一种半封闭式剪力铰装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种半封闭式剪力铰装置，属于轨道交通领域。


背景技术：

2.浮置板轨道因其具有优良的隔振性能被广泛引用于环境振动敏感区段。钢弹簧浮置板轨道因其优良的减振性能被广泛用于围岩条件较差及对隔振要求较高的轨道交通路段。尽管钢弹簧浮置板轨道能获得较好的减振效果，但中短型浮置板在列车荷载作用下会产生较大的板端位移差，进而加剧车轨振动响应，在长期运营条件下将影响轨道使用寿命，严重时甚至会影响行车安全。
3.为了降低浮置板不连续产生的不利影响，工程上常在相邻浮置板间安装剪力铰装置。剪力铰装置一方面能够提高轨道的整体连续性，另一方面也会提高轨道的参振质量，因此能够减小浮置板不连续带来的危害。
4.传统的剪力铰通常为内置式、侧置式和上置式。
5.内置式剪力铰101是最早期的剪力铰类型，内置式剪力铰设置在浮置板中性轴部位，如图1所示，结构简单，受力合理，但施工难度较大，且难以从外部观察其材料工作状态、损伤、锈蚀情况，不易检修及更换。此外，对于预制浮置板来说，内置式剪力铰也很难实现。
6.上置式剪力铰102安装在浮置板板端上表面，如图2所示，偏离浮置板的中性轴很多，当相邻浮置板之间产生剪力时，整个剪力铰并非纯受剪状态，还存在附加弯矩，附加弯矩的作用，将导致剪力铰靠近板缝的锚固螺栓受力最为不利；板缝的锚固螺栓所受浮置板板体混凝土的握裹力及约束力相对较小，成为最易破坏的部位；上置式剪力铰凸出浮置板表面，有碍浮置板表面的平整性整，且在轨道检修及紧急情况下不便于人员通行。
7.侧置式剪力铰103主要位于浮置板端，如图3、4所示，由于板端截面积过小，造成混凝土局部受力过大，极易损坏，使用寿命较短。
8.本发明人前期设计了一种内置式可更换剪力铰装置如图 5
‑
7所示，一方面限制了钢弹簧浮置板板端位移差，进而提高轨道的整体连续性；另一方面也提高了轨道的参振质量，因此能够减小钢弹簧浮置板不连续带来的危害，提高了行车安全性。但是，由于u型结构剪力槽设计在钢弹簧浮置板端部不得不将浮置板体分割开，对板体整体性有所不利，同时零部件相对较多。
9.因此，亟代研究并设计出一种解决上述问题的半封闭式剪力铰装置，在零部件相对少的前提下，提高轨道的整体连续性，同时不影响减震效果。


技术实现要素：

10.为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种半封闭式剪力铰装置，包括u型剪力槽3、剪力板5和折弯方管7，所述u型剪力槽3和折弯方管7浇筑在浮置板1中，设置在浮置板1与其它浮置板1的连接侧；
11.所述u型剪力槽3具有剪力槽31，所述剪力槽31为类长方形槽体，槽体在靠近浮置
板1边缘的一侧具有开口，与相邻浮置板 1上的折弯方管7开口侧相对应，另一侧为封闭端；
12.所述剪力板5的一端设置在浮置板1的剪力槽31中，另一端设置在与该浮置板1相邻浮置板1的折弯方管7中，通过剪力板5 将相邻两块浮置板1连接起来；
13.所述折弯方管7的截面为梯形，在靠近浮置板1边缘的一侧具有开口，与相邻浮置板1上的剪力槽31开口侧相对应，另一侧为封闭端；
14.所述剪力板5为类平板结构，其底面为水平面，上表面的一侧为水平面，另一侧为斜面，斜面侧与折弯方管7的槽体的结构相吻合。
15.进一步地，所述u型剪力槽3上还设置有滑槽34，所述滑槽 34以剪力槽31的中线为对称轴，在u型剪力槽3两侧对称设置；
16.所述滑槽34用于滑入方形螺母6，包括第二滑槽部342和第三滑槽部343；
17.所述第二滑槽部342为水平设置的长方形槽体，设置于u 型剪力槽3的中间部位，
18.所述第三滑槽部343竖直设置于u型剪力槽3的开口处，上端与u型剪力槽3平齐，第二滑槽部342与第三滑槽部343相连；
