专利名称：一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种列车脱轨撞击防护装置，属于列车运行安全防护技术领域。
背景技术：
近年来我国高速铁路建设取得飞速发展。但是，脱轨事故一直是铁路发展过程中一个不可忽视的重要问题。由于车速过快、不合理的铁道防护措施、恶劣的气候条件和火车自身的问题等原因造成了各国的火车脱轨事故屡见不鲜，可能导致大量人员伤亡和财产损失。特别是对于高铁车辆，由于运行速度很快，一旦发生脱轨而与周围建筑物发生碰撞，则会导致更加严重的次生灾害。典型的例子是2005年，日本JR福知山线一列由宝冢驶往学研的快速列车，在弯道上不减速，造成前五节车厢突然出轨。列车与一辆车相撞后，冲入一座住宅大厦。人员伤亡惨重，共造成107人死亡，562人受伤。因此，研发高效可靠的脱轨列车撞击防护装置，对于高速铁路的安全运营有着极其重要的现实意义。最容易遭到脱轨列车撞击，也是撞击后果最为严重的一类临近铁路轨道的建筑物就是各类火车站房结构。现代新型列车站房结构一般为大跨高架结构，底层为轨道层，高速列车在此高速穿过(即正线)或到站停车(即到发线)。由于受到各方面因素制约，高铁站房的结构与列车之间的距离非常有限，往往不到lm，这对研发可靠高效的脱轨列车撞击防护装置提出了严峻挑战。与此同时，新型高速列车的造价也很高、且脱轨列车里面也可能有大量的乘客，在避免撞击导致站房结构发生严重破坏的同时，还应当尽量减轻对脱轨列车的损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，在避免列车脱轨撞击导致站房结构发生严重破坏的同时，最大程度上减轻脱轨列车和列车内部人员可能造成的伤害，确保站房结构及内部人员安全。本发明的技术方案如下:一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:该装置包括四道防线:第一防线为护轮轨，第二防线为防护挡墙，第三防线为吸能挡块，第四防线为防护套箍；所述的防护套箍套设在站房立柱外侧；所述的吸能挡块安装在防护套箍上，与轨道位于同一侦牝该吸能挡块由扩散部件和吸能部件两部分组成；所述的防护挡墙位于站房立柱和轨道之间，采用内侧为弧形的混凝土结构；该混凝土结构的内侧与轨道基础连为一体。上述技术方案中，所述的吸能挡块高度为1.5 2.5m,中心位置距轨道水平面高度为1.5 2m ;所述的扩散部件采用钢板或钢折板；吸能部件是由多排内填蜂窝状泡沫铝的薄壁方钢管排列而成。本发明所述的防护套箍是由20 40mm厚的钢板焊接而成，顶部距离轨道水平面2-3m。所述的防护挡墙高度为40 60cm。本发明具有以下优点及突出性效果:该装置可以在较小空间里设置四道防线，第一道防线:护轮轨；第二道防线:防护挡墙；第三道防线:吸能挡块；第四道防线:防护套箍；四道防线构成一个有机的整体，不仅可以最大程度减轻列车可能受到的破坏，而且可以最大程度上减轻列车内部人员可能造成的伤害，且占用空间小，可以很方便的安装在各类新建和既有高铁站房上，具有很好的实用性和可行性。
附图1是多道防线列车脱轨撞击防护装置示意图。图中:1_轨道基础；2_轨枕；3-轨道；4_护轮轨；5_防护挡墙；6_吸能挡块；7-扩散部件；8_吸能部件；9_防撞套箍；10_站房立柱。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的原理、结构和和具体实施作进一步说明:该防护装置共由四道防线组成，第一道防线:护轮轨；第二道防线:防护挡墙;第三道防线:吸能挡块；第四道防线:防护套箍。第一道防线:在靠站房立柱10 —侧的轨道3中间设置传统护轮轨4，对于低速到发站列车(40km/h以下)，如果列车意外脱轨后，其一侧车轮被护轮轨4卡住，另一侧车轮位于轨枕2上，车体略向柱体倾斜，列车在护轮轨4的引导下滑出站房立柱10范围，不致发生碰撞，且基本不会对列车造成损伤。第二道防线:在站房立柱10和轨道之间3设置防护挡墙5，防护挡墙5是一个高40 60cm,内侧为弧形的混凝土结构,该混凝土结构的内侧与轨道基础I连为一体。对于中等速度列车通过(40 80km/h),当护轮轨4无法阻挡脱轨列车时，防护挡墙5可以使脱轨列车其一侧车轮位于轨枕2上，另一侧车轮位于防护挡墙5上，车体向远离站房立柱10侧倾斜，列车将在防护挡墙5的引导下滑出站房立柱10范围，此时列车只会在车轮和支架等部位出现非常有限的损伤，最大程度减轻列车可能受到的破坏。第三道防线:安装在防护套箍9上，与轨道3位于同一侧的吸能挡块6，高度为
