专利名称：高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路轨道联接装置，特别是一种高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置。
背景技术：
现在常用的铁路轨道联接方式是通过两块联接头魚尾夹板(GB184-63，GB185-63)，在钢轨(GB181-63，GB182-63，GB183-63)两侧用螺栓紧固。施工虽然简便，但是因为钢轨的线性热膨胀，致使钢轨联接处必须预留一定间隙，以保证钢轨在线性热膨胀时的伸缩空间。而列车高速行驶中，轮辕在钢轨联接间隙处的撞击与振动而带来的危害，至今是轮式列车高速行驶的极限时速难以超越的主要因素。
公知的解决钢轨联接间隙的相关方案分为以下类型1、斜面单段间隙类。2、阶梯分段间隙类。3、叉楔分段间隙类；4、V型及X型无缝类；5、无缝焊接类。
第1类，为完全刚性联接，简便可靠，但其间隙段钢轨联接处，承载能力低，局部易于磨损，造成整根钢轨服役期大大缩短。
第2类，也为完全刚性联接，但因施工场地所限，不易加工，检修更换困难，而且其间隙段钢轨联接处，承载能力低，局部易于磨损，造成整根钢轨服役期大大缩短。
第3类，也为完全刚性联接，不但施工场地所限，不易加工；就是在驻地厂房加工，也费工误时，检修更换更加困难，其间隙段钢轨联接处，强度减弱，承载能力低，局部易于磨损、裂纹，造成整根钢轨提前报废。
第4类，为完全柔性联接，钢轨联接处，承载能力低，为此有的使用特异形轨枕，增设刚性支承，不但结构繁杂，检修更换极为困难，而且钢轨联接段处不能与非联接段同步下沉，留下安全隐患，X型钢轨联接头又增加了施工地不易加工和铁路轨道内侧轨距改变的另一安全隐患。
以上前四类，只有第4类的V型，在国外有应用外，其余均因实用性差，没有得到应用推广。
第5类，无缝焊接类虽然法国在欧州平原的环境中作了有成效的试验探索，如在施工地采用电渣焊焊接工艺、等离子焊接工艺对钢轨进行焊接，焊缝整形、热处理、抛光、喷丸、探伤等复杂工序联接钢轨，以相对减少联接头的数量，从而减少轮辕在钢轨联接间隙处的撞击与振动而带来的危害。我国已在提速的铁路轨道上试运行采用了这一工艺，把数根钢轨焊接成250米的超长钢轨，实施焊接有两种方式1、进口这种联合焊接设备，在施工地焊接；2、在驻地厂房中焊接后，用多节平板火车接长运往施工地。一方面进口这种联合焊接设备，系统庞大、工艺过于复杂，运输困难，施工成本高昂、耗时误工，遇到弯道山地更加难以普及应用；另一方面刚性联接延长的钢轨增强了共振效应，减少联接头的数量的同时使钢轨联接积累的预留间隙同时也增大了数倍，而处理这一积累的极限预留间隙，成为新的难题。另一种整体记忆合金热收缩补救方式，可以抵消轨道热膨胀，但造价昂贵，合金强度低，难以应用。
中国实用新型专利授权公告号CN2393905公开了一种叉楔式铁轨连接头，属上述的第1、2、3类的组合，是利用似叉子形状的主体与似楔子形状的副体结构相互交错结合，通过插入主体凹槽内的夹片，安装在预应力式水泥枕木上，用以消除车轮压过钢轨接缝产生的噪音和共振现象。虽然相互交错结合方式有助于分散钢轨联接处的集中应力。但是也存在一些问题，如一方面其钢轨纵向凹槽处内侧根部单薄，反复沉受载荷易于产生疲劳裂纹而失效；另一方面其主体凹槽几乎无法加工成形，现有钢轨是在钢厂连铸机流出的热坯未经冷却即实施轧制成形，辊道上轧制不能得到其主体凹槽所需的槽形，以模锻方式或者冷加工的金属切削方式、线切割及电火花方式都使加工成本极为高昂而失去实用性。其提出的预应力式水泥枕木，固然有助于减少共振效应，其复杂的实现方式不说，单说其底面积大于非联接段的普通枕木数倍，这样，经过列车运行中反复压振，相对很长的非联接段与极短的联接段钢轨不能同步下沉，致使铁路轨道日益出现高低不平，产生变形扭曲，危害列车运行安全。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述铁路轨道联接处列车产生噪声振动缺陷的在轨道承载面上的接缝间隙，而提出一种简便易行的、安全可靠的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置。
本实用新型解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。