19.进一步地，所述第三滑槽部343的下端低于第二滑槽部342 的槽体下表面。
20.优选地，所述滑槽34还包括第一滑槽部341，第一滑槽部 341为水平设置的长方形槽体，与第二滑槽部342相连，其截面面积小于第二滑槽部342的截面面积。
21.优选地，所述折弯方管7的槽体下表面为水平面，上表面为斜面，封闭端一侧的高度低于开口端一侧的高度。
22.优选地，在剪力槽31上设置有竖直向下的圆形沉槽孔，所述沉槽孔包括第一沉槽孔32和第二沉槽孔33，所述第一沉槽孔 32的孔径大于第二沉槽孔33的孔径。
23.优选地，一块浮置板1的每个连接侧上都设置有一个u型剪力槽3和一个折弯方管7，所述u型剪力槽3与折弯方管7对称设置在轨道中心线的两侧。
24.优选地，所述u型剪力槽3与浮置板1相接触的面具有增强 u型剪力槽3与浮置板1连接强度的纹路或凹凸结构。
25.优选地，在u型剪力槽3上还设置有剪力板固定机构，通过剪力板固定机构将剪力板5固定在剪力槽31中；
26.所述剪力板固定机构包括螺栓4，将螺栓4旋拧在u型剪力槽3上从而固定位于剪力槽31中的剪力板5。
27.本实用新型所提供的半封闭式剪力铰装置具有以下有益效果：
28.(1)根据本实用新型提供的半封闭式剪力铰装置，浮置板板体被分割的范围变小，一方面增强了零部件周围混凝土的握裹力，另一方面减少了混凝土局部应力；
29.(2)根据本实用新型提供的半封闭式剪力铰装置，零部件减少、安装更为方便，施工效率大幅提升；
30.(3)根据本实用新型提供的半封闭式剪力铰装置，与浮置板混凝土接触面积增大，降低混凝土局部应力值，且机械强度高，使用寿命长。
附图说明
31.图1示出传统内置式剪力铰结构侧视示意图；
32.图2示出传统上置式剪力铰侧视示意图；
33.图3示出传统侧置式剪力铰俯视示意图；
34.图4示出传统侧置式剪力铰侧视示意图；
35.图5示出现有的内置式可更换剪力铰装置俯视图；
36.图6示出图5中a
‑
a向剖面图；
37.图7示出现有的内置式可更换剪力铰主体的正视图；
38.图8示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰装置俯视图；
39.图9示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰装置侧视示意图；
40.图10示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰主体主视图；
41.图11示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰主体俯视图；
42.图12示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰主体整体示意图；
43.图13示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰主体右视图；
44.图14示出根据本实用新型一种优选实施方式的折弯方管主视图；
45.图15示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰装置结构示意图；
46.图16示出根据本实用新型一种优选实施方式的剪力板主体主视图；
47.图17示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰装置主视图；
48.图18示出根据本实用新型一种优选实施方式的半封闭式剪力铰主体俯视图。
49.附图标号说明：
50.101
‑
内置式剪力铰；
51.102
‑
上置式剪力铰；
52.103
‑
侧置式剪力铰；
[0053]1‑
浮置板；
[0054]2‑
钢弹簧隔振器；
[0055]3‑
u型剪力槽；
[0056]
