔可以從預埋套管 下部傾斜向下延伸到預應力混凝土縱向梁的側表面，從而可以將預埋套管內的雜質引出到 預應力混凝土縱向梁的側面，例如一對預應力混凝土縱向梁之間，或者縱向軌枕的外側。根據一種優選的實施方式，所述通孔的直徑可以是向外逐漸擴大，這有利于預應 力混凝土縱向梁的制造，即在軌枕灌注工藝中，形成所述通孔的型芯容易從通孔中拔出。根據一種優選的實施方式，為了順利排出預埋套管內的雜質和積水，延伸到預應 力混凝土縱向梁外部的所述通孔的出口不受任何阻擋。例如，在通孔的出口位于縱向梁下 表面的情況下，該出口的位置可以與道床或者支座間隔開一定的距離，由于縱向軌枕是一 種浮置式軌枕，可以很容易實現這一點。例如，可以通過在開口位置的兩側設置減振材料 墊或者減振裝置來實現；或者在減振材料墊上對應處開小孔而基本上不會影響減振材料墊 的性能。在通孔的出口位于縱向梁內側表面的情況下，通常無需做特殊處理，因為該內側表 面通常都是直接暴露于外部環境中。在通孔的出口位于縱向梁外側表面的情況下，一般也 無需做特殊處理，因為該外側表面通常也是直接暴露于外部環境中；如果在縱向梁的外側 還設置有混凝土支座或者鑄鐵支座等結構，則通過使出口位置與該支座間隔開一定距離即 可。在軌枕生產中拆模時，預應力混凝土縱向梁和混凝土連接板間(尤其是二者之間 的連接拐角處)容易產生應力集中，從而導致出現裂紋。另外，在有碴道床軌道系統中，使用時在預應力混凝土縱向梁及混凝土連接板內由于道碴摩擦及道碴不均勻支撐會產生應 力，這也會使縱向梁與連接板的連接處出現裂紋。根據一種優選的實施方式，為了滿足高速 行駛用無碴道床軌道系統對軌枕的要求，在混凝土連接板的兩側與預應力混凝土縱向梁之 間的連接拐角處可以形成為圓角，即采用圓角過渡，從而可以避免在該連接拐角處由于發 生應力集中而發生裂紋現象。此外，根據一種優選的實施方式，可以在混凝土連接板內沿其中心線的兩側對稱 布置至少一對加強鋼筋，其兩端分別延伸至所述預應力混凝土縱向梁內且相對于所述中心 線向外彎曲，并延伸一定的長度。在此實施方式中，通過使加強鋼筋的兩端向外彎曲，可以 提高加強鋼筋的抗拉拔能力。另外，在預應力混凝土縱向梁內可以布置連接鋼筋，用于連接 一對加強鋼筋，從而可以進一步提高加強鋼筋的抗拉拔能力。根據一種優選的實施方式，在一對預應力混凝土縱向梁上與所述混凝土連接板的 連接處附近(如連接拐角處)可以在生產過程中預先形成應力釋放裂紋來引導和釋放應 力，從而可以防止不可修補及不便修補的裂紋出現，控制裂紋的發生。根據一種優選的實施方式，所述應力釋放裂紋可以形成于所述預應力混凝土縱向 梁的上表面和/或下表面上，但不會開裂至使縱向軌枕受損的程度，即基本上不會影響預 應力混凝土縱向梁的質量，不會對縱向梁上的鋼軌產生不利影響。所述應力釋放裂紋優選 形成于預應力混凝土縱向梁的下表面上，因為其不會直接與鋼軌接觸。在本實用新型中，可以通過多種方式來形成上述應力釋放裂紋。根據一種優選的 實施方式，可以在所述混凝土連接板內布置多個結構鋼筋。例如，可以在混凝土連接板內布 置至少一對結構鋼筋，使之沿混凝土連接板的中心線的兩側對稱布置。結構鋼筋的兩端可 以分別延伸至混凝土連接板與混凝土縱向梁的交界處附近，從而在該兩端附近的區域形成 應力。由于混凝土連接板和混凝土縱向梁的連接拐角處也通常存在應力，因此可以形成從 所述混凝土連接板和混凝土縱向梁的連接拐角處朝向連接板中心線的方向向內以傾斜方 向延伸的所述應力釋放裂紋。根據一種優選的實施方式，在混凝土連接板內沿其中心線的 兩側可以對稱布置有至少一對后張拉鋼筋，其兩端分別延伸至一對預應力混凝土縱向梁的 外側面。在混凝土連接板及其兩端的預應力混凝土縱向梁內，設置的后張拉鋼筋是為了避 免預應力混凝土縱向梁上形成的應力釋放裂紋繼續開裂，即通過后張的應力控制所述應力 釋放裂紋，使之保持在閉合狀態。