高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，由C形支承套、V型联接头、通用联接头魚尾夹板、若干个阻尼弹性体以及联接件所组成；所述C形支承套的横截面呈“C”字形，其两端分别套接在相邻的两钢轨端头底部，两钢轨端头呈斜面；填补接缝预留间隙的V型联接头具有对称的双斜面端口，分别与相邻的两个钢轨斜面端头贴合，不预留间隙；V型联接头和钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板一起，与两个钢轨端头通过阻尼弹性体、联接件和钢轨内侧的魚尾夹板联接；V型联接头的上平面与钢轨承载面的上平面平齐，底面由C形支承套支承，两者之间预留有可以横向滑移的间隙。
两钢轨斜面端口的接缝处相对预留间隙，V型联接头完全填补了这一预留间隙，保持双轨间内侧的平行距离恒定的V型区域足够短，当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡。V型联接头与相邻的两个钢轨端头在钢轨纵向上采用柔性联接，C形支承套与相邻的两个钢轨端头套接，具有良好的刚性；在钢轨承载面垂直方向上采用钢性联接，V型区域承受的垂直强大载荷被C形支承套分散到相邻的两钢轨端头。当钢轨线性热澎胀时，钢轨斜面端口将挤压V型联接头，分割、吸收共振效应的阻尼弹性体被压缩，V型联接头带动通用联接头魚尾夹板向轨道外侧移动，它把钢轨纵向膨胀延伸位移转换为横向的沿斜面作相对滑动。
所述的C形支承套的底部垂直设置有调整C形支承套与钢轨、V型联接头之间的间隙的螺钉和防松螺帽。
所述的C形支承套可以采用分体的结构，在其底面的一侧设置有用于调整间隙的斜楔形调整块和横向设置的调整C形支承套与钢轨、V型联接头之间的间隙的螺钉和防松螺帽，调整块用螺栓与C形支承套底面联接。
所述的C形支承套的中部凹槽底面，设置有凸台，凸台上平面平整光滑，还可以设置润滑油槽。
所述的V型联接头与钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板可以采用分体的结构，V型联接头侧面设有螺纹孔，对应的通用联接头魚尾夹板上增设有通孔，用螺栓通过阻尼弹性体与钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板联接，并通过阻尼弹性体预留间隙；而钢轨外侧及内侧的通用联接头魚尾夹板与相邻的两个钢轨端头之间采用刚性联接，不设置阻尼弹性体。
所述的V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板可以采用整体的结构，V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板刚性焊接，钢轨外侧及内侧的通用联接头魚尾夹板的两端与相邻的两个钢轨端头之间采用柔性联接，设置阻尼弹性体，用螺栓预紧联接。
所述的V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板，可以在其底面设置槽口向下的横向凹槽，V型联接头侧边的凸沿上平面与之贴合，其底面与C形支承套的支承凸台上平面贴合；贴合面平整光滑，可以设置润滑油槽。
所述的钢轨斜面端头的斜面可以沿斜面母线方向弯折。
所述的通用联接头魚尾夹板可以采用非标准的其它形式。
所述的阻尼弹性体可以为合成橡胶、高分子聚合物、弹簧等弹性构件。
所述的接缝处区域可以改设抗振水泥轨枕，其内部可以分布有不锈钢纤维，提高抗振效果，其底面尺寸、外形与普通水泥枕木一致，使接缝处区域的路基支承力与各段相同，铁路轨道各段与路基同步下沉，保持铁路轨道平整度达到安全运行标准。
本实用新型简便可靠，核心设计只增加三种构件C形支承套、V型联接头、阻尼弹性体；最大限度地与现行工业标准兼容，其联系尺寸、孔位、孔距都不改变，钢轨斜面端头加工可以在施工地用手提磁性工具完成，改建升级成本低，没有增加施工工作量，新建轨道施工进度快，造价低，节省了施工设备和养路器材，保证了列车高速安全、平稳低噪运行，提高了列车极限时速和旅客舒适感。
下面通过附图和具体实施例来进一步说明本实用新型。
图1是实施例1的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的C-C剖视图；图4是图1的B-B剖视图；图5是实施例1的C形支承套与钢轨端头的联接关系图；图6是图5的左视图；图7是实施例1的V型联接头与通用联接头魚尾夹板的联接关系图；图8是图7的左视图；图9是图8的俯视图；图10是实施例2的结构示意图；图11是图10的A-A剖视图；图12是图10的B-B剖视图；图13是图10的C-C剖视图；
图14是实施例2的C形支承套与钢轨端头的联接关系图；图15是图14的左视图；图16是实施例2的V型联接头与通用联接头魚尾夹板的联接关系图；图17是图16的左视图；图18是图17的俯视图；图19是实施例3的结构示意图；图20是图19的A-A剖视图；图21是图19的B-B剖视图；图22是图19的C-C剖视图；图23是实施例3的C形支承套与钢轨端头的联接关系图；图24是图23的左视图；图25是实施例3的V型联接头与通用联接头魚尾夹板的联接关系图；图26是图25的左视图；图27是图26的俯视图。
