路基结构及轨道交通设备支撑装置的制作方法

本发明涉及铁路风沙防治领域，具体涉及路基结构及轨道交通设备支撑装置。

背景技术：

长期以来，风沙灾害是严重影响铁路安全运营和制约铁路在我国西北地区发展的一个重大科学技术难题。兰新高速铁路是我国首条穿越戈壁大风区和风沙区的高速铁路，途径安西风区、烟墩风区、百里风区、三十里风区和达坂城风区等五大风区，大风区风、沙灾害是其安全运营所面临的首要问题。高速铁路与普通铁路相比，具有线路平整度高、曲线半径大，运行速度快等特点，因而较难避绕风沙灾害区段，潜在的风沙危害大，且对风沙防护效果要求高。

兰新高速铁路修通后，根据以往普通铁路的防沙经验设置了挡风墙、石方格、“Z”字形高立式阻沙栅栏等防风防沙措施，但因特大风区地形复杂，防风防沙措施缺乏统筹兼顾，导致铁路道床板边缘及钢轨板出现严重积沙现象，积沙厚度达5cm～50cm，直接威胁线路运营安全。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：目前兰新高铁戈壁大风路段采取的防风防沙措施均是根据以往普速铁路的防沙经验设置的，主要是从铁路两侧一定范围内设置防风防沙措施，使沙子不靠近铁路，但戈壁特大风地区风速大，戈壁地区沙物质弹跳高度大，使得无论采取哪种以往的防风沙措施最终防风防沙效果都不理想。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种无砟轨道内凹部及路基结构，用以疏导无砟轨道上聚积的沙等物质。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种路基结构，包括用于支撑轨道板的道床，所述道床设有内凹部，所述内凹部设于所述轨道板旁边。

在可选的实施例中，所述道床还设有涵洞，所述涵洞的位置低于所述内凹部，所述涵洞与所述内凹部连通。

在可选的实施例中，所述涵洞的长度方向与所述内凹部的长度方向垂直。

在可选的实施例中，在所述内凹部的长度方向，间隔设有至少两个所述涵洞。

在可选的实施例中，所述涵洞与所述内凹部通过通道连通，所述通道的入口与所述内凹部的底部连通，所述通道的出口与所述涵洞的顶部连通。

在可选的实施例中，所述通道的入口上方设有盖体。

在可选的实施例中，所述内凹部的横截面形状为U形或半圆形。

本发明还提供一种轨道交通设备支撑装置，包括轨道板和设于所述轨道板上方的轨枕，其中，所述轨道交通设备支撑装置还包括本发明任一技术方案所提供的路基结构。

在可选的实施例中，所述轨道板的上表面为倾斜面，且靠近所述内凹部的一侧低，远离所述内凹部的一侧高；

由同一块所述轨道板支撑的两所述轨枕用于支撑钢轨的表面高度相同。

在可选的实施例中，所述轨道板的数量为两条或两条以上，每条用于支撑一列轨道交通设备；相邻的两条所述轨道板之间设有所述内凹部。

在可选的实施例中，位于两侧的所述轨道板的上表面为斜面，且靠近所述内凹部的一侧低，远离所述内凹部的一侧高；位于中间的各所述轨道板的上表面为平面。

在可选的实施例中，所述轨道板的上表面和所述道床的上表面位于同一平面内。

在可选的实施例中，所述轨道板的上表面和所述道床的上表面位于同一平面内。

在可选的实施例中，所述轨枕的高度为15cm至35cm；和/或，所述轨枕成对设置，每对所述轨枕通过连接件连接成轮廓光滑的整体结构。

在可选的实施例中，所述连接件的结构与所述轨枕的结构匹配，且所述连接件具有外凸的弧形顶面或尖角顶面；和/或，所述轨道板与所述连接件连接成一体或者为一体式结构。

在可选的实施例中，所述弧形顶面的顶端与所述轨枕的上表面等高；或者，所述尖角顶面的顶端与所述轨枕的上表面等高。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，利用了无砟轨道和大风特性，在无砟轨道道床上设置内凹结构，可以有效地将沙物质导入内凹部内，并最终排出路基结构，这种技术可以有效避免现有技术中沙子在轨道板的两侧及轨道之间区域堆积，最终达到不影响列车安全通行的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的无砟轨道内凹部及路基结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例一提供的无砟轨道内凹部及路基结构平面示意图；