具體而言，在縱向軌枕拆模后，對后張拉鋼筋進行張拉作 業，可以將應力釋放裂紋保持在閉合狀態而不會繼續開裂。通過這種實施方式，一方面可以 有效控制開裂部位，避開在不利部位發生開裂，可以將制造過程中產生的應力釋放出去，另 一方面也可以將使用過程中由于摩擦、不均勻支撐等產生的應力及時釋放，同時通過后張 拉鋼筋的作用還可以恢復至未開裂狀態，從而可以有效避免預應力混凝土縱向梁的開裂現 象，延長軌道的使用壽命和提高行車安全。為了有效避免應力釋放裂紋繼續開裂，將其始終保持在閉合狀態，后張拉鋼筋優 選位于結構鋼筋的內側。為了防止在混凝土連接板和預應力混凝土縱向梁的連接拐角處由于應力集中而 發生開裂現象，還可以在該連接拐角處的內側沿混凝土連接板的中心線的兩側對稱布置至 少一對防開裂輔助鋼筋，其相對于中心線傾斜布置。作為一種實施方式，該至少一對防開裂 輔助鋼筋與中心線之間的夾角可以為30度至60度。[0033]根據本實用新型的另一個方面，本實用新型還提供一種減振軌道系統，該減振軌 道系統包括本實用新型的縱向軌枕，因此至少具有由本實用新型的縱向軌枕所帶來的諸多 優點。根據一種實施方式，本實用新型的減振軌道系統，包括根據上述任意一種縱向軌 枕，以及分別沿長度方向安裝在所述縱向軌枕中的預應力混凝土縱向梁上的鋼軌。這里所 說的長度方向是指減振軌道系統的長度方向，同時也是預應力混凝土縱向梁和鋼軌的長度 方向，因為本實用新型的軌枕屬于“縱向軌枕”。通常，可以通過扣件和所述預應力混凝土縱 向梁內的預埋套管的接合，將所述鋼軌安裝到所述預應力混凝土縱向梁上。根據一種實施方式，本實用新型的減振軌道系統可以包括支座，所述預應力混凝 土縱向梁安裝在支座上，所述支座例如可以是L形的混凝土支座，鑄鐵支座等等。作為一種 優選的實施方式，所述支座可以形成為具有底部和側部的L形，即L形支座。所述預應力混 凝土縱向梁坐落在所述支座的底部上，且軌枕側面抵靠所述支座的側部。通過該L形混凝 土支座，不僅可以支撐預應力混凝土縱向梁，而且可以起到縱向軌枕或減振軌道系統的限 位防爬作用。根據一種優選的實施方式，可以在所述預應力混凝土縱向梁與所述支座的底部之 間布置減振材料墊或者減振裝置，在所述預應力混凝土縱向梁與所述支座的側部之間布置 有緩沖材料墊，以獲得減振和緩沖效果，減輕軌道系統傳遞給構造物的振動，同時發揮縱 向軌枕對沖擊荷載的分散作用，提高列車的乘坐舒適性且延長軌道的使用壽命。所述減振 材料墊和所述緩沖材料墊可以由多種彈性材料制得，例如橡膠、彈簧、塑料等。減振裝置可 以采用現有技術中各種各樣合適的減振裝置。根據一種優選的實施方式，所述預應力混凝土縱向梁的內側間隔設置有支墩，該 支墩抵靠所述混凝土連接板。通過所述支墩，可以實現縱向軌枕的縱向限位(即防爬)作 用。該支墩與預應力混凝土縱向梁間留有空隙，也可以用緩沖材料墊隔開，以防止預應力混 凝土縱向梁上的振動傳遞給支墩。此外，通過將支墩設置于預應力混凝土縱向梁的內側，使 得減振軌道系統可以方便地在外側空間受限區域進行鋪設，例如隧道、橋梁等處。在此，支 墩可以現場澆注形成。在所述混凝土連接板與所述支墩之間同樣可以布置有緩沖材料墊， 該緩沖材料墊可以由彈性材料制成。通過上文所述，本實用新型的縱向軌枕和減振軌道系統主要包括但不限于下面的 這些優點1、由于采用混凝土連接板作為一對預應力混凝土縱向梁之間的連接件，因此徹底 解決了現有技術中采用鋼管作為連接件的問題，例如鋼管是否干擾列車電信號、鋼管長期 暴露于外部環境中會被腐蝕，增加維修成本等問題；2、由于混凝土連接板可以和預應力混凝土縱向梁一起澆注而成，所以具有結構簡 單、加工方便、生產效率高等優點；3、由于在預應力混凝土縱向梁內設置有從預埋套管的底部向下延伸到預應力混 凝土縱向梁外部的通孔，因此可以釋放預埋套管與混凝土線膨脹不同而帶來的發生在預應 力混凝土縱向梁內的應力，同時也防止在預應力混凝土縱向梁內聚集雜質和積水，避免縱 向梁發生開裂而受損；4、通過在預應力混凝土縱向梁和支座的底部和側部之間布置減振材料墊和緩沖材料墊，可以實現本實用新型的減振軌道系統具有減振功能，提高列車的行駛穩定性和乘 坐舒適性，同時減少由于列車沖擊能量而導致對軌枕和道床等的破壞；5、通過在預應力混凝土縱向梁上預設應力釋放裂紋，可以解決混凝土縱向梁的應 力釋放問題。