具体实施方式
下面所描述的具体实施方式
仅是对本示例的说明，在阅读了本实用新型的上述表述内容之后，本领域的技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的限定范围之内。
实施例1如图1至图9所示的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，由C形支承套1、V型联接头2、通用联接头魚尾夹板3、4(GB184-63，GB185-63)、6个阻尼弹性体5以及螺栓6、螺帽7组成。
C形支承套1的截面呈“C”字形，其两端分别套接在相邻的两钢轨8、9端头底部；两钢轨8、9端头呈斜面81、91。
填补接缝预留间隙的V型联接头2具有对称的双斜面端口21、22，双斜面端口21、22分别与相邻的两个钢轨8、9斜面81、91端头贴合，不预留间隙。
V型联接头2与钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3焊接联成一体，其两端分别与相邻的两个钢轨8、9端头通过阻尼弹性体5、螺栓6和钢轨8、9内侧的通用联接头魚尾夹板4联接，V型联接头2的上平面与钢轨8、9承载面的上平面平齐；V型联接头2的底面与C形支承套1的凹槽贴合，预留间隙可以横向滑移。
V型联接头2与钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3焊接联成一体，V型联接头2采用MnSi低合金钢钢轨大批量加工而成，V型联接头2的下平面贴合于C形支承套1的凹槽，预留间隙以利于钢轨线性热膨胀时伸缩可以横向滑移。
螺栓6穿过两通用联接头魚尾夹板3、4孔位、钢轨8、9端头的孔位、阻尼弹性体5，装上防松垫圈，预紧螺帽7，螺帽7预紧力大小由预紧可调板手定量设定。
C形支承套1的底部垂直设置有调整C形支承套1与钢轨8、9、V型联接头2之间的间隙的螺钉11和防松螺帽12。
阻尼弹性体5由高分子聚合物制作，加工成园柱套的形状，轴心上设置便于螺栓6穿过的通孔，这样构成了的预应力铁路轨道阻尼柔性联接装置。安装在抗振水泥轨枕上。
当列车轮辕通过该联接装置时，其在钢轨8、9上共振效应产生的振动谐波，被阻尼弹性体5分段隔离、吸收。当钢轨的线性热膨胀时，钢轨8、9斜面端头81、91挤压V型联接头2，阻尼弹性体5压缩，V型联接头2在C形支承套1的凹槽内和钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板3一起向轨道外侧移动，它把钢轨纵向膨胀延伸位移转换为横向的沿斜面作相对滑动，而双轨内侧间的平行距离没有改变，保证了列车高速安全、平稳低噪运行。施工时两钢轨8、9斜面81、91端头接缝处相对预留间隙，V型联接头2完全填补了轨道承载面上这一预留间隙，保持双轨间内侧的平行距离恒定的V型区域足够短，当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡；抗振水泥轨枕的底面尺寸、外形与普通水泥枕木基本一致，接头处的抗振水泥轨枕的间距与其它非接头处的轨枕间距一致，使路基支承力各段相同，铁路轨道整体与路基同步下沉，确保铁路轨道平整度达到安全运行标准；抗振水泥轨枕其内部分布有螺纹钢筋和不锈钢纤维，提高抗振效果。本实施例适宜温差大的地区、承载量小的轻轨的改建和新建。
实施例2如图10至图18所示的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，由C形支承套1、V型联接头2、通用联接头魚尾夹板3、4(GB184-63，GB185-63)、1个阻尼弹性体5以及螺栓6、螺帽7组成。
C形支承套1的截面呈“C”字形，其两端分别套在相邻的两钢轨8、9端头底部，两钢轨8、9端头呈斜面81、91。
C形支承套1的底而中部凹槽内设有凸台13。
V型联接头2采用高Mn钢大批量加工而成，V型联接头2具有对称的双斜面端口21、22，双斜面端口21、22分别与相邻的两个钢轨8、9斜面81、91端头贴合，不预留间隙。
V型联接头2与钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3之间，夹靠1个阻尼弹性体5，预留间隙，V型联接头2侧面设有螺纹孔，对应的通用联接头魚尾夹板3中部侧面上设有通孔31，用螺钉23通过阻尼弹性体5预紧联接。
阻尼弹性体5由高分子聚合物制作。
钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3的中部底面上设有槽口向下的横向凹槽32，V型联接头2侧边的凸沿24上平面与之贴合，其底面与C形支承套1的凸台13上平面贴合；贴合面平整光滑，并在V型联接头2的底面和凸沿24上平面设置了润滑油槽26、25。
与V型联接头2同侧的通用联接头魚尾夹板3加工了一个通孔31和横向凹槽32，成为专用的联接头魚尾夹板；两通用联接头魚尾夹板3、4的两端分别与相邻的两个钢轨8、9端头通过螺栓6紧固联接，V型联接头2的上平面与钢轨8、9承载面的上平面平齐；V型联接头2的底面与C形支承套1凹槽内的凸台13贴合，预留间隙可以横向滑移。
施工时两钢轨8、9斜面81、91端头接缝处相对预留间隙，V型联接头2完全填补了轨道承载面上这一预留间隙，保持双轨间内侧的平行距离恒定的V型区域足够短。
当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡；螺栓6穿过通用联接头魚尾夹板3、4孔位、钢轨8、9端头的孔位、V型联接头专用魚尾夹板的孔位、装上防松垫圈，紧固螺帽7，这样构成了的铁路轨道阻尼柔性联接装置。
当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡，其在V型区域上共振效应产生的振动谐波，被阻尼弹性体5吸收。当钢轨的线性热膨胀时，钢轨8、9斜面81、91端口将挤压V型联接头2，阻尼弹性体5压缩，V型联接头2在C形支承套1凹槽内的凸台13上向轨道外侧移动，靠向钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3，它把钢轨8、9纵向膨胀延伸位移转换为横向的沿斜面作相对滑动，而双轨内侧间的平行距离没有改变，保证了列车高速安全、平稳低噪运行。本实施例适宜温差小的地区、承载量大的重轨的改建和新建。
实施例3如图19至图27所示的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，由C形支承套1、V型联接头2、通用联接头魚尾夹板3、4(GB184-63，GB185-63)、6组蝶形弹簧5a以及螺栓6、螺帽7组成。
C形支承套1的截面呈“C”字形，其两端分别套在相邻的两钢轨8、9端头底部，两钢轨8、9端头呈斜面81、91。
C形支承套1的底面中部凹槽内设有凸台13。
C形支承套1采用分体的结构，在其底面的一侧设置有用于调整间隙的斜楔形调整块14和横向设置的调整C形支承套1与钢轨8、9、V型联接头2之间间隙的螺钉15和防松螺帽16，斜楔形调整块14用螺栓17与C形支承套1底面联接。
V型联接头2采用高Mn钢大批量加工而成，V型联接头2与钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3焊接联成一体，其两端分别与相邻的两个钢轨8、9端头通过蝶形弹簧5a、螺栓6和钢轨8、9内侧的通用联接头魚尾夹板4联接；钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板4的中部底面上设有槽口向下的横向凹槽32，V型联接头2侧边的凸沿24上平面与之贴合，其底面与C形支承套1的凸台13上平面帖合；贴合面平整光滑，并在V型联接头2的底面设置了润滑油槽26。
钢轨8、9外侧的通用联接头魚尾夹板3上加工了横向凹槽32，成为专用的联接头魚尾夹板；两通用联接头魚尾夹板3、4的两端分别与相邻的钢轨8、9端头用螺栓通过蝶形弹簧5a预紧联接，V型联接头2的上平面与钢轨承载面的上平面平齐；V型联接头2的底面与C形支承套1凹槽内的凸台13贴合，预留可以横向滑移的间隙。
施工时两钢轨8、9斜面81、91端头接缝处相对预留间隙，V型联接头2完全填补了轨道承载面上这一预留间隙，保持双轨间内侧的平行距离恒定的V型区域足够短。
当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡；螺栓6穿过两通用联接头魚尾夹板3、4孔位、钢轨8、9端头的孔位、蝶形弹簧5a、装上防松垫圈，预紧螺帽7，这样构成了的预应力铁路轨道阻尼柔性联接装置。
当列车轮辕通过该联接装置时，处于平滑过渡，其在钢轨上共振效应产生的振动谐波，被蝶形弹簧5a分段隔离、吸收。当钢轨8、9的线性热膨胀时，钢轨8、9斜面81、91端头将挤压V型联接头2，蝶形弹簧5a压缩，V型联接头2在C形支承套1凹槽内的凸台13上向轨道外侧移动，移向钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板3，它把钢轨纵向膨胀延伸位移转换为横向的沿斜面作相对滑动，而双轨内侧间的平行距离没有改变，保证了列车高速安全、平稳低噪运行。本实施例适宜温差大的地区、承载量大的重轨的改建和新建。