图3为本发明实施例一提供的无砟轨道内凹部及路基结构侧视示意图；

图4为本发明实施例一提供的矩形盖体示意图；

图5为本发明实施例一提供的圆形盖体示意图；

图6为本发明实施例三提供的轨道交通设备支撑装置的剖面示意图；

图7为本发明实施例四提供的轨道交通设备支撑装置的剖面示意图；

图8为本发明实施例五提供的轨道交通设备支撑装置的剖面示意图；

图9为本发明实施例六提供的轨道交通设备支撑装置的剖面示意图；

附图标记：1-道床；2-轨道板；3-轨枕；4-盖体；5-通道；6-内凹部；7-涵洞；8-路基边坡；9-轨道板；10-轨枕；11-钢轨；12-盖体；13-连接体。

具体实施方式

下面结合图1～图9对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1至图3，本发明实施例一提供了一种路基结构，尤其适合用于戈壁大风区的高速铁路无砟轨道风沙路段。该路基结构包括用于支撑轨道板的道床1，道床1设有内凹部6，内凹部6设轨道板2旁边。当有两条轨道板2时，内凹部6可位于两个轨道板2之间，比如图1示意的情形。每条轨道板2可支撑一辆轨道交通设备。

内凹部6的最低处的位置低于轨道板2的位置。无砟轨道是采用混凝土、沥青等整体基础取代散粒碎石道床的轨道，其轨道本身是由混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，钢轨11和轨枕3直接铺在混凝土路基上。无砟轨道边坡没有碎石，粗糙度小，其轨枕下没有道砟，节省了大量道床1空间，道床1平整易于风沙流通过。

可选地，内凹部6的横截面形状为U形或半圆形，内凹部6的两侧与轨道板垂直边缘连接。这两种形状的内凹部6便于风和沙的流动，容易形成峡谷效应，而且符合流体力学规律。

参见图2，内凹部6沿着钢轨11的长度方向延伸，即其长度尺寸可以比较大。根据风沙流体特性，内凹部6会使气流在该区域形成回旋，从而使沙物质迅速进入内凹部6内，而内凹部6底部风速最小，沙物质易堆积在内凹部6底部。

参见图1，道床1还设有涵洞7，涵洞7的位置低于内凹部6，涵洞7与内凹部6连通。涵洞7贯穿路基边坡8。

涵洞7一方面作为人、动物穿过铁路的通路，另一方面可以存储沙物质，防止沙积满内凹部6。涵洞7可以是铁路既有的排水或通行涵洞，也可以专门设置的用于排沙的涵洞7，涵洞7高度H以不小于2米，宽度L不小于2米为宜，一方面方便大风通过，借助大风风力可以将涵洞7的沙子自动清理，二方面这样空间方便人工通过推车、铁铲等工具清沙。

参见图1和图2，内凹部6与两侧的轨道板2整体形成一个导流槽，气流在内凹部6内由于狭管效应会形成沿着内凹部6方向的流动，并且风速大时会带动堆积在内凹部6底部的沙物质沿内凹部6长度方向移动，在移动到涵洞7与内凹部6的连通处(本实施例中即盖体4处)时会掉到内凹部6下方的涵洞7中。

在可选的实施例中，涵洞7的长度方向与内凹部6的长度方向垂直。将涵洞7与内凹部6垂直设置，使得人、动物能快速通过涵洞7穿过路基结构。

参见图2和图3，在内凹部6的长度方向，间隔设有至少两个涵洞7。两个涵洞7的间隔距离主要取决于当地风沙和自然地理状况，比如：在风沙比较大的地方，可多设置几个，这样便于及时清沙。

