专利名称：铁轨枕木和无道碴轨道结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于承载铁路铁轨的无道碴轨道结构，并涉及这种结构所用的铁轨枕木。
背景技术：
铺设铁路轨道的常规方法牵涉到把大根大根的木头、钢筋混凝土或钢铁制成的枕木放在有道碴的轨道道床上，然后再把铁轨紧固在枕木上。道碴的用途是提供带有高抗剪强度和良好弹性(回弹)特性的自流排水地基。
然而，一个多世纪来，对常规的有道碴铁路轨道的设计和构造，基本上没有什么改进。所以，有些严重的老问题根本没得到完全解决。尤其是在反复负载状态下，轨道结构逐渐退化还依然是个问题。这种退化以许多方式体现出来，包括几何稳定性散失(道碴展开和下沉，导致垂直定线及水平定线散失)、回弹性散失(道碴退化并被精炼材料污染，不但导致对全部车辆造成增大的动态损坏，而且也对轨道结构造成这种损坏〔起波纹〕)，以及路基的脉动(由动态负载所引起，并导致道碴脏污和构造破坏)。
由于缩短轨道和全部车辆的使用期限，以及繁重的边用边进行维修的要求，使这些问题的控制花费昂贵。近年来，为了减少噪音和地面产生振动而提出的额外环境要求，刺激了铁轨业日益浓厚的兴趣，想放弃陈旧的有道碴轨道系统而使用更坚固的结构，这种结构提供持久的几何稳定性并要求减少维修。
已经有人进行了许多努力以开发更为坚固的轨道结构，大多数此种结构都集中于“无枕木轨道”或“厚板轨道(slab-track)”的替代方案。一个此种系统就是日本的“梯状轨道(ladder track)”系统，按照这种轨道，是用延伸于纵向枕木之间的横向钢制枕木或混凝土枕木把两根纵向平行的枕木彼此结合起来，并使横向枕木充当轨距拉杆，这样的布置就使成品看起来像放在地面上的梯子一样。混凝土枕木是在工厂里局部预应力加工的。
这种系统的主要缺点是，它仍然依赖于道碴构造，所以，还是容易受到上述问题的影响。与这一系统相关的另一个缺点是，该缺点常常以低劣的负载散布和对枕木蔓延移动的虚弱阻抗为特征。
还有一种安装铁路轨道的方法，就是在原地铸造铁轨枕木。用这种方法安装轨道，例如可预先挖掘铺轨道所用的沟渠，并把挠性管道铺在沟渠中。挠性管道中填充混凝土，以便形成尺寸可接纳铁轨的铁轨枕木。可选的是，可借助于闸板(shutter)对潮湿的混凝土进行侧向约束而在地面上铸造枕木。
与此种方法相关的一个缺点是，由于混凝土熟化时间的缘故，轨道的建筑、维修及重建所花时间比较长。另一个缺点包括后勤保障问题，以及建筑的复杂性，而且伴有与现场质量保证及控制相关的困难。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种适合用于建造铁路轨道的铁轨枕木，所述枕木会克服与现有技术相关的一些问题或至少把问题减到最小，而且有利于迅速安装及替换铁路轨道。
本发明的另一个目的是提供一种无道碴轨道结构，以及一种铺设此种结构的方法，所述结构及方法会克服与已知轨道结构相关的一些问题，或至少为已知这种性质的结构提供可行的替代方案。
根据本发明，提供一种预制铁轨枕木，其适合用于建造轨道结构，所述枕木包括用于支承轨道的长的本体部分，该本体部分包括顶面、底面及至少两个侧面，该本体部分的至少一个末端终止于一个过渡接头构造中，该构造为匹配尺寸的，以便与相邻铁轨枕木的互补尺寸过渡接头构造相啮合，从而形成基本上连续的轨道结构。
在建造轨道结构时，铁轨枕木可以位于无道碴轨道道床上。
本体部分的两个末端可以终止于一个过渡接头构造中，从而当一系列铁轨枕木布置为在轨道道床上末端对末端定向时，这些枕木一起形成基本上连续的轨道结构，在相邻的枕木之间无需加强件(reinforcement)连续。铁轨枕木可以在无道碴轨道道床上定位成末端对末端定向的，从而使过渡接头的间隔限定于各相邻枕木之间的过渡接头构造之间，可让渐进应力在各根枕木之间转移，并防止各根枕木之间横向移位。
铁轨枕木还可包括其尺寸便于支承轨道的至少一个块状构造(block formation)。在本发明的推荐实施例中，铁轨枕木可包括多个块状构造，它们沿着枕木的长度而相等地有间隔，从而所述块状构造的底面就被布置成与本体部分底面基本齐平的。块状构造可以是至少局部外张的块状构造，每个块状构造均包括顶面、底面及至少两个侧面。侧面可具有如下特征其至少是从顶面向底面而局部外张的，延伸到本体部分侧面之外，从而增大枕木与轨道道床的切力互锁(shearinterlock)以减少纵向蔓延。
