专利名称：铁路列车平稳转轨的轨道接口技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道列车技术领域的轨道接口技术，尤其是涉及一种铁路 列车平稳转轨的轨道接口技术。
背景技术：
目前，轨道交通中的铁轨轨道接口技术，多年来一直采用齐头对接的方法， 为了适应由气温变化而产生长度的伸縮，铁轨与铁轨之间都要留有一定的间 隙，接头处再用连接夹板固定。这个间隙再小，车轮通过时，也有一个悬空的 瞬间，从而造成列车在行进中，车体不停地发生上下轻微的震动，同时伴有咯 噔、咯噔———的噪声。在当今列车高速运行的时代，这种震动和噪声都必须加
以克服和改进，人们为了减少这种震动和噪声，把铁轨的接口数量减少，也就 是加长每根铁轨的长度，如一公里、或一公里以上一个接口等，铁轨加长后， 使施工的难度加大，并没有彻底根除这一技术上的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中存在的缺陷，其发明内容是改变前后 两根铁轨接口部位的几何图形，实现车轮在轨道接口部位平稳转轨的接口技 术，取代现行突然转轨的齐头接口技术；从而，使轨道列车的车轮，在行进中 从一根铁轨上平稳地转移到下一根铁轨上；列车前进中车轮走出一根铁轨时， 采用了逐渐走出的方法，既从百分之百逐步到百分之零而退出；车轮进入另一 根铁轨时，采用了逐渐进入的方法，既从百分之零逐步到百分之百而进入；退 出和进入是同时进行并互补，这样车辆运行中，在车轮转轨的短短区间内，由 前后双轨共同承受车轮的重量，任何瞬间都没有悬空，所以列车运行中就不会
产生震动和发出噪声，确保列车、尤其是高速列车的平稳运行；这一发明，改 变了人类自有轨道列车以来，数百年间轨道接口技术一直采用齐头对接的现 状。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案有四个
第一、二技术方案适用于普通列车和高速列车的铁轨使用，既铁轨轨面
宽度小于100mm的窄轨，也实合于宽轨、重轨、超重轨的铁轨使用，既铁轨 轨面宽度大于100mm的宽轨；其中
第一技术方案是采用斜口式对接技术，在铁轨制造时，将铁轨轨面的两 端制造成斜口，两端的斜口面平行，接口部位是斜面对斜面的对接，前后两根 铁轨之间，根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，再用比常规加长 一个转轨区间的轨道连接夹板，将两根铁轨的接口部位连接固定，接口部位的 下方，按常规垫有坚固的枕木或是平台，将前后两根铁轨固定牢固、高度一致、
受力均匀，达到车轮运行中的平稳转移；车轮行进中，从后一根铁轨向前面的
一根铁轨转轨时，在转轨区间内，前后双轨同时承重，这种承重随着车轮的前
进而发生转移后轨的承重量逐渐减小、前轨的承重量逐渐增大，其承重比例
两者互补，所以车轮在转轨瞬间没有悬空，只要双轨的高度一致，列车在转轨 运行中就不会产生震动和噪声。
第二技术方案是采用燕尾口式对接技术，在铁轨制造时，将铁轨轨面一端 制造成箭头形、另一端制造成与其箭头角度相配合的燕尾形，接口部位是箭头 对燕尾的对接，并用加长一个转轨区间的连接夹板，将两根铁轨的接口部位连 接固定，前后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，接口 部位的下方，按常规垫有坚固的枕木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一
致、受力均匀，达到车轮运行中的平稳转移；车轮行进中，从后一根铁轨向前 面的一根铁轨转轨时，在转轨区间内，前后双轨同时承重，这种承重随着车轮 的前进而发生转移后轨的承重量逐渐减小、前轨的承重量逐渐增大，其比例 两者互补，所以车轮在转轨瞬间没有悬空，只要双轨的高度一致，列车在转轨 运行中就不会产生震动和噪声。
第三、四技术方案适用于宽轨、重轨、超重轨、特殊需要的列车轨道使 用，既铁轨轨面宽度大于lOOmm的宽轨；其中