通過增加后張拉鋼筋，可以將應力釋放裂紋保持在閉合狀態，可以消除應力釋 放裂紋帶來的不利影響，同時防止后期使用過程中產生裂紋，從而可以有效延長縱向軌枕 和減振軌道系統的使用壽命，降低維修成本；6、通過在混凝土連接板和預應力混凝土縱向梁之間的連接拐角處形成圓角，可以 避免在此處產生應力集中而開裂。通過在混凝土連接板內設置加強鋼筋且使之兩端向外彎 曲，不僅可以提高混凝土連接板的強度和剛度，增加抗拉拔能力，而且可以避免在預應力混 凝土縱向梁內產生應力集中；7、通過在預應力混凝土縱向梁的內側間隔設置支墩，可以提供縱向軌枕的縱向限 位即防爬功能，并且有利于縱向軌枕在外側空間受限區域的鋪設。需要特別強調的是，在本實用新型的不同實施方式中，上述各個特征可以單獨使 用，也可以通過任意可行的組合方式進行使用(只要這種組合是可能的或者是不矛盾的)， 由此所得到的所有的實施方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。為了避免贅述，本實 用新型不再對各種可能的組合方式進行詳細說明。
圖1是根據本實用新型一種實施方式的縱向軌枕的示意性立體圖。圖2是根據該實施方式的縱向軌枕的俯視圖。圖3是根據該實施方式的縱向軌枕的側視圖。圖4是圖2中的A-A截面圖。圖5是圖2中的B-B截面圖。圖6至圖9是根據本實用新型的其他實施方式的縱向軌枕的平面示意圖。圖10是根據本實用新型一種實施方式的減振軌道系統的平面示意圖。圖11是圖10中減振軌道系統的側面示意圖。
具體實施方式
下面將參照附圖對本實用新型的實施方式進行詳細說明。首先，將參照圖1至圖9來描述根據本實用新型各種實施方式的縱向軌枕。如圖1和圖2所示，根據本實用新型一種實施方式的縱向軌枕包括分別沿鋼軌的 縱向設置在鋼軌下面的一對預應力混凝土縱向梁1，該縱向軌枕還包括混凝土連接板2，所 述混凝土連接板2橫向地連接在所述一對預應力混凝土縱向梁1之間。圖2中的附圖標記 6表示吊裝孔，用于通過起重機械等來升降縱向軌枕以進行安裝鋪設、養護維修及施工輔助 用支架安裝等。一對預應力混凝土縱向梁1可以鋪設在有碴道床或者無碴道床上，其上可以安裝 鋼軌。混凝土連接板2連接在一對預應力混凝土縱向梁1之間，用于保持縱向軌枕的穩定 結構，以及保持一對縱向梁1之間的軌距。預應力混凝土縱向梁1的高度和厚度與混凝土連接板2的高度和厚度大致相同。混凝土連接板2的寬度可以根據荷載及剛度要求進行設計，通常為單個縱向梁1的寬度的 2/5 3/5，但本實用新型不限于此。如圖1所示，在一對預應力混凝土縱向梁1之間布置有3個混凝土連接板2。根據 具體需要，混凝土連接板2的數量可以是1個、2個或者多于2個，本實用新型對此不作限 制。為了保證縱向軌枕結構穩定和受力均衡，縱向軌枕優選地整體上沿其長度方向的中心 線對稱布置。在本實用新型中，由于在預應力混凝土縱向梁1之間采用混凝土連接板2代替了 現有的鋼管作為連接件，因此徹底解決了鋼管會干擾電信號以及長期暴露于外部環境下會 被腐蝕的問題。所述一對預應力混凝土縱向梁1和所述混凝土連接板2可以一體澆注而成， 例如在工廠內進行一體澆注，因此加工制造方便、生產效率高、且有利于施工。對于現有的 鋼管式連接件來說，在制造縱向軌枕時，必須要考慮鋼管與預應力混凝土縱向梁之間的連 接問題。在此實施方式中，由于預應力混凝土縱向梁1和混凝土連接板2 —起澆注而成，因 此不再需要考慮與二者之間的連接有關的諸多問題，制得的縱向軌枕結構簡單、加工方便、 有效降低了制造成本。