块状构造顶面的尺寸，可以接纳铁轨紧固件。块状构造的顶面尤其可以相对于本体部分的顶面而升高，从而在使用时，轨底与本体部分顶面之间存在着间隙以便轨底排水，尤其当装填枕木时更是如此，因此而限制铁轨枕木磨损及铁轨对铁轨(rail-to-rail)的信号传输短路(singaling shorts)。所述间隙还可容许自由进行铁轨接头的焊接和轨下保养(under-rail service)的通行。
铁轨枕木可以有选择地包括至少一个孔，该孔布置得贴近块状构造并延伸在本体部分的顶面与底面之间，该孔的尺寸可以接纳水泥浆或类似物体以便加固块状构造及轨底。所述孔可沿着波状聚合物护壳(sheath)排列，以便提供并非脆弱的切力互锁。
铁轨枕木还可包括至少一条排水管道，有利于把液体例如雨水从铁轨枕木上排放掉。排水管道可以是在铁轨枕木下面延伸的横向管道，且由本体部分底面中的模板留孔凹槽(box-out recess)所限定，布置成使液体流经底部横向管道而可在本体部分不同侧面之间排放的。
铁轨枕木还可包括至少一条纵向保养管道(service duct)，其位于本体部分的长度中并沿着该长度延伸，以便可以例如敷设电缆和/或光纤电缆。
铁轨枕木还可包括布置在每个块状构造顶面上的高性能聚合物所制弹力衬垫，其尺寸可接纳位于其上面的轨底，从而使弹力衬垫至少局部保护铁轨枕木免受施加于枕木上的动态负载和冲击负载，而此种负载可导致易碎或疲劳衰坏状况。
铁轨枕木可以是由预应力的、后加拉力的或常规的钢筋混凝土所预浇制的。铁轨枕木可具有如下特征它们是按倒转方式预浇制的，以确保枕木顶面由最密集的混凝土构成，铁轨就连接在该枕木顶面上。
可采用蒸汽、水或化学养护混合物来养护混凝土。潮湿混凝土的属性可用添加剂例如增塑剂、加速剂或缓凝剂加以修改，而固化混凝土(set concrete)的属性则可用环氧树脂注入法或聚合物注入法(epoxyor polymeric impregnation)加以改变，以便增大抗磨损性并提高化学稳定性。
可用纤维增强钢筋或完全替代钢筋(纤维加强混凝土，FRC)，以提高在反复负载条件下的刚性。纤维可包括聚合物纤维、天然纤维或钢纤维(在受侵袭条件下就用镀锌钢或环氧树脂涂层钢)，以便提供增大的抗磨损性、增大的稳定性以及抗龟裂性，并抵抗冲击负载和动态负载。
枕木中的混凝土可具有如下特征其包含一部分沙子般大小的橡胶颗粒，从而使橡胶颗粒降低混凝土的杨氏模量，同时，又不危及强度，使混凝土更不易碎，并因此更能抵抗动态力或冲击力。
铁轨枕木可形成为多种长度的，以便容纳不同半径的轨道曲度。
根据本发明的另一个方面，提供一种预制铁轨枕木，其适合用于建造轨道结构，所述枕木包括长的本体部分用以支承铁轨，该本体部分包括顶面、底面以及至少两个侧面；且枕木包括至少一条排水管道以便把液体例如雨水从铁轨枕木上排放掉。
排水管道可以是在铁轨枕木下面延伸的横向管道，且由本体部分底面中的模板留孔凹槽所限定，布置成使液体流经底部横向管道而可在本体部分不同侧面之间排放的。在本发明的推荐实施例中，铁轨枕木可包括一系列沿着枕木长度在纵向上有间隔的横向管道。
根据本发明的另一个方面，还提供一种预制的铁轨枕木，其适合用于建造轨道结构，所述枕木包括长的本体部分用以支承铁轨，该本体部分包括顶面、底面以及至少两个侧面；且枕木包括至少一个块状构造，该构造的尺寸至少可局部容纳铁轨，该构造的特征在于其至少是局部外张的。
铁轨枕木最好包括多个沿着枕木长度有相等间隔的块状构造，从而块状构造的底面被布置成与本体部分的底面基本齐平的。
每个块状构造均可包括顶面、底面以及至少两个侧面。侧面可具有如下特征它们至少是从顶面向底面局部外张的，从而块状构造就延伸到本体部分侧面之外，以便增大枕木与轨道道床之间的切力互锁。
块状构造顶面的尺寸可以接纳铁轨紧固件。块状构造的顶面尤其可以相对于本体部分的顶面而升高，从而在使用中，当装填枕木时轨底与本体部分顶面之间存在着间隙以便轨底排水，因此而限制铁轨枕木磨损及铁轨对铁轨的信号传输短路。所述间隙还可容许自由进行铁轨接头的焊接和轨下保养的通行。