31
‑
剪力槽；
[0057]
32
‑
第一沉槽孔；
[0058]
33
‑
第二沉槽孔；
[0059]
34
‑
滑槽；
[0060]
341
‑
第一滑槽部；
[0061]
342
‑
第二滑槽部；
[0062]
343
‑
第三滑槽部；
[0063]4‑
螺栓；
[0064]5‑
剪力板；
[0065]6‑
方形螺母；
[0066]7‑
折弯方管。
具体实施方式
[0067]
下面通过附图和实施方式对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0068]
其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例
绘制附图。
[0069]
本实用新型公开了一种半封闭式剪力铰装置，包括u型剪力槽3、剪力板5和折弯方管7，所述u型剪力槽3和折弯方管7设置在浮置板1中，优选浇筑在浮置板1中，更优选与浮置板1一体成型，浮置板混凝土包裹在u型剪力槽3外侧，如图8所示，进一步地，所述u型剪力槽3和折弯方管7设置在浮置板1与其它浮置板1的连接侧，u型剪力槽3的上表面与浮置板1上表面平齐，折弯方管7的下表面与u型剪力槽3的下表面平齐。
[0070]
在浮置板1上通常设置有钢弹簧隔振器2，弹簧隔振器是最常用的一种钢制隔振器，有螺旋形、碟形、环形和板形等形式。具备以下优点：
①
静态压缩量大，固有频率低，低频隔振性能好；
②
能耐受油、水等侵蚀，温度变化不影响性能；
③
不会老化，不发生蠕变等。因此可以在轨道结构中起到有效的减震效果。
[0071]
在一个优选的实施方式中，一块浮置板1的连接侧设置有一个u型剪力槽3和一个折弯方管7，所述u型剪力槽3与折弯方管7 对称设置在轨道中心线的两侧，如图9所示。
[0072]
在一个优选的实施方式中，所述u型剪力槽3与浮置板1相接触的面具有纹路或凹凸结构，使得u型剪力槽3与浮置板1之间的连接强度更高，如图10所示。
[0073]
所述u型剪力槽3具有剪力槽31，所述剪力槽31为类长方形槽体，如图11
‑
12所示，所述槽体的一个侧面开口，开口侧位于浮置板1的边缘，与相邻浮置板1上的折弯方管7开口侧相对应，用于在剪力槽31和折弯方管7中放置剪力板5，并通过剪力板5 将相邻浮置板1连接起来。
[0074]
根据本技术，在连接相邻浮置板1时，剪力板5的一端固定在浮置板1的剪力槽31中，另一端固定在相邻浮置板1的折弯方管7中。
[0075]
本实用新型将u型剪力槽3和折弯方管7设置在浮置板1中，通过剪力板5连接u型剪力槽3与折弯方管7，相较于传统的内置式剪力铰，解决了剪力铰装置工作状态不易观察、难以检修和更换的问题；
[0076]
相较于传统的侧置式剪力铰，其与浮置板1混凝土接触面积增大，降低混凝土局部应力值；相较于上置式剪力铰，其受力更加合理，不易损坏，并且不妨碍浮置板表面平整性；
[0077]
相较于已有的内置式可更换剪力铰装置，通过一端设置u 型剪力槽3，一端设置折弯方管7，并将折弯方管7预埋在浮置板 1截面的中性轴部位，既增强了零部件周围混凝土的握裹力，也减少了混凝土局部应力，且u型结构剪力槽数量减少一半，零部件数量减少一半，施工效率增加一倍。
[0078]
所述u型剪力槽3上还设置有滑槽34，所述滑槽34以剪力槽 31为对称轴，在u型剪力槽3两侧对称设置，如图12
‑
13所示；
[0079]
所述滑槽34包括第一滑槽部341、第二滑槽部342和第三滑槽部343，用于滑入方形螺母6，进而起到固定剪力板5的作用，如图10、12、13所示；
[0080]
所述第一滑槽部341与第二滑槽部342均为水平设置的长方形槽体，同轴设置于u型剪力槽3的中间部位，且第一滑槽部341 的槽体宽度略小于第二滑槽部342槽体宽度，通过第二滑槽部 342将第一滑槽部341与第三滑槽部343相连；