預應力混凝土縱向梁1和混凝土連接板2內布置有多根預拉伸鋼筋，以提高制得 的縱向軌枕的強度和剛度。對于預應力混凝土縱向梁1而言，其基本上可以采用與現有的 “梯形軌枕”或者“縱向軌枕”中的縱向梁類似的結構，其中可以布置有多根預拉伸鋼筋。對 于本實用新型的混凝土連接板2來說，其中也可以布置多個預拉伸鋼筋，以增強混凝土連 接板2的強度和剛度，這將在后面進行詳細說明。在縱向軌枕中，通常在預應力混凝土縱向梁內設置有預埋套管，以便通過扣件連 接到預埋套管，可以將鋼軌安裝到縱向軌枕上，以完成軌道的鋪設。埋入到預應力混凝土縱 向梁內的預埋套管與混凝土二者材料特性差別較大時，線膨脹系數將具有較大差異。在傳 統的縱向軌枕中，當固定扣件的錨固螺栓下部與預埋套管內下部的相對空間較小時(例如 有積水時)，由于熱脹冷縮的程度不同，兩者間會產生較大應力，會破壞預埋套管的底部并 將力傳遞到預應力混凝土縱向梁內。當較大的應力傳遞到縱向軌枕時，如果該應力不能及 時得到釋放，則會導致縱向梁發生開裂而受損，對縱向軌枕具有潛在的破壞性。因此，尤其 是在溫差較大的地區，特別是在施工過程中，或者在后期的使用過程中，外部雜質、雨水等 容易進入到預埋套管內，在溫差影響下，這些物質會導致在預應力混凝土縱向梁內產生應 力，使縱向梁開裂受損。為了解決該技術問題，根據本實用新型的一種實施方式，如圖5清楚地顯示，在預 埋套管5的下端開設有一個開口，與縱向梁上的通孔7相通，該通孔7將預埋套管5下部的 開口連通到預應力混凝土縱向梁1的下面。在其他實施方式中，該通孔7也可以通到預應 力混凝土縱向梁1的側面。在此實施方式中，通過在預應力混凝土縱向梁1內設置通孔7， 使帶有下部開口的預埋套管5與外部相通，從而在預應力混凝土縱向梁1內產生的應力可 通過該通孔7得到釋放，避免發生開裂受損現象。另外，帶有下部開口的預埋套管5內的雜 質和積水等可以從該通孔7流出到預應力混凝土縱向梁1的外部，因此可以避免在預應力 混凝土縱向梁1內積聚雜質和積水，有效避免預應力混凝土縱向梁1在溫度影響下，特別是 低溫影響下發生開裂現象。從圖5中還可以清楚地看出，所述通孔7的直徑可以是向外逐漸擴大的，這有利于預應力混凝土縱向梁1的制造，即在制造過程中，用于形成所述通孔7的型芯容易從通孔7 中拔出。換言之，所述通孔7具有一個拔模斜度，以利于其制造。另外，為了順利排出預埋 套管5內的雜質和積水，延伸到預應力混凝土縱向梁1外部的所述通孔7的出口最好是不 受任何阻擋。如圖1和圖2所示在預應力混凝土構件生產過程中，在混凝土連接板2和預應力 混凝土縱向梁1的連接拐角處容易產生應力集中。此外，在這種縱向軌枕的減振軌道系統 使用一段時間之后，特別是對于有碴道床，由于受到摩擦、不均勻支撐等產生的應力的影 響，預應力混凝土縱向梁1內的應力將會不斷積累和增加，最終會導致縱向梁1在某處發生 開裂、破損，嚴重影響減振軌道系統的使用安全和使用壽命，增加其維修養護成本。圖6是根據本實用新型另一種實施方式的縱向軌枕的俯視圖。尤其是在無碴道床 使用時，為了解決上述應力集中而導致縱向梁開裂受損的問題，如圖6所示，根據本實用新 型的一種實施方式，可以在混凝土連接板2和預應力混凝土縱向梁1之間的連接拐角處形 成圓角9。此外，還可以在連接板的配筋上做相應調整，如增加防開裂輔助鋼筋15，從而解 決由于連接拐角處的應力集中而導致的開裂問題。圖7是根據本實用新型的一種實施方式的縱向軌枕的平面示意圖。如圖7所示， 可以在混凝土連接板2內沿其中心線X的兩側布置至少一對加強鋼筋14，該加強鋼筋14 的兩端分別延伸至所述預應力混凝土縱向梁1內，且相對于所述中心線X向外彎曲(即一 對加強鋼筋14的兩端沿著縱向梁的長度方向相向彎曲)。在此實施方式中，通過將加強鋼 筋14的兩端向外彎曲，可以避免在末端處產生應力；另外，可以提高加強鋼筋14的抗拉拔 強度，繼而可以提高混凝土連接板2的強度和剛度。