橡胶套靴失效的整治方法及新型弹性支承块组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路设备领域，尤其涉及一种橡胶套靴失效的整治方法及应用于该方法的新型弹性支承块组件。
【背景技术】
[0002]弹性支承块式无砟轨道系统主要是由钢轨、扣件、弹性支承块及混凝土道床板构成。其中弹性支承块是该系统的重要组成部分，在支承块的周围包裹橡胶套靴，以提供高弹性。弹性支承块式无砟轨道系统轨下及块下刚度易于调整，可进行双层弹性的合理匹配，从而有效吸收轮轨冲击，具备减振降噪与延缓轮轨磨耗等优良性能。其在国内外铁路及城市轨道交通隧道内得到大量应用。然而随着我国高速、重载铁路运输的快速发展，轮轨系统的动力作用加剧，对列车运行的舒适性和安全性要求更高、各部件的变形失效明显加快。在高速列车动荷载及温度荷载的反复作用下，若设计、施工、材料和养护等环节处置不当，或出现偶发的自然灾害，弹性支承块式无砟轨道则不可避免地会产生各种病害，将给轨道结构受力和行车安全带来隐患。
[0003]经调查，如图1，运行数年后的弹性支承块式无砟轨道已出现以下明显问题:支承块与道床的粘结部分失效，支承块与道床之间出现空隙，即支承块出现脱空现象；脱空后，支承块竖向约束失效，在列车荷载作用下产生向上的位移，即出现支承块上拔现象；出现上述间隙后，橡胶套靴易进水，微孔发泡胶垫板压缩变形，橡胶套靴老化，刚度增大减振性能下降。由于以上问题的客观存在，不仅会影响轨道结构的耐久性，行车平稳性，还可能给行车造成安全隐患。现有技术方案中只有关于弹性支承块式无砟轨道关于更换支承块的力学性能分析，并没有支承块脱空橡胶套靴失效等相关问题的整治方法。所以迫切需要提出一套完整的针对弹性支承块脱空橡胶套靴失效的整治方法。
[0004]基于上述的支承块脱空橡胶套靴失效的技术问题，本发明提供了能解决上述技术问题的橡胶套靴失效的整治方法，以及提供了适用于该方法的新型弹性支承块组件。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种防治橡胶套靴失效的方法橡胶套靴失效的整治方法，以解决传统的支承块脱空橡胶套靴失效的技术问题。
[0006]发明的目的还在于提供一种新型弹性支承块组件，以解决传统的支承块脱空橡胶套靴失效的技术问题。
[0007]基于上述第一目的，本发明提供了一种橡胶套靴失效的整治方法，包括如下步骤:
[0008]确定原有弹性支承块组件的脱空位置，所述原有弹性支承块组件包括第一支承块和包裹在所述支承块外的第一橡胶套靴，所述橡胶套靴用于提供一定弹性并与道床贴合；
[0009]松开扣件系统；
[0010]抬起钢轨；
[0011]取出原有弹性支承块组件；
[0012]安装新型弹性支承块组件，所述新型弹性支承块组件包括新型的第二支承块，位于所述第二支承块底部的弹性垫板，以及包裹在和所述弹性垫板所述第二支承块外的第二橡胶套靴，在第二橡胶套靴的四周设置有用于与道床贴合的环氧树脂层。
[0013]可选的，所述松开扣件系统的步骤中，松开扣件的钢轨范围为支承块脱空位置前后各12m内。
[0014]可选的，所述抬起钢轨的步骤中，所述钢轨的抬起高度为16cm。
[0015]可选的，所述抬起钢轨的步骤中，所述钢轨的温度不超过锁定轨温以上+6°C。
[0016]可选的，所述取出原有弹性支承块组件的步骤中，所述第一支承块整体取出。
[0017]可选的，所述安装新型弹性支承块组件的步骤中，所述新型弹性支承块组件安装方法为，先将装配好第二橡胶套靴和弹性垫板的第二支承块放入道床中，然后安装扣件系统将钢轨扣紧，在第二橡胶套靴与道床的缝隙间插入胶管，所述胶管位于所述第二支承块的四个角点处；然后用修补胶修平整所述第二支承块周围的缝隙，最后撒上干燥石英砂；待修补胶固化后，由胶管向缝隙中加压灌注调制好的环氧树脂，所述环氧树脂固化后除掉外露的胶管，并涂刷赛柏斯浓缩剂封堵胶管口。
[0018]可选的，注入环氧树脂的压力保持在0.5?1.0Mpa，环境温度保持在8°C?30°C。
[0019]可选的，安装好所述新型弹性支承块组件后，清理所述新型弹性支承块组件表面。
[0020]可选的，一种用于橡胶套靴失效的整治方法的新型弹性支承块组件，所述新型弹性支承块组件包括竖直放置的第二支承块，所述第二支承块包括上下两部分，所述第二支承块的上下两部分为尺寸不同的方形柱；位于上部分的所述方形柱的上端面设置有承轨台；位于下部分的所述方形柱的外径小于位于上部分的所述方形柱的外径；所述第二支承块底部设置有弹性垫板，所述第二支承块的下部分以及所述弹性垫板被第二橡胶套靴完全包裹，所述第二橡胶套靴的外径与位于上部分的所述方形柱的外径相等；所述第二橡胶套靴及所述第二支承块的上部分的四周粘结有环氧树脂层。
