专利名称：铁路轨道施工垫片及建造铁路轨道的方法
技术领域：
本发明涉及铁路轨道施工垫片及建造铁路轨道的方法。
无碴(板式)铁路轨道施工的通用方法是一种所谓的“自顶向下”的方法。在通常由土木工程承包商预制好的具有相对粗公差的混凝土基层上建造轨道。轨道承包商的工作是通过校正轨距，铁轨倾角，铁道弯线的外轨加高(track cant)，以及垂直和水平定线将铁轨安装在这种混凝土基层上。在自顶向下的方法中，铁道固定基板是以校正间距沿轨道进行布置的，并利用铁轨扣紧系统将其夹固在轨道上。接着，该铁轨间隔一定距离附着于夹具，并且调节夹具以使该铁轨位于所需的位置。这里用于将基板向下压紧到轨基上的锚固系统自基板悬置。然后，形成该轨基的混凝土浇注在基板下面，并且使其凝固。最后，卸除夹具并张紧螺栓。然而，使用该方法时会出现大量的问题。
首先，不希望直接用混凝土将基板铺筑于底板上，这是因为由于基板首先必须与基层混凝土受力层断开，因而这会使基板(在其设计中进行装备)的垂直和横向位置的随后调节更加困难。其次，混凝土会溅在基板上，或者如果浇注的混凝土过多会流在侧部上。在浇注混凝土并随后将其清除前，通过聚乙烯片材包装的每一个基板有时可产生混凝土污染，与其极端地定位在平面的顶部上，倒不如该基板可竖着凹入混凝土槽内，以防止湿气轻易逃出。
为解决这些问题，通常采用两种技术。在第一种技术中，在浇注混凝土前，在每个基板下定位临时施工垫片，该垫片如此设计，以便混凝土不易附着于垫片。当混凝土凝固后，提起所有基板，并在基板重新固定前，卸除临时垫片。另一种可选择的技术是，在每个基板下面使用塑料施工垫片，其作为轨道结构一部分在施工后保持就位。在平面图中，垫片尺寸通常大于基板，并且具有允许随后调节并且降低基板的混凝土污染的可能性的双重用途。如果垫片制造的相对较厚，那么需要浇注的混凝土的精确度可被降低。不管哪种情况，当浇注混凝土时必须将锚定螺栓定位穿过位于垫片中的合适位置的孔。
然而，在采用临时垫片或永久施工垫片情况下，自顶向下施工方法会产生大量其它问题。
首先，这些问题是，当在垫片下浇注混凝土时，当其凝固时，混凝土混合料内包含的空气或水倾向于渗出，并可能被截留在垫片下，因此当混凝土凝固时，在垫片下可能存在空隙和间隙。在极端情况下，其可能占有较大比例的表面积，并在使用时导致基板的支撑不够。用于选择混凝土混合料，振动形式，和降低空隙发生的施工方法的技术有所发展，以减少问题的产生，然而这些方法要求专业技术和严格控制，因此问题仍待解决。
其次，无论使用临时垫片方法或使用永久施工垫片的方法，在浇注混凝土期间，该垫片需要支撑基板的底面。过去使用的方法包括利用胶带或胶将垫片粘附于基板，或可选择利用锚固机理提供的特征，将垫片紧固在基板的底面。在后一种情况下，螺栓必须从基板和垫片的下侧引入，并且部分从此突出，提供的螺栓的物理尺寸大于垫片中孔的尺寸，因此可将其紧固在一起。该垫片必须不能下陷。
最后，在施工期间，锚定螺栓需要垂直于基板的底面定位。特定情况下，基板应设计成具有在铁轨支座板(rail bearing plate)和锚定螺栓之间相对位移的功能。在此，如果所有螺栓未垂直设置，那么在火车通行的情况下，该基板可能不会按设计要求偏斜。
根据本发明的第一方面，提供一种利用自顶向下铺设轨道的方法来建造铁路轨道时所使用的施工垫片，该垫片包括具有第一和第二主表面的板；其特征在于该垫片具有至少一个在该第一和第二主表面之间延伸的通孔，由于该通孔在其两端有开口，并且该通孔如此成形以便能够通过毛细管作用吸水，在该第一和第二主表面的其中一个主表面上形成至少一个与所述通孔连通的通道，以便朝着所述通孔引导空气和/或水，该主表面当垫片使用时位于最下面。
这里发现在正常情况下，当在体现本发明的第一方面的垫片下浇注混凝土并振动时，每一个通道收集从混凝土混合料中渗出的空气和水，并引导它们朝向每个通孔，这里，空气被排出并且水通过毛细管作用吸到垫片的最上面的表面，在此水可排出。试验显示相比标准的平表面的垫片，该方法能显著降低单个空隙的尺寸和空隙的总量，而无需专业技术或混合物。
优选的，具有至少两个在至少一个交叉点彼此交叉的这样的通道，并且通孔被定位在所述的至少一个交叉点上。更优选的是，具有多个在至少一个交叉点彼此交叉的这样的通道(优选的具有多个交叉点)，并且存在多个通孔，该通孔被分别定位在至少多个交叉点上。