第三技术方案是采用栅栏口式对接技术，在铁轨制造时，将铁轨轨面两端 制造成相互互补的栅栏状，接口部位是栅栏对栅栏的对接，并用加长一个转轨 区间的连接夹板，将两根铁轨的接口部位连接固定，前后两轨之间根据温度变 化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，接口部位的下方，按常规垫有坚固的枕 木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，达到车轮运行中的 平稳转移；车轮行进中，从后一根铁轨向前面的一根铁轨转轨时，在转轨区间
内，前后双轨同时承重，承重比例不变，由前后轨栅数量比决定，所以车轮在 转轨瞬间没有悬空，列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声。
第四技术方案是采用锯齿口式对接技术，在铁轨制造时，将铁轨轨面两端 制造成相互互补的锯齿状，接口部位是锯齿对锯齿的对接，并用加长个转轨 区间的连接夹板，将两根铁轨的接口部位连接固定，前后两轨之间根据温度变 化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，按常规接口部位的下方，垫有坚固的枕 木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，达到车轮运行中的
平稳转移；车轮行进中，从后一根铁轨向前面的一根铁轨转移时，在转轨区间
内，前后双轨同时承重，这种承重随着车轮的前进而发生转移后轨的承重量
逐渐减小、前轨的承重量逐渐增大，其承重比例两者互补，所以车轮在转轨瞬 间没有悬空，只要双轨的高度一致，列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声。
在以上一、二、四三种技术方案中，轨面两侧边缘各保留向轨面中心延伸
8mm 12mm的齐头对接部位，用以防止车轮行驶中，发生啃轨而导至跳轨、 出轨的事件，确保行车安全；在四个技术方案中，都必须使用比常规加长一个 转轨区间长度的轨道连接夹板，将前后接口的轨道连接固定牢固，使其成为一 体；连接夹板所用嫘栓的数量、规格、安装工艺，同原国家标准的规定。
使用以上四个技术方案都可以实现列车车轮在接口处的平稳转轨，从而 消除列车运行中的震动和噪声，实现列车的平稳运行。
本发明的优点是
1、 本发明的构思新颖简单、结构设计合理、安装维护方便。
2、 本发明能实现列车在运行中，车轮从一根铁轨平稳转移到前进方向的 另一根铁轨上，消除了车轮悬空的瞬间，所以消除了轨道列车运行中的震动和 噪声。
3、 本发明实用于所有轨道列车的轨道，既实用于普通列车轨道、又实用 于高速列车轨道、还实用于超重型列车轨道。
4、 本发明中轨面两側边缘的接口，仍然保留了一小部分直角齐头对接的 方式，确保了行车中，车轮不会发生啃轨而导致跳轨、出轨的事故，保持了原 齐头对接轨道的安全系数。
5、 本发明解决了轨道接口平稳转轨的问题，能保证全程无震动无噪声， 可以提高列车的行车速度。6、 本发明解决了轨道接口平稳转轨的问题，可以縮短高速铁路单根铁轨 的长度，有利于施工，并能提高施工效率。
7、 本发明可以縮短高速铁路单根铁轨的长度，其温度变化时单根铁轨伸 縮量的绝对值减小，能保障北方温差大的地带建设高速铁路路轨的工程质量。
8、 本发明改变了自有轨道列车以来，数百年间轨道的接口技术一直采用 齐头对接的现状。
图1斜口式对接示意图
图2斜口式对接单根铁轨三面图
图3斜口式对接铁轨轨面接口部位俯视图
图4燕尾口式对铁轨轨面接口部位俯视图
图5栅栏口式对接铁轨轨面接口部位俯视图
图6锯齿口式对接铁轨轨面接口部位俯视图
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步详细描述
由图l、图2、图3可知，第一技术方案是采用斜口式对接技术，达到车
轮在运行中的平稳转轨，如图2所示在铁轨制造时，轨面中间部位的两端制造 成斜度为15度—0度角的斜面，每根铁轨的两个斜面是平行的，两端角度大