另外，加強鋼筋14的兩端向外彎曲之 后，還可以再次朝向彼此彎曲，或者在朝向彼此彎曲之后再次向回彎曲，這可以根據具體情 況進行設計，本實用新型對此不作限制。另外，作為一個例子，對于加強鋼筋14，可以選用直 徑為51cm的螺旋形帶肋鋼筋。選用直徑相對較粗的鋼筋，可以有效提高混凝土連接板2的 強度和剛度，同時又可減小混凝土連接板的尺寸。鋼筋外表面形成有螺旋形肋，可以提高鋼 筋的防拉拔能力，使加強鋼筋14和混凝土連接板2以及預應力混凝土縱向梁1更牢固地結 合在一起。通過這種實施方式得到的縱向軌枕，由于有效解決了混凝土構件上的應力集中 問題，并解決了使用混凝土連接板代替鋼管而一直不好解決的作為連接件應該具備的符合 縱向軌枕受力要求的合理的強度和剛度問題。因此這種縱向軌枕能夠滿足無碴道床高速鐵 路使用，例如車速達到300km/h以上，甚至更高車速。圖8是根據本實用新型的另一種實施方式的縱向軌枕的平面示意圖。如圖8所示， 該實施方式與圖7中的實施方式相比，區別在于在預應力混凝土縱向梁1內增加了連接鋼 筋13。具體而言，在每個混凝土連接板2的兩端外側，在預應力混凝土縱向梁1內，連接鋼 筋13與從同一個混凝土連接板2內延伸出來的至少一對(例如兩根)加強鋼筋14連接， 優選為焊接，由此可以進一步提高加強鋼筋14的抗拉拔強度。圖9是根據本實用新型的一種實施方式的縱向軌枕的平面示意圖。如上所述，在 預應力混凝土構件生產過程中，預應力混凝土縱向梁1和混凝土連接板2的連接拐角處容 易出現應力集中，導致縱向梁1開裂受損。另外，在軌道經過長期使用之后，特別是在有碴 道床上使用時，會在預應力混凝土縱向梁1上產生摩擦應力，以及不均勻支撐產生的不均 勻受力。如果產生的應力不做引導式釋放及控制，將會加劇預應力混凝土縱向梁1的開裂受損，嚴重影響軌道的使用壽命和行車安全。在此實施方式中，可以預先在預應力混凝土縱 向梁1上與混凝土連接板2的連接拐角處附近形成應力釋放裂紋11，一方面可以將制造過 程中產生的應力釋放出去，另一方面也可以將使用過程中產生的疲勞應力及時釋放，從而 可以有效避免預應力混凝土縱向梁的開裂現象，延長軌道的使用壽命和提高行車安全。 在本實用新型中，可以通過多種方式來形成上述應力釋放裂紋11。如圖9所示，可 以在混凝土連接板2的中心線X的兩側，在混凝土連接板2內對稱設置至少一對結構鋼筋 16。通常情況下，在一個混凝土連接板2內，可以設置兩對結構鋼筋16，其中一對設置在連 接板2的上部，另一對設置在連接板2的下部。在此實施方式中，在一個混凝土連接板2內 也可以僅設置一對結構鋼筋16，或者設置多于兩對的結構鋼筋16，本實用新型對此不作限 制。每根結構鋼筋16的兩端分別延伸到混凝土連接板2的末端附近，即一對預應力混 凝土縱向梁1的邊緣附近，從而在此處周圍將產生應力集中。同時，由于在混凝土連接板2 與預應力混凝土縱向梁1的連接拐角處同樣存在應力集中，因此可以形成在這兩個位置之 間延伸的應力釋放裂紋11，以釋放預應力混凝土縱向梁1內的應力。為了避免預應力混凝土縱向梁1上形成的應力釋放裂紋11開裂，影響產品的質 量，可以在混凝土連接板和預應力混凝土縱向梁內延伸布置至少一對后張拉鋼筋8。作為一 種優選實施方式，對于每個混凝土連接板來說，在混凝土連接板2的兩側沿其中心線X對稱 布置兩根后張拉鋼筋8，以實現均勻加載。在縱向軌枕澆注后之后，通過螺紋件調整后張拉鋼筋8的拉緊力，使之大于所述 應力釋放裂紋11的應力，從而可以將所述應力釋放裂紋11保持在閉合狀態，即防止應力釋 放裂紋11開裂。后張力鋼筋8的強度一般根據荷載及連接板2的剛度要求決定，通常可采 用直徑為13厘米的預應力鋼筋。后張力鋼筋8的具體結構及其設置方式對于本領域普通 技術人員來說是已知的，本實用新型對此不再贅述。