每个块状构造可以有选择地包括至少一个孔，该孔至少延伸在本体部分的顶面与底面之间，该孔的尺寸可以接纳水泥浆或类似物体以便加固块状构造及轨底。所述孔可沿着波状聚合物护壳排列，以便提供并非脆弱的切力互锁。可穿过所述孔安装岩石暗销(rock dowel)或小型桩，以便在恶劣的地面条件下加固枕木，并使枕木在陡坡、急弯或类似情况下固定位置，所述岩石暗销或小型桩包括穿过铁轨枕木垂直延伸并进入枕木之下地面里的长孔，该长孔中以混凝土、水泥浆、碎石粒或类似物体填充。
根据本发明的另一个方面，提供一种无道碴轨道结构，其适合于承载铁路轨道的铁轨，所述轨道结构包括符合本发明的一系列铁轨枕木，其中，枕木在无道碴轨道道床上被定位成末端对末端朝向的，从而一条枕木的过渡接头构造就与相邻枕木的过渡接头构造匹配地啮合，此种布置使这些枕木形成基本上连续的轨道结构，而不必使各相邻枕木之间的加强件连续。
过渡接头构造的尺寸可限制枕木的侧向移动，从而至少局部限制枕木独自偏斜，并减少铁轨的弯曲及剪切应力。可以用原地聚合物混凝土加固接头、在接头下面安装活动厚板(jockey slab)，或借助于容纳相邻枕木纵向伸展及收缩的螺栓连接件，把各相邻铁轨枕木之间的过渡接头固定住。
根据本发明的另一个方面，提供一种无道碴轨道结构，其适合于承载铁路轨道的铁轨，其中，轨道结构包括至少两根符合于本发明的铁轨枕木，所述枕木在无道碴轨道道床上被定位成有间隔平行朝向的，从而限定处于所述枕木之间的中央排水沟，并限定处于所述枕木之间的网格以便加强中央排水沟。
网格可以固定在至少一条铁轨枕木的本体部分上，并可从该本体部分的侧面延伸。在本发明的一种形式中，网格可以固定在所述两根枕木二者上，从而该枕木及已啮合加强的中央排水沟就构成轨道厚板(track slab)。网格可以是焊接网格。一旦所述铁轨枕木铺设在轨道道床上，连续不断的焊接网格就可以束紧在一起，以便实现轨道厚板的连续性。
铁轨枕木可由至少一条横拉杆而彼此连接，该拉杆延伸于各相邻的平行枕木之间。在本发明的一个推荐实施例中，铁轨枕木经由一系列钢制横拉杆而被彼此连接，该拉杆延伸于沿着轨道结构长度有间隔的各相邻平行枕木之间。
轨道结构还可包括一个或多个弹力垫，所述弹力垫布置在本体部分底面与轨道道床中间。弹力垫可由相对柔软的聚合物构成，其适应于至少局部吸收铁轨枕木与硬底层(sub-strata)例如隧道底板、混凝土桥梁或类似物体之间的动态负载或冲击负载，并削弱结构生成或地面生成的噪音及振动。
轨道结构还可包括至少一个位于枕木下面并靠近块状构造的岩石暗销或小型桩，以便在恶劣的地面条件下加固枕木，并使枕木在陡坡、急弯或类似情况下固定位置，所述岩石暗销或小型桩包括穿过铁轨枕木垂直延伸并进入枕木之下地面里的长孔，该长孔中以混凝土、水泥浆、碎石粒或类似物体填充。
轨道结构可适应于容纳低速及高速的装置，且范围是从轻型轴负载用途例如矿山轨道(约为10吨轴负载)到表面轨道上行驶的重拖拉用途(超过35吨的轴负载)。
根据本发明的又一个方面，提供一种铺设无道碴轨道结构的方法，该结构适合于承载铁路轨道的铁轨，所述方法包括如下步骤建筑达到特定强度及尺寸公差的地基构造(土方)层产品(works)；把符合本发明的铁轨枕木固定成有间隔的平行朝向的以便形成轨道底板(track panel)；把已固定的轨道底板按末端对末端的朝向铺设在预备好的无道碴构造层产品上；把铁轨放置在铁轨枕木上并定位；以及对铁轨枕木进行机械的垂直及水平定线调节。
可通过把轨道底板提升(吊升)及楔合到正确高度并把枕木下面干混合配料(dry-mix)的混凝土或碎石料夯实而实现垂直定线。可选的是，若设定时间允许，也可通过把适宜的水泥浆灌入或把水泥浆包插入而实现垂直定线。可通过侧向拖拽枕木而实现水平定线。要对先前已安装的轨道进行重新定线，可通过暴露枕木地基并填塞额外的干混合配料或其他材料来实现。
枕木可以用专门设计的钢闸板按倒转方式预浇制而成，以确保枕木顶面由最密集的混凝土构成，铁轨就连接在该枕木顶面上。混凝土被倒进钢闸板中并被振荡以确保其密度最大。
下面，仅以举例方式并参照
本发明的两个实施例，但不限制所述实施例的范围，在这些附图中图1的等距视图，显示符合本发明一个实施例的铁轨枕木，图中的铁轨枕木被设计成轻型轴负载用途的例如地下采矿所用的；