[0021]可选的，位于上部分的所述方形柱长度为615mm、宽度为310mm，位于下部分的所述方形柱长度为590mm、宽度为280mm ;所述环氧树脂层的厚度为1cm。
[0022]本发明提供的橡胶套靴失效的整治方法，在新型的第二支承块周围包裹环氧树脂层。环氧树脂粘接能力强。通过环氧树脂层与道床粘结，能够防止第二支承块与道床的粘结部分失效，从而防止第二支承块与道床之间出现空隙，进而防止第二支承块脱空，橡胶套靴被水浸泡失效。同时，环氧树脂收缩率小，不易收缩，也不会与道床产生缝隙。
[0023]再者，通过环氧树脂层，将所述第二橡胶套靴包裹在内，进一步避免所述第二橡胶套靴被水浸泡失效。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明的【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1示出了第一支承块脱空示意图；
[0026]图2示出了松扣件的钢轨范围示意图；
[0027]图3示出了弹性支承块式无砟轨道起道模型；
[0028]图4不出了第一位未松开扣件的反力；
[0029]图5示出了不同工况下钢轨的最大垂向位移；
[0030]图6示出了用起道器将钢轨和第一支承块抬起的示意图；
[0031]图7示出了支承块组件取出示意图；
[0032]图8示出了放入第二支承块过程示意图；
[0033]图9示出了注入环氧树脂过程示意图；
[0034]图10示出了新型支承块组件更换完成状态示意图；
[0035]图11示出了新型弹性支承块组件主视图。
[0036]附图标记:
[0037]1-第二支承块；2_第二橡胶套靴；3_弹性垫板；
[0038]4-环氧树脂层；5-扣件系统； 6-道床；
[0039]7-胶管；8-第一支承块；9-第一橡胶套靴；
【具体实施方式】
[0040]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0042]对于本实施例中采用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等方位词，
仅是便于清楚地说明本发明各部件的相对位置关系，不应该理解为对技术方案及权利要求保护范围的直接限定。
[0043]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0044]橡胶套靴失效的整治方法实施例
[0045]结合图1-7，本发明提供了一种橡胶套靴失效的整治方法，包括如下步骤:
[0046]步骤一:确定原有弹性支承块组件脱空位置，
[0047]如图丨，所述原有弹性支承块组件中的第一支承块8与道床的粘结部分失效，第一支承块8与道床之间出现空隙，即第一支承块8出现脱空现象。脱空后，第一支承块8竖向约束失效，在列车荷载作用下产生向上的位移，即出现第一支承块8上拔现象。出现上述间隙后，第一橡胶套靴9易进水，由微孔发泡胶制成的弹性垫板3压缩变形，第一橡胶套靴9老化，刚度增大，减振性能下降。首先确定需要更换的原有的弹性支承块组件的准确位置。
[0048]步骤二，松开扣件系统5 ;扣件系统即为钢轨与轨枕间的连接组件，扣件系统必须具有足够的、耐久性和一定的弹性，能够长期有效的保证钢轨与轨枕的可靠连接，组织钢轨相对于轨枕的移动，并在动力作用下充分发挥其缓冲减振性能，延缓轨道残余变形累积。如图2，图中，A为要更换的支承块，L为松扣件的长度。松扣件范围就是需要松开扣件的那一段钢轨的长度为了确定更换原有弹性支承块组件时合理松扣件范围以及施工的允许轨温，为施工作业提供技术指导，本实施例做了以下的分析计算。
[0049]首先，由于原有弹性支承块组件的嵌入深度为16cm，为将原有弹性支承块组件整体取出，所以取出支承块的最小起道量为16cm ;然后运用有限元法建立了叠合梁模型进行计算。模型中钢轨简化为弹性梁单元并考虑重力的作用，将扣件和支承块系统的垂向支承串联简化为一个非线性的弹簧，模型如图3所示，其中F为钢轨抬轨力，a为钢轨起道量，L为松开扣件的范围，模型全长为270m。
[0050]本专利计算了在起道量为16cm时，起道所需抬轨力、钢轨的最大正弯矩、最大负弯矩和第一位未松开扣件的反力。为保证起