根據一種優選的實施方式，所述應力釋放裂紋11可以形成于所述預應力混凝土 縱向梁1的上表面和/或下表面上，優選是下表面上，因為其不與鋼軌接觸。在混凝土連接板2內設置有結構鋼筋16的情況下，后張拉鋼筋8優選設置在結構 鋼筋16的內側，從而可以有效地防止所述應力釋放裂紋11開裂，將其保持在閉合狀態。在本實用新型的一種實施方式中，如圖7至圖9所示，可以在混凝土連接板2和預 應力混凝土縱向梁1的連接拐角處的內側，沿所述混凝土連接板2的中心線X的兩側對稱 布置至少一對防開裂輔助鋼筋15，其相對于中心線X傾斜布置，由此可以防止在連接拐角 處發生開裂現象。防開裂輔助鋼筋15與中心線X之間的夾角可以在30度至60度，但本實用新型對 此不作限制。上面對本實用新型的縱向軌枕的多種實施方式進行了詳細說明，但本實用新型不 限于此。此外，需要重點指出的是，本實用新型上述的各種實施方式可以采用各種可行的 方式進行組合使用，所有這些可行的組合方式都應當被認為是本實用新型公開內容的一部 分，同樣落入到本實用新型的范圍之內。根據本實用新型的另一個方面，本實用新型還提供一種減振軌道系統，其采用了 本實用新型的縱向軌枕。下面將參照圖10和圖11對本實用新型的減振軌道系統的典型實施方式進行詳細說明。圖10是根據本實用新型一種實施方式的減振軌道系統的平面示意圖。圖11是圖 10中減振軌道系統的側面示意圖。如圖10和圖11所示，本實用新型的減振軌道系統包括縱向軌枕，以及分別沿縱向 軌枕的長度方向安裝在所述縱向軌枕中的一對預應力混凝土縱向梁1上的鋼軌20。這里所 說的長度方向是指減振軌道系統的長度方向，同時也是預應力混凝土縱向梁和鋼軌的長度 方向，因為本實用新型的軌枕屬于“縱向軌枕”。通常，可以通過扣件21和所述預應力混凝 土縱向梁1內的預埋套管5的接合，將所述鋼軌20通過扣件21安裝到所述預應力混凝土 縱向梁1上。根據一種實施方式，本實用新型的減振軌道系統可以包括具有底部31和側部 32的L形混凝土支座30，即支座30的底部31和側部32整體上形成為L形。所述預應力 混凝土縱向梁1坐落在所述支座30的底部31上，且外側抵靠所述支座30的側部32。通過 該L形混凝土支座30，不僅可以支撐預應力混凝土縱向梁1，而且可以起到縱向軌枕或減振 軌道系統的橫向限位作用。需要指出的是，L形混凝土支座30僅僅是本實用新型縱向軌枕 所應用的使用實施方式，本實用新型并不限于此，例如還可以使用鑄鐵支座等。根據一種實施方式，可以在所述預應力混凝土縱向梁1與所述支座30的底部之間 布置減振材料墊3，在所述預應力混凝土縱向梁1與所述支座的側部32之間布置有緩沖材 料墊4，以獲得減振和緩沖效果，減輕軌道振動對構造物受到的沖擊力，減少了構造物的振 動，延長構造物的使用壽命。同時根據作用力與反作用力的原理，同樣可以減少對減振軌道 系統的沖擊力。對減振軌道系統而言，減振材料墊和緩沖材料墊可以減輕其受力情況。此 外，由于采用了對輪軌受力能夠進行縱向分散的縱向軌枕，因此減振軌道系統整體上受沖 擊力的影響較小。所述減振材料墊3和所述緩沖材料墊4可以由多種彈性材料制得，例如 橡膠、塑料、彈簧等。另外，在本實用新型中，還可以使用其他的減振裝置來代替上述的減振 材料和/或緩沖材料。減振裝置通常包括至少兩塊板件以及位于板件之間的彈簧，其結構 對于本領域技術人員而言是已知的，本實用新型不再贅述。根據一種實施方式，所述預應力混凝土縱向梁1的內側可以間隔設置有支墩12， 該支墩12抵靠所述混凝土連接板2。具體而言，該支墩12獨立形成于預應力混凝土縱向 梁1的內側且與預應力混凝土縱向梁1間隔開(可以采用緩沖墊4填充該間隔空間，或者 直接預留該間隔空間)，以避免預應力混凝土縱向梁1上的振動直接傳遞給支墩12。另外， 該支墩12抵靠所述混凝土連接板2，以實現縱向軌枕在列車行進中的防爬功能。此外，通過 將支墩12形成于預應力混凝土縱向梁1的內側，使得減振軌道系統可以方便地在外側空間 受限區域進行鋪設，例如隧道、橋梁等處。