这里希望所述的每个通道是线形的，并且该通道如此成形，以致于其彼此垂直交叉。优选的，所述每个通道从垫片的一边延伸到另一边地横穿垫片，并具有半圆形横截面。
根据本发明的第二方面，提供一种利用自顶向下铺设轨道的方法来建造铁路轨道时所使用的施工垫片，该垫片包括具有第一和第二主表面和至少一个螺栓孔的板，该螺栓孔在第一和第二主表面的其中一个主表面内形成，以便容纳螺栓部件，该主表面当垫片使用时位于最上面，其中螺栓孔在内部设有由可变形的材料制成的环状套部件，该环状套部件的直径小于螺栓部件的直径，因而螺栓部件在进入螺栓孔时使环状套部件变形并因此被固定。
优选的，环状套部件邻近第一和第二主表面的其中一个主表面形成，所述其中一个主表面当垫片使用时位于最上面。这里希望环状套部件，特别是希望板自身由塑料材料形成。
优选的，该垫片的厚度等于或大于10mm，并且环状套部件成锥形，其在最上表面以下3mm处形成最小直径。
希望是，存在至少两个这样的螺栓孔，其中每个螺栓孔具有这样的环状套部件，并且该螺栓孔是在第一和第二主表面之间延伸的通孔。
优选的，形成体现本发明的第一方面的垫片以便体现本发明的第二方面。
体现本发明的第二方面的垫片在对应于基板中的那些位置设有至少一个用于螺栓部件的螺栓孔，优选的设有两个或多个。每一个螺栓孔的直径大于对应的螺栓部件的直径，但每一个螺栓孔设有一个薄的内环状套部件，该薄的内环状套部件具有小于螺栓部件的直径的孔。当螺栓部件穿过时，该环状套部件变形并锁定在螺栓部件上，同时将螺栓部件相对垫片固定就位。当垫片停靠在基板的底面时，该垫片在基板下固定就位。如果用于螺栓部件的锯齿状的垫圈装置放置在适当位置，那么还发现该装置可稳固地固定螺栓部件就位，并按要求垂直于基板的底面。这可应用于基板自身倾斜以形成外轨加高。垫片可在使用固定螺栓的基板下面滑动，这些固定螺栓可从基板的上面引入，以降低其高度，在此处相比固定螺栓必须从基板下面送入的结构，当固定螺栓引入时，该基板需要设置在混凝土的受力层上。
环状套部件优选的定位在螺栓孔的顶边上。这意味着当浇注混凝土时，混凝土将充满螺栓部件和供其穿过的较大直径的孔之间的较小间隙。优选的在底面附近定位环状套部件，这将在螺栓部件周围留下较小的间隙，随后该间隙内将充满从基板上渗入的水。
根据本发明的第三方面，提供了一种采用在铁轨基板下形成铁路轨道部件的施工垫片的自顶向下铺设铁路轨道的方法，在该方法中，在该垫片与该基板的底面开始接触后，垫片抵靠在基板的底面固定，同时在垫片下浇注混凝土，其中该垫片是根据本发明的第二方面的垫片，并且通过螺栓部件插入垫片中的螺栓孔和基板中的对应的螺栓孔，将垫片抵靠在基板的底面固定，垫片螺栓孔内的螺栓部件的第一部分通过所述环状套部件固定，螺栓部件的第二部分穿过基板螺栓孔延伸，并通过螺栓部件固定装置固定。
优选的，该螺栓部件通过该垫片螺栓孔的端部穿过垫片，在垫片使用时，该垫片螺栓孔位于最上面。
现在参考附图来举例说明本发明，其中
图1和图2是分别显示体现本发明的第一方面的垫片的仰视和俯视立体图；图3是显示使用了体现本发明的第二方面的施工垫片的铁路轨道的立体图；图4是显示图3的局部横截面放大侧视图；以及图5和6分别显示图4中环状部分X的横截面图和立体图(在图5和6中，出于清楚显示的目的，该螺栓被省略)。
根据本发明的第一方面的一个优选实施例，如图1和图2所示，一种具有顶面1a和底面1b的矩形垫片1在其底面1b上设有交叉的矩形网格通道2。该通道2之间建议的间隔在20mm到50mm之间。在厚度约10mm的垫片中，该通道2的建议截面是直径为6mm，深为3mm的半圆形截面。在每对垂直通道2的交点设有通孔3，该通孔3从垫片1的底面1b向顶面1a延伸。因此，可存在多个通孔，每个通孔可通气并且通过毛细管作用吸水，该通孔的尺寸和数量仅受利用垫片充分支撑基板的需求限制。为了通过毛细管作用向垫片的最上表面吸水，每个通孔的直径通过垫片的厚度来确定。对于10mm厚的垫片，通孔的直径优选的大约是3mm。如果是4mm厚的垫片，那么通孔的直径优选的大约是7.5mm。