图2的等距视图，显示符合本发明另一个实施例的铁轨枕木，图中的铁轨枕木被设计成较重型轴负载用途例如干线铁路用途的；图3的等距视图，显示符合本发明一个实施例的轨道结构；图4的等距视图，显示符合本发明另一个实施例的轨道结构，其中包括延伸于枕木之间的金属线网格；图5是图4所示轨道结构的横截剖视图；图6的横截剖视图，显示符合本发明的轨道结构，显示了中央排水沟可具有的构造，以及对铁轨枕木的加固；图7是图4所示轨道结构的平面图。
具体实施例方式
符合本发明的铁轨枕木，均以附图标记10表示。铁轨枕木10包括用于支承铁轨14的长的本体部分12。本体部分12包括顶面12.1、底面12.2以及至少两个侧面12.3。
本体部分12的至少一个末端终止于过渡接头构造16，所述过渡接头构造的尺寸，在使用时便于与相邻铁轨枕木10的互补尺寸过渡接头构造16匹配地啮合。这种布置使得枕木10之间的连接，形成基本上连续的轨道结构30。
在本发明的推荐实施例中，本体部分12的两个末端均终止于过渡接头构造16处，这种布置使得当一系列铁轨枕木10在轨道道床上被布置成末端对末端的朝向时，它们就一起形成基本上连续的轨道结构30，而不必使相邻枕木10之间的加强件连续。铁轨枕木10在无道碴轨道道床上被末端对末端朝向地定位，从而就使过渡接头构件间隔18(见图7)被限定在相邻枕木10的过渡接头构造16之间，其方式为，可让渐进应力在枕木10之间转移，并限制枕木10独自移动，从而至少局部限制铁轨枕木10独自偏斜，并减少铁轨14的弯曲及剪切应力。
铁轨枕木10也包括至少两个用于支承铁轨14的有间隔的块状构造20。每个块状构造20均包括顶面20.1、底面20.2以及至少两个侧面20.3。块状构造20至少是局部外张的块状构造20。更具体地说，侧面20.3具有如下特征它们至少是从顶面20.1朝向底面20.2局部外张的，延伸到本体部分12的侧面12.3之外，从而增大枕木10与轨道道床的切力互锁。铁轨枕木10最好包括多个块状构造20，所述块状构造沿着枕木10的长度基本上相等地有间隔，从而块状构造20的底面20.2就被布置成与本体部分12的底面12.2基本齐平的。
块状构造20的顶面20.1的尺寸可接纳铁轨14所用的铁轨紧固件37。块状构造20的顶面20.1尤其是相对于本体部分12的顶面12.1而被升高，从而在使用时，在轨底与本体部分12的顶面12.1之间就形成间隙，以便当装填枕木10时让轨底排水，例如在表面轨道用途中就是这样，因此限制铁轨枕木的磨损及铁轨对铁轨的信号传输短路。
块状构造20有选择地也包括至少一个孔22(见图6和图7)，该孔至少局部延伸于块状构造20的顶面20.1与底面20.2之间。孔22沿着波状聚合物护壳(未显示)排列，以便提供并非脆弱的切力互锁。孔22的尺寸可接纳水泥浆或类似物体，以便加固铁轨枕木10。
铁轨枕木10还包括至少一条排水管道26，便于把液体例如雨水从铁轨枕木10上排放掉。排水管道是一条横向管道26，其在铁轨枕木10下面延伸，并被本体部分12的底面12.2中的模板留孔凹槽所限定，这种布置可使流经底部横向管道26的液体从本体部分12的不同侧面12.3之间排放掉。在本发明的推荐实施例中，铁轨枕木10包括一系列横向管道26，该管道沿着枕木10的长度在纵向上有间隔。
铁轨枕木10还包括至少一条纵向保养管道24，该管道位于本体部分12的长度中并沿着该长度延伸，以便可以例如敷设电缆和/或光纤电缆。
铁轨枕木10还包括由高性能聚合物所制弹力衬垫36(见图5)，该衬垫布置在每个块状构造20的顶面20.1上，且其尺寸可以接纳其上面的轨底，从而弹力衬垫36至少局部保护铁轨枕木10免受施加于枕木10上的动态负载和冲击负载，该负载可导致易碎或疲劳衰坏状况。
铁轨枕木10一般是用预应力的、后加拉力的或常规的钢筋混凝土预浇制的。
本发明还提供适合于承载铁路轨道所用铁轨14的无道碴轨道结构30。轨道结构30包括符合本发明的一系列铁轨枕木10，其中，枕木在无道碴轨道道床上被定位成末端对末端朝向的，从而一条枕木10的过渡接头构造16就与相邻枕木10的过渡接头构造16匹配地啮合。此种布置使这些枕木形成基本上连续的轨道结构30，而不必使各相邻枕木10之间的加强件连续。