参见图1，涵洞7与内凹部6通过通道5连通，通道5的入口与内凹部6的底部连通，通道5的出口与涵洞7的顶部连通。

当沙物质堆积在内凹部6后，人工可以通过推车、铁铲等工具将沙物质迅速清理到通道5内，随后排到涵洞7内。

参见图2，为保证作业安全，通道5的入口上方设有盖体4，盖体4用于通道5封口。盖体4位于内凹部6底部，其采用带有缝隙的结构，一方面不影响人员、设备的正常通行，另一方面也使得沙子可以吹入到通道5中。盖体4有矩形或圆形两种可供选择，图4示意了矩形的盖体4，图5示意了圆形的盖体4。通道5的横截面形状与盖体4的形状匹配。

本发明上述实施例提供路基结构，适用于戈壁大风区高速铁路无砟轨道风沙路段，不仅开拓了铁路风沙灾害防治的新思路，而且满足了戈壁大风区高速铁路风沙防治的迫切需要，为铁路防沙提供科学依据和技术支撑，增加了“中国高铁走出去”附加值，具有非常重要的理论意义和实践价值。本发明技术方案利用了无砟轨道和大风特性，在无砟轨道道床1上设置内凹部6结构，这样可以有效地将沙物质导入内凹部6内，并最终通过通道5排出路基，这种技术可以有效避免现有技术中沙子在轨道板的两侧及轨道之间区域堆积，最终达到不影响列车安全通行的目的。

本发明实施例相对于现有技术具有以下优点：

1、本发明实施例适用于戈壁大风区高速铁路无砟轨道风沙路段，路基结构符合空气动力学原理，适用性强，具有良好的应用推广前景。

2、本发明实施例充分结合了戈壁大风区无砟轨道的特性，利用大风特性，以及无砟轨道道床1比较平坦，没有道砟碎石等特点，因地制宜，以风导沙输沙，利用自然规律解决铁路轨道沙害问题。

3、针对目前防沙技术只要是通过路基外围的各种防风防沙措施的防沙理念，本发明提供的无砟轨道内凹部6及路基结构，可以迅速将上到路基上的沙物质迅速被大风导入内凹部6内，并且通过专门的通道5可以迅速地清理掉，本发明实施例的技术方案直接从路基本身角度上解决风沙危害问题，不让风沙不堆积在钢轨附近，最终达到不影响列车通行的目的。该发明对高速铁路无砟轨道路基风沙防治在防治理念和方法上具有创新性。

4、上述技术方案，使整个道床1形成内凹部6，可以将轨道板2附近的沙物质迅速地导入内凹部6内而不在轨道附近堆积，具有迅速清沙作用。并且沙子通过通道5进入涵洞7，可以借用风力和人工清理，方便迅速。

5、上述技术方案，还具有排水功能，可以代替排水沟等设施。并且结构科学，可行性强，易于施工，维护方便。

本发明实施例二提供一种轨道交通设备支撑装置，包括轨道板2和设于轨道板上方的轨枕3，钢轨11放置在轨枕3上方。其中，轨道交通设备支撑装置还包括本发明任一技术方案所提供的路基结构。

参见图1，轨道板2设置在路基结构的道床1上方，轨道板2的竖直边缘与内凹部6整体形成导流槽，可及时疏导轨道板附近的积沙。

上述技术方案，利用戈壁大风区高速铁路无砟轨道的大风和无砟轨道两种条件，利用空气动力学原理，以风导沙，能够有效使沙物质通过轨道板，而堆积在内凹部6里而不在轨道板2及钢轨附近堆积，保证铁路运输不受沙害影响，为铁路安全运营提供保障。

参见图6，本发明实施例三提供一种轨道交通设备支撑装置，其与上述实施例二的技术方案具有以下不同：本实施例中，轨道板9的上表面为倾斜面，且靠近内凹部6的一侧低，远离内凹部6的一侧高。由同一块轨道板9支撑的两轨枕10用于支撑钢轨11的表面高度相同。

无砟轨道的轨道板9朝向内凹部6倾斜，轨枕10相应的也要改变高度，保证两承载钢轨11的轨枕10的表面同高度，这样不影响轨道交通设备的正常运行。这种结构使轨道板9与内凹部6整体呈现为内凹结构，更宜将沙物质导入内凹部6内，而且倾斜的轨道板9不易积沙。