通常，支墩12可以現場澆注形成，支墩12與地面 之間的固定例如可以通過預留鋼筋或后植鋼筋實現。優選地，在所述混凝土連接板與所述 支墩之間同樣可以布置有緩沖材料墊，該緩沖材料墊優選由彈性材料制成。上文中通過多種實施方式對本實用新型的減振軌道系統進行了詳細說明，該減振 軌道系統原則上可以采用本實用新型的各種各樣的縱向軌枕。需要強調的是，已經參照附圖和多種實施方式對本實用新型的縱向軌枕和減振軌 道系統進行了詳細說明，但是本實用新型并不限于這些具體的實施方式，并且這些實施方 式可以通過各種各樣的可行的組合方式予以采用，本實用新型對此不作任何限制。例如，如 圖10所示的支墩12，其可以應用于本實用新型的各種縱向軌枕中，如圖1所示的縱向軌枕，或者圖6至圖9中所示的任意一種縱向軌枕。所有這些可行的組合方式都應當理解為屬 于本實用新型公開的一部分，同樣落入到本實用新型的范圍之內。
權利要求一種縱向軌枕，該縱向軌枕包括分別沿鋼軌的縱向設置在鋼軌下面的一對預應力混凝土縱向梁(1)，其特征在于，該縱向軌枕還包括混凝土連接板(2)，所述混凝土連接板(2)橫向地連接在所述一對預應力混凝土縱向梁(1)之間。
2.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，所述一對預應力混凝土縱向梁(1)和 所述混凝土連接板(2) —體澆注而成。
3.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，沿所述預應力混凝土縱向梁(1)的長 度方向間隔布置有多個所述混凝土連接板(2)。
4.根據權利要求3所述的縱向軌枕，其特征在于，所述縱向軌枕整體上沿其長度方向 的中心線對稱布置。
5.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，所述預應力混凝土縱向梁(1)內設置 有從其上表面向下延伸的預埋套管(5)，以及從所述預埋套管(5)的底部繼續向下延伸到 所述預應力混凝土縱向梁(1)外部的通孔(7)。
6.根據權利要求5所述的縱向軌枕，其特征在于，所述通孔(7)從所述預埋套管(5)的 底部垂直向下延伸到所述預應力混凝土縱向梁(1)的下表面。
7.根據權利要求5所述的縱向軌枕，其特征在于，所述通孔(7)從所述預埋套管(5)的 底部傾斜向下延伸到所述預應力混凝土縱向梁(1)的側表面。
8.根據權利要求5-7中任意一項所述的縱向軌枕，其特征在于，所述通孔(7)的直徑向 外逐漸擴大。
9.根據權利要求5所述的縱向軌枕，其特征在于，延伸到所述預應力混凝土縱向梁(1) 外部的所述通孔(7)的出口不受阻擋。
10.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，所述混凝土連接板(2)的兩側與所 述預應力混凝土縱向梁(1)之間的連接拐角處形成為圓角(9)。
11.根據權利要求10所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述混凝土連接板(2)內沿其中 心線(X)的兩側對稱布置有至少一對加強鋼筋(14)，所述至少一對加強鋼筋(14)的兩端分 別延伸至所述預應力混凝土縱向梁(1)內且相對于所述中心線(X)向外彎曲。
12.根據權利要求11所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述預應力混凝土縱向梁(1)內 布置有連接鋼筋(13)，該連接鋼筋(13)與所述至少一對加強鋼筋(14)相連。
13.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述一對預應力混凝土縱向梁 (1)上與所述混凝土連接板(2)的連接處附近形成有應力釋放裂紋(11)。