本实用新型的上述实施例与公知技术方案的比较
权利要求1.高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于该装置由C形支承套、V型联接头、通用联接头魚尾夹板、若干个阻尼弹性体以及联接件所组成；所述C形支承套的横截面呈“C”字形，其两端分别套接在相邻的两钢轨端头底部，两钢轨端头呈斜面；填补接缝预留间隙的V型联接头具有对称的双斜面端口，分别与相邻的两个钢轨斜面端头贴合，不预留间隙；V型联接头和钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板一起，与两个钢轨端头通过阻尼弹性体、联接件和钢轨内侧的魚尾夹板联接；V型联接头的上平面与钢轨承载面的上平面平齐，底面由C形支承套支承，两者之间预留有可以横向滑移的间隙。
2.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的C形支承套的底部垂直设置有调整C形支承套与钢轨、V型联接头之间的间隙的螺钉和防松螺帽。
3.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的C形支承套采用分体的结构，在其底面的一侧设置有用于调整间隙的斜楔形调整块和横向设置的调整C形支承套与钢轨、V型联接头之间的间隙的螺钉和防松螺帽，调整块用螺栓与C形支承套底面联接。
4.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的C形支承套的中部凹槽底面，设置有凸台，凸台上设置有润滑油槽。
5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的V型联接头与钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板采用分体的结构，V型联接头侧面设有螺纹孔，对应的通用联接头魚尾夹板上增设有通孔，用螺栓通过阻尼弹性体与钢轨外侧的通用联接头魚尾夹板联接，并通过阻尼弹性体预留间隙；而钢轨外侧及内侧的通用联接头魚尾夹板与相邻的两个钢轨端头之间采用刚性联接，不设置阻尼弹性体。
6.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板采用整体的结构，V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板刚性焊接，钢轨外侧及内侧的通用联接头魚尾夹板的两端与相邻的两个钢轨端头之间采用柔性联接，设置阻尼弹性体，用螺栓预紧联接。
7.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的V型联接头与外侧的通用联接头魚尾夹板，在其底面设置槽口向下的横向凹槽，V型联接头侧边的凸沿上平面与之贴合，其底面与C形支承套的凸台上平面贴合；凸台上设置润滑油槽。
8.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的钢轨斜面端头的斜面沿斜面母线方向弯折。
9.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的通用联接头魚尾夹板采用非标准的其它形式。
10.根据权利要求1所述的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，其特征在于所述的阻尼弹性体为合成橡胶、高分子聚合物、弹簧等弹性构件。
专利摘要本实用新型公开的高速铁路轨道定轨距阻尼抗振联接装置，由C形支承套、V型联接头、焦尾夹板、阻尼弹性体以及联接件组成。C形支承套的截面呈“C”字形，其两端分别套在两钢轨端头底部，两钢轨端头呈斜面；V型联接头分别与两个钢轨斜面端头贴合，与两个钢轨端头通过阻尼弹性体、联接件和两焦尾夹板联接；V型联接头的上平面与钢轨的上平面平齐，由C形支承套支承，预留间隙可以横向滑移。其简便可靠，保持轨距恒定，分割、吸收了共振效应，与现行工业标准兼容，钢轨斜面加工在施工地用简易工具完成，改建、升级、新建施工进度快，造价低，节省了施工设备和养路器材，保证了列车高速安全、平稳低噪运行，提高列车极限时速和旅客舒适感。
文档编号E01B11/00GK2844196SQ20052005215
公开日2006年12月6日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者宁利忠, 宁君毅, 宁君立, 宁一公 申请人:宁一公