现在参考附图3到6对体现本发明的第二方面的垫片10进行描述，其中参考标号20表示铁轨基板，30表示铁轨，40表示铁轨扣紧设备，50表示弹性轨垫，60表示混凝土板，70表示螺栓组件。该螺栓组件70从上面引入，并通过垫片10固定就位，该垫片10还抵靠在基板20的底部固定。该垫片10还优选的是在体现本发明的第一方面的垫片底面具有一个或多个通道2和通孔3的垫片，然而图3到图6未显示该通道和通孔。
用于自顶向下铺设轨道方法的施工垫片10在建造后保留部分永久结构。其优选的由模压塑料材料制造。施工垫片提供有滑动表面，在该滑动表面上设置铁轨基板20，并且建造好后，通过在施工垫片10的顶部和基板20的底部之间添加或卸除附加垫片(未显示)来方便地对基板20的垂直度进行调节。该施工垫片允许对基板20的位置横向调节，这种调节通常通过将基板20中的细长的孔21(未显示)和与类似锯齿垫圈22配合的锯齿状的齿的结合来实现，或通过偏心衬套装置(未显示)来实现。因此，施工垫片10必须至少长于基板20自身所提供的横向调节范围，以便基板20在整个调节范围均坐落在垫片10上。然而，垫片10在长度和宽度上通常制造成比基板20最少大40mm，以便在施工中沿基板20的所有侧面至少突出20mm。如此制造以确保混凝土不易溅在基板20上且不会将其污染。这里制造足够厚的垫片10，以便其在自重下不会明显下垂。典型的是，垫片10具有10-12mm的厚度。对于这种厚度的垫片10，浇注混凝土必要的精确度可以小于没有垫片10情况下的精确度。
该垫片10设有至少一个用于容纳螺栓组件70的螺栓孔11，优选一个以上的孔。在螺栓孔11的边缘内，形成由可变形的材料制成的薄环状套部件12。典型的是，螺栓孔11具有24.2mm的直径，而环状套部件12具有23mm的直径(固定螺栓71的标称直径是24mm)。
在该实施例中，螺栓组件70包括固定螺栓71，该固定螺栓在其两端71a，71b具有螺纹，并在两端之间是非螺纹部分71c，当固定螺栓71插入螺栓孔11时，该非螺纹部分71c通过环状套部件12夹紧。固定螺栓71的71a部分承载螺母72。该螺母72下是扁平的钢垫圈73，弹簧钢盘垫圈74和尼龙绝缘套75。这里通过帽76保护部件72到75不受污物污染和腐蚀。请注意，这种类型的螺栓组件70对于本发明并非必要的。
本发明中所体现的施工垫片可以不同形式用在上述各种自顶向下的方法中，其中基板是在施工垫片10下通过直接浇注的薄层泥浆而非混凝土来直接支撑。
权利要求
1.一种利用自顶向下铺设轨道的方法来建造铁路轨道时所使用的施工垫片，该垫片包括具有第一和第二主表面(1a，1b)的板(1)；其特征在于，在所述第一和第二主表面(1a，1b)之间延伸设有至少一个通孔(3)，该通孔(2)在其两端有开口，并且该通孔(3)如此成形以便能够通过毛细管作用吸水；在所述第一和第二主表面(1a，1b)的其中一个主表面(1b)上，形成至少一个与所述通孔(3)连通的通道(2)，以便向所述的通孔(3)引导空气和/或水，所述的其中一个主表面(1b)当所述垫片使用时位于最下面。
2.如权利要求1所述的垫片，其特征在于，具有至少两个在至少一个交叉点彼此交叉的所述的通道(2)，并且所述通孔(3)定位在所述至少一个交叉点上。
3.如权利要求2所述的垫片，其特征在于，具有多个在至少一个交叉点彼此交叉的所述的通道(2)。
4.如权利要求3所述的垫片，其特征在于，有多个通孔(3)，所述多个通孔(3)被分别设置在至少一些交叉点上。
5.如前述任一权利要求所述的垫片，其特征在于，所述每个通道(2)是线形的。
6.如权利要求2到4中任一所述的垫片，或如从属于权利要求2到4中任一的权利要求5所述的垫片，其特征在于，所述通道(2)如此成形，以便彼此垂直交叉。
7.如前述任一权利要求所述的垫片，其特征在于，所述每个通道(2)从一边延伸到另一边横穿所述垫片。
8.如前述任一权利要求所述的垫片，其特征在于，所述每个通道(2)具有半圆形横截面。
9.如前述任一权利要求所述的垫片，还包括至少一个螺栓孔(11)，该螺栓孔(11)在所述第一和第二主表面(10a，10b)的其中一个主表面(10a)内形成，以便容纳螺栓部件(71)，所述的主表面(10a)当垫片使用时位于最上面，其特征在于所述螺栓孔(11)在内部设有由可变形的材料制成的环状套部件(12)，所述环状套部件(12)的直径小于所述螺栓部件(71)的直径，因而所述螺栓部件(71)在进入所述螺栓孔(11)时，所述螺栓部件(71)使所述环状套部件(12)变形并因此被固定。