[0081]
所述第三滑槽部343竖直设置于u型剪力槽3的开口处，上端与u型剪力槽3平齐，下端低于第二滑槽部342的槽体下表面，便于滑入方形螺母6。根据本实用新型一种优选的实施方式，所述折弯方管7的截面为梯形，在靠近浮置板1边缘的一侧具有开口，与相邻浮置板
1上的剪力槽31开口侧相对应，另一侧为封闭端；
[0082]
所述折弯方管7的槽体下表面为水平面，上表面为斜面，封闭端一侧为高度较低的一侧，开口端一侧为高度较高的一侧，如图14和图15所示；
[0083]
根据本技术一种优选的实施方式，所述折弯方管7由钢板折弯焊接而成，其上表面的倾斜角度为10～60
°
，所述倾斜角度为所述上表面与水平面的夹角。
[0084]
所述剪力板5为类平板结构，其底面为水平面，上表面的一侧为水平面，另一侧为斜面，斜面侧与折弯方管7的槽体的结构相吻合，如图16所示。
[0085]
优选地，所述剪力板5厚度小于剪力槽31槽体宽度，使得相邻浮置板1上的剪力槽31或折弯方管7开口侧存在安装误差不能完全对齐时，可通过调整剪力板3与剪力槽31或折弯方管7的侧壁距离实现剪力板3的安装。
[0086]
根据本实用新型，通过剪力槽31与剪力板5的配合连接相邻浮置板1，浮置板1连接位置与钢轨受力点更加接近，整体结构受力更加合理。
[0087]
在u型剪力槽3上还设置有剪力板固定机构，通过剪力板固定机构将剪力板5固定在剪力槽31中，避免剪力板5在剪力槽31 中上下或水平移动，进而影响减振效果。
[0088]
优选地，所述剪力板固定机构包括螺栓4，将螺栓4旋拧在 u型剪力槽3上从而固定位于剪力槽31中的剪力板5，如图15所示。
[0089]
在一个实施方式中，在剪力槽31上设置有竖直向下的圆形沉槽孔，所述沉槽孔包括第一沉槽孔32和第二沉槽孔33，如图 6～10所示；
[0090]
在使用过程中，先将不同规格的方形螺母6由第三滑槽部 343分别滑入第一滑槽部341和第二滑槽部342，然后将螺栓44 安装在第一沉槽孔32和第二沉槽孔33中，通过旋拧螺栓4，使得螺栓4与底部的方形螺母6咬合，进而使得螺栓4的底端压紧剪力板5，从而实现剪力板5的固定。
[0091]
根据本实用新型，所述第一滑槽部341和第二滑槽部342的槽体宽度设置不同，其内滑入的方形螺母的尺寸不同，第一滑槽部341内的方形螺母尺寸略小，第二滑槽部342内的方形螺母尺寸略大，如此设置便于在方形螺母滑入过程中判断是否对准上方的第一滑槽部341和第二滑槽部342，便于施工的精准度和施工效率。
[0092]
根据本技术一种优选的实施方式，由于滑入的方形螺母尺寸不同，所述第一沉槽孔32的孔径略大于第二沉槽孔33的孔径，使得第一沉槽孔32和第二沉槽孔33内安装的螺栓4的规格与方形螺母的尺寸相配合。
[0093]
根据本技术一个实施方式，所述剪力槽31与折弯方管7的长度之和与剪力板5的长度相同或相似，如图15所示，此时需要先将剪力板5在一块浮置板1的折弯方管7中固定好后，再插入相邻浮置板1的剪力槽31中进行固定。在本实施方式中，若需要对剪力板5进行更换，则需要先将相邻浮置板1进行拆卸，才可取出剪力板5。
[0094]
在另一个实施方式中，所述剪力槽31的长度大于或等于剪力板5的长度，如图17
‑
18所示，在安装更换时，可以先将剪力板5装入浮置板1的剪力槽31中，再推入相邻浮置板1的折弯方管 7中，使得在无需对浮置板1轨道进行拆卸的情况下，也可完成对剪力板5的更换。
[0095]
根据本实用新型所述的剪力铰装置，在剪力板5或螺栓4损坏后，可对剪力板5或螺栓4进行快速的拆装更换，从而减少轨道维护时间，降低轨道养护成本，提高装置的使用寿
命，提高轨道的安全性。
[0096]
以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。