过渡接头构造16的尺寸可限制枕木10的侧向移动，从而至少局部限制枕木10的独自偏斜，并减少铁轨14中的弯曲和剪切应力。可以用原地聚合物混凝土加固接头、在接头下面安装活动厚板，或借助于容纳相邻枕木纵向伸展及收缩的螺栓连接件，把各相邻轨道枕木10之间的过渡接头固定住。
轨道结构30还包括第二排轨道枕木10，该排枕木在无道碴轨道道床上被定位成与第一排轨道枕木10有间隔平行朝向的。铁轨枕木10借助于钢制或混凝土横拉杆60而保持正确的间隔，该拉杆固定在铁轨枕木10的两侧上或浇注在该两侧上。
一个任选性能是把原地的混凝土42(见图6)放置在铁轨枕木10之间，从而限定该枕木之间的中央排水沟32。在实行中央排水沟选择之处，推荐选择是把加强网格34固定在铁轨枕木10之间，以便加强中央排水沟32并有效地形成轨道厚板。一旦铁轨枕木10铺设在轨道道床上，连续不断的焊接网格34就可以束紧在一起，以便在枕木10之间形成结构上的连续性。
轨道结构30还包括一个或多个弹力垫38(见图5)，所述弹力垫布置在本体部分12底面12.2与轨道道床中间。弹力垫38可由相对柔软的聚合物构成，其适应于至少局部吸收铁轨枕木10与硬底层例如隧道底板、混凝土桥梁或类似物体之间的动态负载或冲击负载，并削弱结构生成或地面生成的噪音以及振动。
轨道结构30还包括至少一个位于铁轨枕木10的块状构造20下面的岩石暗销或小型桩40(见图6)，以便在恶劣的地面条件下加固枕木20，并使枕木在陡坡、急弯或类似情况下固定位置。所述岩石暗销或小型桩40穿过孔22而安装，并包括穿过铁轨枕木10而垂直延伸并进入块状构造20之下地面里的长孔，长孔40中以混凝土、水泥浆、碎石粒或类似物体填充。
轨道结构30适应于容纳低速及高速的装置，且范围是从轻型轴负载用途例如矿山轨道(约为10吨轴负载)到表面轨道上行驶的重拖拉用途(超过35吨的轴负载)。
要明白，只要不背离权利要求书中所限定的本发明宗旨或范围，本发明的各种其他实施例均有可能。
权利要求
1.一种适于建造轨道结构(30)的预制铁轨枕木(10)，所述枕木(10)包括用于支承铁轨(14)的长的本体部分(12)，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)，该本体部分的至少一个末端终止于一个过渡接头构造(16)中，该构造为匹配尺寸的，以便在使用时与相邻铁轨枕木(10)的互补尺寸过渡接头构造(16)相接合，从而形成基本上连续的轨道结构(30)。
2.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于本体部分(12)两个末端均终止于过渡接头构造(16)处，这种布置使得当一系列铁轨枕木(10)在轨道道床上被布置成末端对末端的朝向时，它们就一起形成基本上连续的轨道结构(30)，而不必使相邻枕木(10)之间的加强件连续。
3.如权利要求1和2所述的铁轨枕木(10)，其特征在于铁轨枕木(10)在无道碴轨道道床上成末端对末端朝向的，从而使过渡接头的间隔(18)限定于各相邻枕木(10)之间的过渡接头构造(16)之间，可让渐进应力在各根枕木(10)之间转移，并防止各根枕木之间横向移位。
4.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它还包括至少一个其尺寸可用于支承铁轨(14)的块状构造(20)，所述块状构造(20)的特征在于，它是至少局部外张的构造，它包括顶面(20.1)、布置成与本体部分(12)的底面(12.2)基本齐平的底面(20.2)，以及至少两个侧面(20.3)。
5.如权利要求4所述的铁轨枕木(10)，其特征在于块状构造(20)的侧面(20.3)至少是从顶面(20.1)朝向底面(20.2)局部外张的，延伸到本体部分(12)的侧面(12.3)之外，从而增大枕木(10)与轨道道床的切力互锁以便减少纵向蔓延。
6.如权利要求4所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它包括多个沿着铁轨枕木(10)有相等间隔的块状构造(20)。
7.如权利要求4所述的铁轨枕木(10)，其特征在于块状构造(20)的顶面(20.1)的尺寸可接纳铁轨所用的铁轨紧固件(37)，且块状构造(20)的顶面(20.1)尤其是相对于本体部分(12)的顶面(12.1)而被升高，从而在使用时，在轨底与本体部分(12)的顶面(12.1)之间就形成间隙。