参见图7，本发明实施例四提供一种轨道交通设备支撑装置，其与上述实施例一的技术方案具有以下不同：本实施例中，轨道板2的数量为两条或两条以上，每条用于支撑一列轨道交通设备；相邻的两条轨道板2之间设有内凹部6。本实施例中以设置三条轨道板2为例。

上述轨道交通设备支撑装置，其也能有效导沙，避免沙物质在轨道板2附近堆积。

参见图8，本发明实施例五提供一种轨道交通设备支撑装置，其与上述实施例三的技术方案具有以下不同：本实施例中，轨道板9的数量为两条或两条以上，每条用于支撑一列轨道交通设备。相邻的两条轨道板9之间设有内凹部6。位于外侧的两轨道板9的上表面为斜面，且靠近内凹部6的一侧低，远离内凹部6的一侧高；位于中间的各轨道板9的上表面为平面。本实施例中以设置三条轨道板9为例。

上述轨道交通设备支撑装置，其能有效导沙，且避免沙物质在轨道板2附近堆积的效果好。

参见图9，本发明实施例六提供一种轨道交通设备支撑装置，其与上述实施例三的技术方案具有以下不同：本实施例中，轨道板2的上表面和道床1的上表面位于同一平面内。

这种结构，取消了轨道板2的竖直边缘结构，能有效避免沙物质在轨道板2竖直边缘处堆积。

可以理解的是，实施例五中，位于中间的各轨道板也能将其表面与道床1的上表面位于同一平面内。实施例四中，各轨道板也能将其表面与道床1的上表面位于同一平面内。比如轨道板2的上表面和道床1的上表面可以同一水平面或者在一与水平面成一定夹角的平面，可以有效避免现有技术中沙子在轨道板2的两侧垂直边缘区域堆积，降低无砟轨道道床结构的积沙量。

本实施例中，将道床1的上表面和轨道板2的上表面位于同一水平面内。整个道床平面全部采用水平设置，除轨枕3外，其它(包括轨道板2、道床1等)设施的垂直边缘结构全部取消，全部按同一水平面设置高度，从路基的两侧坡肩位置之间是同一基准水平面。这样保证了气流在道床1表面是平行流动，不会遇到较大的障碍物，就不会造成气流扰动，就不会引起风沙的堆积，造成沙害。这样不管大风区的风来自于钢轨的那个侧面方向，都能较好地避免现有技术中垂直边缘结构处出现积沙现象。

进一步地，轨枕3的高度为15cm至35cm。轨枕3的这个高度同样适用于本发明其他实施例的技术方案。轨枕3设置为这个高度，会使钢轨距离轨道板2表面的高度增加，而这个高度允许大风气流能够从钢轨与轨道板2之间顺畅通过，而不会引起气流扰动，从而使风沙顺利通过轨道，而不堆积在轨道的两条钢轨之间。

参见图9，轨枕3成对设置，每对轨枕3通过连接件13连接成轮廓光滑的整体结构。轮廓光滑是指轨枕3和连接件13连成整体后，整个结构外凸，不积沙；即便沙落下来，也可以滑下。这种结构保障了钢轨两侧的气流是直接连贯的，可以保证沙子不在轨枕3和连接件13之间堆积。图9右侧示意了有连接件13的情形，左边示意了没有连接件13的情形，这仅仅是为了示意，而不是表明只有其中一边可以设置连接件13。另外，需要说明的是，连接件13的结构同样适用于本发明其他实施例的技术方案。

进一步地，连接件13的结构与轨枕3的结构匹配，且连接件13具有外凸的弧形顶面或尖角顶面。

弧形顶面的顶端与轨枕3的上表面等高；或者，尖角顶面的顶端与轨枕3的上表面等高。

连接件13与轨枕3高度基本一致，连接件13基部为垂直结构，其顶部采用与轨枕3的上表面高度一致的尖角顶面或弧形顶面，这种结构可以保证沙子不在连接件13的顶部堆积。

轨道板2与连接件13连接成一体或者为一体式结构。连接件13与轨枕3、轨道板2连接成一体，可以通过模具整体浇注或者单独浇注生产。连接件13与轨枕3、轨道板2连接成一体，三者之间没有缝隙或凹陷结构，以避免出现积沙现象。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“两侧”、“朝向”、“方向”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。