小有如下影响角度小时转轨距离长、转轨时间长、轨下枕木或平台的宽度宽； 角度大转轨距离短、转轨时间短、轨下枕木或平台的宽度窄；最佳角度是30 度 45度之间，图2中的2是铁轨的轨面、3是铁轨连接的螺丝钉孔、4是轨 面两边齐头对接口、 5是轨道两端齐头对接面、6是轨道两端斜口对接口、 7 是轨道两端斜口对接面；由图3可知，8是前进方向后轨的轨面、9是前进方 向前轨的轨面，接口部位是斜口对斜口的对接，接口处前后两根铁轨8和9之 间，根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，见图3中的e所示；再 用比常规加长的轨道连接夹板见图1中的1，将两根铁轨的接口部位连接固定 为一体，接口部位的下方，按常规垫有坚固的枕木或是平台，将前后两根铁轨 固定牢固、高度一致、受力均匀，达到车轮运行中的平稳转移；车轮按图3中 10所指的方向行进，从接口处后一根铁轨图3中的8向前面的一根铁轨图3 中的9转移时，在图3所示的ei^4转轨区间内，前后双轨同时承重，这种承 重随着车轮前进而发生转移后轨的承重量逐渐减小、前轨的承重量逐渐增大， 其承重比例两者互补，所以车轮在转轨瞬间没有悬空，只要双轨的高度一致， 列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声；车轮反方向行进时，转轨是从e4 到e,，过程与上述过程相同。
由图4可知，第二技术方案是采用燕尾口式对接技术，达到车轮在运行 中的平稳转移，在铁轨制造时如图4所示，轨面中间部位一根铁轨的一端是 15~60度角两侧对称的箭头状，角度小转移距离长、角度大转移距离短，另一 端是与箭头角度相配合的燕尾状，燕尾口式对接的接口是箭头对燕尾的对接见 图4所示，前后两轨用比常规加长的轨道连接夹板连接固定，图4中11是行 进方向后面一根铁轨的轨面、12是行进方向前面一根铁轨的轨面、13是指示 行进的方向；车轮行进中，从后一根铁轨向前面的一根铁轨转移时，在将要开 始脱离前一根铁轨的瞬间见图5的e, e2之间，由于铁轨之间留有冷縮热胀的 间隙见图5中的e，仍由后一根铁轨承重，前面的一根铁轨没有承重，但没有 悬空；当到达e2点以后至e3点之前，前后双轨同时承重，并开始从后一根铁
轨向前面的一根铁轨转轨；这时承重随着车轮的前进而转移后轨的承重量逐
渐减小、前轨的承重量逐渐增大，其承重比例两者互补，当车轮到达e3^e4之 间时，后轨ll不承重，只由前轨12承重，当车轮到达e4之后，车轮完成从后
轨向前轨的转轨，转轨的过程中车轮没有任何瞬间悬空，只要双轨的高度一致， 列车在转轨运行中，就不会产生震动和噪声，确保列车平稳运行；车轮反方向 行进时，转轨是从e4到q，过程与上述相同。
由图5可知，第三技术方案是采用栅栏口式对接技术，在铁轨制造时，将 铁轨两端制造成相互互补的栅栏状见图5所示，接口部位是栅对栅的对接，并 用加长的连接夹板固定，图5中14是行进方向后轨的轨面、15是行进方向前 轨的轨面、16是指示的行进方向，前后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮 量，留有一定的间隙见图5中的e所示，车轮行进中，从后一根铁轨向前面的 一根铁轨转轨时，当车轮行进在图5的e, e2之间时，只由后轨承重；当车轮 行进在e广e3之间时，前后双轨同时承重，承重比例固定不变，当车轮行进在 e广e4之间时，只由前轨承重；当车轮行进到达q之后，车轮完成由后轨向前 轨的转轨，车轮在图5 e广e4的转轨区间没有悬空，只要在接口部位的下方， 按常规垫有坚固的枕木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀， 就能达到车轮在行进中的平稳转轨，列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声。