8.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它包括至少一个孔(22)，该孔沿着波状聚合物护壳排列，并被布置成靠近块状构造(20)的，其延伸于本体部分(12)的顶面与底面之间，其尺寸可接纳水泥浆或类似物体，以便加固块状构造(20)及轨底。
9.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它还包括至少一条横向排水管道(26)，其在铁轨枕木(10)下面延伸，并被本体部分(12)的底面(12.2)中的模板留孔凹槽所限定，这种布置可使液体例如雨水流经底部横向排水管道(26)而在本体部分(12)的不同侧面(12.3)之间排放掉，并从铁轨枕木(10)上排放掉。
10.如权利要求9所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它包括一系列沿着枕木(10)长度在纵向上有间隔的横向管道(26)。
11.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它还包括至少一条纵向保养管道(24)，该管道位于本体部分(12)的长度中并沿着该长度延伸，以便可以例如敷设电缆和/或光纤电缆。
12.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它还包括由高性能聚合物所制弹力衬垫(36)，该衬垫布置在每个块状构造(20)的顶面(20.1)上，且其尺寸可以接纳其上面的轨底，从而弹力衬垫(36)至少局部保护铁轨枕木(10)免受施加于枕木上的动态负载和冲击负载。
13.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它是由预应力的、后加拉力的或常规的钢筋混凝土所预浇制的，且更具体地说，是按倒转方式预浇制的，从而使枕木(10)的顶面(12.1)由最密集的混凝土构成。
14.如权利要求13所述的铁轨枕木(10)，其特征在于混凝土是采用蒸汽、水或化学养护混合物来养护的；且潮湿混凝土的属性可用添加剂例如增塑剂、加速剂或缓凝剂加以修改，而固化混凝土的属性则可用环氧树脂注入法或聚合物注入法加以改变，以便增大抗磨损性并提高化学稳定性。
15.如权利要求13所述的铁轨枕木(10)，其特征在于钢筋由聚合物纤维、天然纤维或钢纤维增强或者甚至替代，以便形成纤维钢筋混凝土。
16.如权利要求13所述的铁轨枕木(10)，其特征在于混凝土中包含一部分沙子般大小的橡胶颗粒。
17.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它在建造轨道结构(30)期间被定位于无道碴轨道道床上。
18.如权利要求1所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它形成为多种长度的，以便容纳不同半径的轨道曲度。
19.一种适合用于建造轨道结构(30)的预制铁轨枕木(10)，所述枕木(10)包括用于支承铁轨(14)的长的本体部分(12)，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)，且包括至少一条排水管道(26)，以便把液体例如雨水从铁轨枕木(10)上排放掉。
20.如权利要求19所述的铁轨枕木(10)，其特征在于排水管道(26)是一条在铁轨枕木(10)下面延伸并被本体部分(12)的底面(12.2)中的模板留孔凹槽所限定的横向排水管道(26)，这种布置可使液体例如雨水流经底部横向排水管道(26)而在本体部分(12)的不同侧面(12.3)之间排放掉。
21.一种适于建造轨道结构(30)的预制铁轨枕木(10)，所述枕木(10)包括用于支承铁轨(14)的长的本体部分(12)，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)，且包括其尺寸可至少局部容纳铁轨(14)的至少一个块状构造(20)，该块状构造(20)以至少局部外张为特征。