1.5 2.5m,中心位置距轨道3水平面高度为1.5 2m，由扩散部件7和吸能部件8组成。扩散部件7用于将脱轨列车对站房立柱10的撞击力量分散，由钢板或钢折板制成，钢板的厚度一般为20_左右。吸能部件8用于将分散后的撞击力及的动能耗散，由多排内填蜂窝状泡沫铝的薄壁方钢管组合而成，薄壁钢管的壁厚一般为2_左右，内径10cm，长度20cm，泡沫铝密度300 500kg/m3，对于高速通过列车(80 160km/h)，防护挡墙5能够约束脱轨列车的向外平动，但是列车可能会发生翻滚而与站房立柱10相撞。此时，吸能挡块6可以阻挡住列车向外的翻滚运动，并耗散其动能，从而可以有效保护站房立柱10，且由于吸能挡块6的变形耗能，可以避免脱轨列车在撞击过程中发生严重变形，从而有效保护列车内部乘客的安全。第四道防线:站房立柱10外侧设置防护套箍9，防护套箍由20 40mm厚钢板焊成，套设在站房立柱10外侧，顶部距离轨道3水平面2 3m，防护套箍可以有效的增加站房立柱10抗撞击能力，对于通过速度大于160km/h的正线通过列车，一旦发生脱轨事故且前三道防线都失效的情况下，列车将不可避免的与站房立柱10发生硬碰撞。此时防护套箍可以发挥三重防护作用:①分散高速列车的局部撞击力；②提高立柱的抗弯强度和抗弯刚度；③约束立柱混凝土，提高混凝土的强度和延性。从而可以有效避免站房立柱遭遇撞击而失效，确保站房结构及内部人员安全。
权利要求
1.一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:该装置包括四道防线:第一防线为护轮轨(4)，第二防线为防护挡墙(5)，第三防线为吸能挡块(6)，第四防线为防护套箍(9);所述的防护套箍套设在站房立柱外侧；所述的吸能挡块(6)安装在防护套箍上，与轨道位于同一侧，该吸能挡块由扩散部件(7)和吸能部件(8)两部分组成；所述的防护挡墙(5)位于站房立柱和轨道之间，采用内侧为弧形的混凝土结构；该混凝土结构的内侧与轨道基础(I)连为一体。
2.根据权利要求1所述的一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:所述的吸能挡块(6)高度为1.5 2.5m,中心位置距轨道水平面高度为1.5 2m。
3.根据权利要求1或2所述一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:所述的吸能部件(8)由多排内填蜂窝状泡沫铝的薄壁方钢管排列而成。
4.根据权利要求1所述的一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:所述的扩散部件(7)采用钢板或钢折板。
5.根据权利要求1所述一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:所述的防护套箍(9)是由20 40mm厚的钢板焊接而成，顶部距离轨道水平面2 3m。
6.根据权利要求1所述的一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，其特征在于:所述的防护挡墙(5)高度为40 60cm。
全文摘要
一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置，属于列车运行安全防护技术领域。该装置通过在较小空间里依次设置第一防线、第二防线、第三防线和第四防线，即护轮轨、防护挡墙、吸能挡块和防护套箍，使四道防线构成一个有机的整体，不但可以提高站房被撞击的安全性，而且可以最大程度上减轻脱轨列车和列车内部人员可能造成的伤害，确保站房结构及内部人员安全，具有很好的实用性和灵活性。
文档编号E01F1/00GK103205941SQ20131013187
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者陆新征, 蒋庆, 叶列平 申请人:清华大学