14.根據權利要求13所述的縱向軌枕，其特征在于，所述應力釋放裂紋(11)形成于所 述預應力混凝土縱向梁(1)的上表面和/或下表面上。
15.根據權利要求14所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述混凝土連接板(2)內布置 有至少一對結構鋼筋(16)，所述至少一對結構鋼筋(16)沿所述混凝土連接板(2)的中心線 (X)的兩側對稱布置。
16.根據權利要求15所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述混凝土連接板(2)內沿其中 心線(X)的兩側對稱布置有至少一對后張拉鋼筋(8)，所述至少一對后張拉鋼筋(8)的兩端 分別延伸至所述一對預應力混凝土縱向梁(1)的外側面。
17.根據權利要求16所述的縱向軌枕，其特征在于，所述至少一對后張拉鋼筋(8)位于 所述至少一對結構鋼筋(16)的內側。
18.根據權利要求1所述的縱向軌枕，其特征在于，在所述混凝土連接板(2)和所述預 應力混凝土縱向梁⑴的連接拐角處的內側，沿所述混凝土連接板⑵的中心線⑴的兩 側對稱布置有至少一對防開裂輔助鋼筋(15)，該至少一對防開裂輔助鋼筋(15)相對于所 述中心線(X)傾斜布置。
19.根據權利要求18所述的縱向軌枕，其特征在于，所述至少一對防開裂輔助鋼筋 (15)與所述中心線⑴之間的夾角為30度 60度。
20.一種減振軌道系統，其特征在于，該減振軌道系統包括根據上述權利要求中任意一 項所述的縱向軌枕，以及沿所述縱向軌枕的長度方向安裝在所述縱向軌枕中的所述一對預 應力混凝土縱向梁上的鋼軌(20)。
21.根據權利要求20所述的減振軌道系統，其特征在于，通過扣件和所述預應力混凝 土縱向梁(1)內的預埋套管(5)的接合，將所述鋼軌(20)安裝到所述預應力混凝土縱向梁 (1)上。
22.根據權利要求20所述的減振軌道系統，其特征在于，所述減振軌道系統包括支座(30)，所述預應力混凝土縱向梁(1)安裝在所述支座(30)上。
23.根據權利要求22所述的減振軌道系統，其特征在于，所述支座(30)形成為具有底 部(31)和側部(32)的L形，所述預應力混凝土縱向梁(1)坐落在所述支座(30)的底部(31)上，且外側抵靠所述支座(30)的側部(32)。
24.根據權利要求23所述的減振軌道系統，其特征在于，在所述預應力混凝土縱向梁 (1)與所述支座(30)的底部(31)之間布置有減振材料墊(3)。
25.根據權利要求24所述的減振軌道系統，其特征在于，在所述預應力混凝土縱向梁 (1)與所述支座(30)的側部(32)之間布置有緩沖材料墊(4)。
26.根據權利要求24或25所述的減振軌道系統，其特征在于，所述減振材料墊(3)和 所述緩沖材料墊(4)由彈性材料制成。
27.根據權利要求26所述的減振軌道系統，其特征在于，所述預應力混凝土縱向梁(1) 的內側間隔設置有支墩(12)，該支墩(12)抵靠所述混凝土連接板(2)。
28.根據權利要求27所述的減振軌道系統，其特征在于，在所述混凝土連接板(2)與所 述支墩(12)之間布置有緩沖材料墊(4)。
專利摘要本實用新型提供一種縱向軌枕，該縱向軌枕包括分別沿鋼軌的縱向設置在鋼軌下面的一對預應力混凝土縱向梁，以及橫向地連接該對預應力混凝土縱向梁的混凝土連接板。由于在預應力混凝土縱向梁之間采用混凝土連接板代替了現有的鋼管作為連接件，因此徹底解決了鋼管可能干擾電信號以及長期暴露于外部環境下會被腐蝕的問題。本實用新型還提供一種采用上述縱向軌枕的減振軌道系統。
文檔編號E01B3/38GK201648880SQ201020116820
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者井上寬美, 曾京, 齊琳 申請人:青島年信環保科技有限公司