22.如权利要求21所述的铁轨枕木(10)，其特征在于块状构造(20)包括顶面(20.1)、布置成与本体部分(12)的底面(12.2)基本齐平的底面(20.2)，以及至少两个侧面(20.3)。
23.如权利要求21和22所述的铁轨枕木(10)，其特征在于块状构造(20)的侧面(20.3)至少是从顶面(20.1)朝向底面局部外张的，延伸到本体部分的侧面(12.3)之外，从而增大枕木(10)与轨道道床的切力互锁以便减少纵向蔓延。
24.如权利要求21所述的铁轨枕木(10)，其特征在于块状构造(20)的顶面(20.1)的尺寸可接纳铁轨紧固件(37)，且块状构造(20)的顶面(20.1)尤其是相对于本体部分(12)的顶面(12.1)而被升高，从而在使用时，在轨底与本体部分(12)的顶面(12.1)之间就形成间隙。
25.如权利要求21所述的铁轨枕木(10)，其特征在于它包括至少一个孔(22)，该孔沿着波状聚合物护壳排列，并被布置成靠近块状构造(20)的，其延伸于本体部分(12)的顶面与底面之间，其尺寸可接纳水泥浆或类似物体，以便加固块状构造(20)及轨底。
26.如权利要求21所述的铁轨枕木(10)，其特征在于岩石暗销或小型桩(40)穿过孔(22)而被安装，以便在恶劣的地面条件下加固枕木(10)，并使枕木在陡坡、急弯或类似情况下固定位置，所述岩石暗销或小型桩(40)包括穿过铁轨枕木(10)而垂直延伸并进入块状构造(20)之下地面里的长孔(22)，长孔(22)中以混凝土、水泥浆、碎石粒或类似物体填充。
27.一种无道碴轨道结构(30)，其适于承载铁路轨道的铁轨(14)，所述轨道结构(30)包括一系列铁轨枕木(10)，每根所述枕木包括用于支承铁轨的长的本体部分(12)，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)，该本体部分的至少一个末端终止于一个过渡接头构造(16)中，该构造为匹配尺寸的，以便与相邻铁轨枕木(10)的互补尺寸过渡接头构造(16)相接合，轨道结构(30)的特征在于枕木(10)在无道碴轨道道床上被定位成末端对末端取向的，使得一根枕木(10)的过渡接头构造(16)与相邻枕木(10)的过渡接头构造(16)匹配地接合，从而各根枕木(10)一起形成基本上连续的轨道结构(30)，而不必使相邻枕木(10)之间的加强件连续。
28.如权利要求27所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于各相邻铁轨枕木(10)之间的过渡接头构造(16)，被用原地聚合物混凝土加固接头(16)、在接头下面安装活动厚板，或借助于容纳相邻枕木(10)纵向伸展及收缩的螺栓连接件这些方式而固定住。
29.一种无道碴轨道结构(30)，其适于承载铁路轨道的铁轨(14)，其中轨道结构(30)包括至少两根铁轨枕木(10)，每根枕木包括支承铁轨的长的本体部分，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)；且枕木(10)在无道碴轨道道床上被定位成有间隔平行朝向的，以便在枕木之间限定中央排水沟(32)，且限定位于枕木(10)之间以便加固中央排水沟(32)的网格(34)。
30.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于网格(34)被固定在至少一根铁轨枕木(10)的本体部分(12)上并从该本体部分的侧面(12.3)而延伸，且最好网格(34)被固定在两根枕木(10)上，从而枕木与已啮合加强的中央排水沟(32)形成轨道厚板。
31.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于网格(34)是一旦铁轨枕木(10)铺设在轨道道床上就被束紧在一起的焊接网格，以便实现轨道厚板的连续性。
32.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于铁轨枕木(10)由至少一条横拉杆(60)而彼此连接，该拉杆延伸于各相邻的平行枕木之间，且最好铁轨枕木(10)经由一系列钢制横拉杆(60)而被彼此连接，该拉杆延伸于沿着轨道结构长度有间隔的各相邻平行枕木之间。