由图6可知，第四技术方案是采用锯齿口式对接技术，在铁轨制造时，将 铁轨轨面中间部位的两端制造成相互互补的锯齿状，锯齿的角度在15度~60 度之间，图6中的17是行进方向后轨的轨面、18是行进方向前轨的轨面、19 指示的是行进方向；接口部位是锯齿对锯齿的对接，并用加长的连接夹板连接固定，前后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙见图6的 e所示，车轮行进中，从后一根铁轨向前面的一根铁轨转轨时，当车轮行进在 图6的er^2之间时，只由后轨承重；当车轮行进在e2 e3之间时，前后双轨同 时承重，这时承重随着车轮的前进而转移后轨的承重量逐渐减小、前轨的承 重量逐渐增大，其承重比例两者互补，当车轮行进在er"^之间时，只由前轨 承重；当车轮行进到达e4之后，车轮完成由后轨向前轨的转轨，车轮在图6 中e, e4的转轨区间没有悬空，只要在接口部位的下方，按常规垫有坚固的枕 木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，就能达到车轮在行 进中的平稳转移，列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声。
以上第一、二、四三种技术方案中，各图中的^和b2，是轨面两边缘各 保留8mm 12mm的齐头对接部位，为了保证各种接口的间隙均等，其中b2 大于b" b,是凸部的齐头对接部位，b2是凹部齐头对接部位。齐头对接是用 以防止车轮行驶中，发生啃轨而导至跳轨、出轨的事件，确保行车安全。
使用以上四个技术方案都可以实现列车车轮在接口处的平稳转轨，从而 消除列车运行中的震动和噪声，实现列车的平稳运行。 具体工作原理，
铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，有四个技术方案，其基本工作原理相 同，现以第一技术方案为例，结合附图具体说明如下
由图3可知，车轮从图3中的8向9的方向行进，车轮行进在铁轨8或 9上时，其重量分别由铁轨8或9承重，车轮的转轨区间是图3中的e, e4之 间，如图3所示在铁轨制造时，两端制造成斜度为15度—0度角的斜口，每根 铁轨的两个斜口是平行的，两端角度大小有如下影响角度小时转轨距离长、
轨下枕木或平台的宽度宽、转轨时间长；角度大转轨距离短、轨下枕木或平台 的宽度窄、转轨时间短；最佳角度是30度 45度之间；其平稳转轨的基本工 作原理，就是在转轨区间里，后轨的承重比例，是随着车轮的行进逐渐减小， 从百分之百到百分之零，同时，前轨的承重比例逐渐增大，从百分之零到百分 之百，前后轨承重比例互补；图3中的e是为温度变化时铁轨的伸縮量留的间 隙，其大小由铁轨材质的温度膨胀系数、单根铁轨的长度、轨道施工地区的最 大温差、具体施工时的气温所决定；两根铁轨之间虽然有e的间隙，由于采取 了斜面对接的技术，车轮的转轨区间从齐头对接的e,扩展到从e^e,的区间； 具体的转轨过程是当车轮行进到q时开始进入转轨运行，在er^区间是后 轨承重；当车轮行进到er^3之间时，是双轨同时承重，并随着车轮的前进， 后轨承重比例逐渐减小，前轨承重比例逐渐增大；当车轮行进到ey^4之间时， 车轮从后轨转移到前轨，完全由前轨承重通过e的间隙；当车轮行进到q之后， 完成平稳转轨的运行；只要用比常规加长的轨道连接夹板，将两根铁轨的接口 部位连接固定为一体，接口部位的下方，按常规垫有坚固的枕木或是平台，将 前后两根铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，就能实现车轮运行中的平稳转 轨；列车在转轨运行中就不会产生震动和噪声；在各方案中，铁轨轨面的两边 仍保留8mm 12mm齐头对接的接口，确保行车中，车轮通过接口间隙e时， 不发生啃轨、跳轨、出轨事件，保持了原齐头对接轨道的安全系数；车轮反方 向行进时，转轨的过程是从e4到e,，工作原理相同。
权利要求
1、一种铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，是改变前后两根铁轨接口部位的儿何图形，实现车轮在轨道上平稳转轨的接口技术，使轨道列车的车轮，在行进中从一根铁轨上平稳地转移到下一根铁轨上，车轮在短短的转轨区间内，由前后双轨共同承受车轮的重量，任何瞬间都没有悬空，列车运行中就不会产生震动和发出噪声，使列车、尤其是高速列车平稳运行。