10.一种利用自顶向下铺设轨道的方法来建造铁路轨道时所使用的施工垫片，该垫片包括具有第一和第二主表面(10a，10b)和至少一个螺栓孔(11)的板(10)，该至少一个螺栓孔(11)在所述第一和第二主表面(10a，10b)的其中一个主表面(10a)上形成，以便容纳螺栓部件(71)，所述的其中一个主表面(10a)当所述垫片使用时位于最上面，其特征在于，所述螺栓孔(11)在内部设有由可变形的材料制成的环状套部件(12)，所述环状套部件(12)的直径小于所述螺栓部件(71)的直径，因而在所述螺栓部件(71)进入所述螺栓孔(11)时，所述螺栓部件(71)使所述环状套部件(12)变形并因此被固定。
11.如权利要求9或10所述的垫片，其特征在于，所述环状套部件(12)邻近所述第一和第二主表面(10a，10b)的其中一个主表面(10a)形成，所述其中一个主表面(10a)当所述垫片使用时位于最上面。
12.如权利要求9，10或11所述的垫片，其特征在于，所述环状套部件(12)由塑料材料形成。
13.如权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述板(10)由塑料材料形成。
14.如权利要求13所述的垫片，其特征在于，所述垫片的厚度等于或大于10mm。
15.如权利要求14所述的垫片，当权利要求14从属于权利要求11时，其特征在于，所述环状套部件(12)成锥形，其在所述其中一个主表面(10a)下3mm处形成最小直径。
16.如权利要求9到15中任一所述的垫片，其特征在于，存在至少两个所述的螺栓孔(11)，每个所述的螺栓孔(11)具有所述的环状套部件(12)。
17.如权利要求9到16中任一所述的垫片，其特征在于，所述螺栓孔(11)是在所述第一和第二主表面(10a，10b)之间延伸的通孔。
18.一种采用位于构成铁路轨道部件的铁轨基板(20)下的施工垫片(10)进行自顶向下铺设铁轨道的方法，在该方法中，在所述垫片(10)与所述基板(20)的底面开始接触后，所述垫片(10)抵靠所述基板(20)的底面固定，同时在所述垫片(10)下浇注混凝土；其特征在于，该垫片(10)是如权利要求9到17任一所述的垫片；并且所述垫片(10)通过插入垫片(10)中的螺栓孔(11)和所述基板(20)中的对应的螺栓孔(21)内的螺栓部件(71)抵靠在所述基板(20)的底面固定，所述垫片螺栓孔(11)内的所述螺栓部件(71)的第一部分(71c)通过所述环状套部件(12)固定，并且所述螺栓部件(71)的第二部分(71a)穿过所述基板螺栓孔(11)延伸，该基板螺栓孔(11)通过螺栓部件固定装置(22)固定。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述螺栓部件(71)经过所述垫片螺栓孔(11)的端部穿过所述垫片(10)，在所述垫片(10)使用时，该垫片螺栓孔(11)位于最上面。
全文摘要
本发明涉及一种利用自顶向下铺设轨道的方法建造铁路轨道时所使用的施工垫片(1)，该施工垫片包括具有第一和第二主表面(1a，1b)的板，其中该垫片具有至少一个在第一和第二主表面(1a，1b)之间延伸的通孔(3)，该通孔(3)在其两端有开口，并且其中第一和第二主表面(1a，1b)的其中一个主表面(1b)上形成至少一个与所述通孔(3)连通的通道(2)，以便朝着通孔(3)引导空气和/或水，所述的主表面(1b)当垫片(1)使用时位于最下面。在自顶向下铺设铁路轨道的方法中，采用这种形成铁路轨道部件的位于铁轨基板下的施工垫片，在垫片与基板的底面开始接触后，垫片抵靠在基板的底面固定，同时在垫片下浇注混凝土。
文档编号E01B29/00GK101061274SQ200580035906
公开日2007年10月24日 申请日期2005年10月18日 优先权日2004年10月19日
发明者李·迈克尔·查普曼, 布鲁诺·M·B·坎岱尔 申请人:潘得路有限公司