33.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于轨道结构(30)包括一个或多个弹力垫(38)，所述弹力垫布置在本体部分(12)底面(12.2)与轨道道床中间，每个弹力垫(38)可由相对柔软的聚合物构成，其适应于至少局部吸收铁轨枕木(10)与硬底层例如隧道底板、混凝土桥梁或类似物体之间的动态负载或冲击负载。
34.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于轨道结构(30)还包括至少一个位于铁轨枕木(10)下面的岩石暗销或小型桩(40)，以便在恶劣的地面条件下加固枕木(10)，并使枕木在陡坡、急弯或类似情况下固定位置，岩石暗销或小型桩(40)包括穿过铁轨枕木(10)而垂直延伸并进入地面里的长孔(22)，长孔(22)中以混凝土、水泥浆、碎石粒或类似物体填充。
35.如权利要求29所述的无道碴轨道结构(30)，其特征在于轨道结构(30)适应于容纳低速及高速的装置，且范围是从轻型轴负载用途例如矿山轨道(约为10吨轴负载)到表面轨道上行驶的重拖拉用途(超过35吨的轴负载)。
36.一种铺设无道碴轨道结构(30)的方法，该结构适于承载铁路铁轨(14)，所述方法包括如下步骤建筑达到规定强度及尺寸公差的地基构造(土方)层产品；把符合本发明的铁轨枕木(10)固定成有间隔平行朝向的以便形成轨道底板；把已固定的轨道底板按末端对末端的取向铺设在预备好的无道碴构造层产品上；把铁轨(14)放置在铁轨枕木(10)上并定位；以及对铁轨枕木(10)进行机械的垂直及水平定线调节。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于垂直定线是通过把轨道底板提升(吊升)及楔合到正确高度并把枕木(10)下面干混合配料的混凝土或碎石料夯实而实现的，可选的是，通过把适宜的水泥浆灌入或把水泥浆包插入而实现垂直定线。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于水平定线是通过侧向拖拽枕木(10)而实现的。
39.一种制造混凝土铁轨枕木(10)的方法，所述枕木包括支承铁轨(14)所用长的本体部分(12)，该本体部分包括顶面(12.1)、底面(12.2)及至少两个侧面(12.3)，所述方法包括以倒转方式把枕木(10)预浇制在钢闸板中，以确保枕木(10)的顶面(12.1)由最密实的混凝土构成，铁轨(14)就连接在该枕木顶面上；且振荡钢闸板以确保顶面(12.1)中密度最大。
40.基本如本文所述并参照附图举例的一种预制铁轨枕木(10)。
41.基本如本文所述并参照附图举例的一种适合于承载铁路轨道铁轨(14)的无道碴轨道结构(30)。
42.基本如本文所述并参照附图举例的铺设无道碴轨道结构(30)的方法，该轨道结构适合于承载铁路轨道的铁轨(14)。
全文摘要
根据本发明的一个方面，提供一种预制铁轨枕木(10)，其适于建造轨道结构(30)。铁轨枕木(10)包括长的本体部分(12)用以支承铁轨(14)，该本体部分(12)包括顶面(12.1)、底面(12.2)以及至少两个侧面(12.3)，且至少其一个末端终止于过渡接头构造(16)处，该接头构造的尺寸在使用时与相邻枕木(10)的互补尺寸过渡接头构造(16)匹配地啮合，从而形成基本上连续的轨道结构。枕木(10)还包括一系列块状构造(20)，每个该构造均至少局部外张，并延伸到本体部分(12)的侧面(12.3)之外，以增大枕木(10)与轨道道床的切力互锁而减少纵向蔓延；枕木还包括一系列在铁轨枕木(10)下面延伸的横向排水管道(26)，以便让雨水在本体部分(12)的不同侧面(12.3)之间以及从铁轨枕木上排放掉。本发明延展到无道碴轨道结构(30)，该结构包括符合本发明的至少两根铁轨枕木(10)，其中，枕木在无道碴轨道道床上被定位成有间隔平行朝向的，其限定枕木之间的中央排水沟(32)，且该结构包括位于枕木(10)之间以便加固中央排水沟(32)的网格(34)。
文档编号E01B1/00GK1646771SQ03808257
公开日2005年7月27日 申请日期2003年1月21日 优先权日2002年3月1日
发明者埃罗尔·布雷恩韦特 申请人:海弗莱尔投资贸易6控股公司