2、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，斜口式对接 技术，是在铁轨制造时，将铁轨两端轨面制造成具有15度~60度角的斜口，斜 面与斜面平行，接口部位是斜面与斜面的对接，并用加长的连接夹板固定，前 后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，接口部位的下方， 垫有坚固的枕木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，列车 运行中，车轮在接口部位平稳转轨、平稳运行、不产生震动、不产生噪声。
3、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，燕尾口式 对接技术，是在铁轨制造时，将铁轨一端制造成具有15度~60度角的箭头形、 另一端制造成与其角度相配合的燕尾形，接口部位是箭头对燕尾的对接，并用 加长的连接夹板固定，前后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定 的间隙，接口部位的下方，垫有坚固的枕木或是平台，将前后铁轨固定牢固、 高度一致、受力均匀，列车运行中，车轮在接口部位平稳转轨、平稳运行、不 产生讓动、不产生噪声。
4、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，栅栏口式 对接技术，是在铁轨制造时，将铁轨两端制造成相互互补的栅栏状，接口部位 是栅栏对栅栏的对接，并用加长的连接夹板固定，前后两轨之间根据温度变化 时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，接口部位的下方，垫有坚固的枕木或是平 台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀，列车运行中，车轮在接口部 位平稳转轨、平稳运行、不产生震动、不产生噪声。
5、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，锯齿口式 对接技术，在铁轨制造时，将铁轨两端制造成相互互补的锯齿状，锯齿的角度 是15度~60度，接口部位是锯齿对锯齿的对接，并用加长的连接夹板固定， 前后两轨之间根据温度变化时铁轨的伸縮量，留有一定的间隙，接口部位的下 方，垫有坚固的枕木或是平台，将前后铁轨固定牢固、高度一致、受力均匀， 列车运行中，车轮在接口部位平稳转轨、平稳运行、不产生震动、不产生噪声。
6、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，各种对接 方法中，都必须采用比常规加长一个转轨区间的轨道连接夹板，连接前后轨道 的接口部位，所用紧固螺栓的数量、规格、安装工艺，同原国家标准的规定。
7、 根据权利要求1所述的铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，各种对接 方法中，只改变铁轨轨面中间部分的几何图形，而轨面边缘各保留向轨面中心 延伸8ram 12mm的齐头接口，保持了原齐头对接时轨道的安全系数不变；用 以保证列车在行进中，车轮通过两轨之间的间隙时，不发生啃轨而导至跳轨、 出轨的事件，确保行车安全。
全文摘要
铁路列车平稳转轨的轨道接口技术，涉及轨道接口技术，是解决自人类有轨道列车以来，车轮在通过轨道接口间隙时，产生震动和噪声而发明，主要技术发明是在保证接口部位安全系数不变的前提下，改变铁轨接口部位的几何图形，使车轮通过转轨区间时，逐渐退出后轨、逐渐进入前轨，退出和进入同时进行并互补，转轨中车轮没有悬空，列车行进中不产生震动和噪声而平稳运行；还能缩短高速列车单根轨道的长度，有利于高速铁路的建设。
文档编号E01B11/24GK101177925SQ20071014463
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者林 马, 马相国 申请人:马相国