专利名称：一种轨排用矩形轨枕及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种轨排用轨枕，尤其涉及一种中低速磁浮列车轨道用支撑轨排F型导轨的具有较大热胀冷缩伸缩量轨排的轨枕。
背景技术：
目前，国内外中低速磁浮列车轨道轨排所用的轨枕主要为方型管、焊接工字钢、热轧H型钢、#字型轨枕。方型管是由热轧卷板焊接成圆管，再加工成方管，或者直接冷弯成方管，再进行焊接和矫直，能耗高、成材率低、加工成本高。焊接工字钢同样也需要把热轧钢板切分，然后焊接成工字钢并矫直等问题。现有的国家和国际标准H型钢难以满足轨枕的技术要求。CN2584643公开了一种钢板焊接中低速磁悬浮列车用工字型钢轨枕，包括盖板，设置在盖板下面并与其相垂直的立板，设置在立板下面并与盖板平行的底板和连接在底板上的支座板，所述盖板为一长平板，其两端比中间大，在该两端分别设有数个用来固定导轨的螺孔，立板的一端与盖板的中部垂直地焊接在一起，另一端与底板垂直地焊接相连，底板两边加工成圆弧槽，与支座板焊接在一起。该种钢轨枕虽然具备了足够高的刚度和强度，但是其制造工艺需要把热轧钢板切割成条钢板，尤其是加工盖板机械加工量大、浪费钢材，焊接量大、生产效率低、能耗大、成本高。CN101063286提供了一种磁浮交通的轨道结构，包括轨道梁、通过连接结构支承和固定于轨道梁的轨枕、以及支承和固定在轨枕上表面两侧的导轨，连接结构包括混凝土垫块和紧固件，其中，轨枕由中空的方钢管制成。还提供了一种磁浮交通的轨道结构的制造方法，包括如下步骤制备轨道梁，在该轨道梁上设有预留孔；制备由导轨和轨枕组成的轨排，其中轨枕由中空的方钢管制成；以及通过连接结构将轨排连接和固定于轨道梁，其中连接结构包括混凝土垫块和紧固件。在此发明中，由于采用了方钢管型式的轨枕，故使轨枕的刚性、抗扭性和抗纵向变形能力都显著提高，从而大大提高了整个轨道结构的安全可靠性。 但是必须在方管侧面加工出一方孔才能把工具伸到方管的内部安装固定紧固螺栓，需要现场浇铸混凝土垫块、钢板，还需要安装弹簧垫板、垫片、调平螺栓等，施工安装复杂，将来检查、维修都较困难。CN1257799公开了一种低成本超高速磁悬浮列车，其在原有铁路路基及枕木的基础上铺设新路基，在新路基上依次有混凝土底座、倒置的L型钢，并在原有铁路工字钢轨的上部固定有一铝合金框架，但是这种磁浮列车轨枕存在结构复杂、强度和刚度低的问题。CN201443030公开了一种中低速磁浮列车轨排用热轧H型轨枕，轨枕的横剖面成 “H”形，轨枕上表面上设有螺孔，轨枕下表面上设有U型孔；轨枕的上表面通过螺栓与F型导轨相连，H型轨枕下表面通过螺栓与轨道梁相连；螺孔设置在轨枕上表面的两端，每端设置4个；U型孔设置在轨枕下表面的两端，每端设置2个。是经过计算机模拟和专门设计的一种H型钢轨枕，可满足常规路段轨排的要求。CN201436319U公开了一种中低速磁浮列车轨排用轨枕，属磁浮列车轨道技术。包括腹板和位于腹板上下两端的上、下翼缘，其特征在于上、下翼缘对称位于腹板两边，上、下翼缘一端对齐，另一端的上翼缘伸出下翼缘外；位于上翼缘伸出部位上带有四个螺栓孔，以便于用螺栓与F型导轨相连接固定；下翼缘上带有四个U形螺栓孔，以便于用螺栓与轨道梁连接固定。CN201520929中低速磁浮列车轨排用井字型轨枕，由盖板、立板和底板组成，盖板的下表面和底板的上表面分别与立板的两侧边固定连接，盖板、底板分别与立板垂直，其特征在于盖板由两条盖板横板和两条盖板纵板相交组成井字型结构，立板由两条立板横板和两条立板纵板相交组成井字型结构，底板由两条底板横板和两条底板纵板相交组成井字型结构。能有效解决圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题，但是其加工制造还较复杂，生产效率低，制造成本高，安装难度大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕。尤其涉及一种中低速磁浮列车轨道用具有较大热胀冷缩伸缩量轨排的轨枕，具体讲就是支撑磁浮轨道F型导轨的一种矩形轨枕。本发明具有结构简单、制造工艺简单、安装方便、制作成本低的优点，有效地解决了特殊路段或圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题。本发明的技术方案如下一种中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，包括一对H型钢或方形钢管与一对J 形型钢，左右两个J形型钢下面的“J”勾向内相对，J形型钢两端部分别与一对H型钢或方形钢管焊接成矩形轨枕；一对H型钢或方形钢管的中部焊有I 3根中间支撑H型钢或方形钢管。左右两个J形型钢的上表面分别与左右的F型钢轨道连接，J形型钢底面固定安装在基础上或不固定安装；一对H型钢或方形钢管的底部安装在基础上。所述基础为桥梁、 水泥或钢结构的支撑结构等。优选的，J形钢由钢坯直接热轧成型，或由钢板焊接而成，或由热轧H型钢切割掉 1/4翼缘制成。优选的，左右两个J形型钢的上表面外翼缘的两端和中部分别有2 4个孔，通过螺栓与左右的F型钢轨道连接；一对H型钢或方形钢管的底部有椭圆孔，通过螺栓安装在基础上或不固定安装。所述J形型钢，如图I、图2和图7所示，左J形型钢⑴和右J形型钢(2)相对安置；如图2和图8所示，左J形型钢(I)和右J形型钢(2)上表面外翼缘两端和中部分别有 2 4个螺孔(5)，螺孔(5)通过螺栓与F型钢轨道(13)连接。左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的底面分别有I 3个J形型钢底面椭圆螺孔(12)，通过螺栓固定安装在基础上或不固定安装。所述的一对H型钢如图2和图4所示，前H型钢⑶和后H型钢⑷的两端分别与左J形型钢(I)和右J形型钢(2)焊接成矩形结构轨枕，前H型钢(3)和后H型钢(4) 的中部焊有I 3根中间支撑H型钢(8)或方形钢管(11)，由本专业技术人员按照设计强度要求选择；如图3所示，前H型钢(3)和后H型钢(4)的底部分别有4个椭圆螺孔，通过螺栓安装在基础上。
优选的，一对J形型钢的“ J构”底面上各别有I 3个椭圆孔，一对H型钢底面各有2 4个椭圆孔，通过螺栓安装在桥梁基础上，使矩形轨枕沿轨道前进方向即纵向(平行于轨道前进方向X方向)在较大热胀冷缩推力下在椭圆孔和螺栓限制下可纵向前后移动， 但在横向(垂直于轨道前进方向Y方向)或竖向(垂直于地面即垂直于X和Y的Z方向) 不能移动。优选的，一对H型钢可以完全用方形钢管替代，如图5和图6所示。优选的，左J形型钢I、右J形型钢2底部加工有I 3个J形型钢底面椭圆螺孔 12，中H型钢8底部加工有2 4个中H型钢底面椭圆螺孔14。更优选的，J形型钢底面椭圆螺孔12和中H型钢底面椭圆螺孔14是前H型钢3和后H型钢4底部椭圆螺孔7长度的 1.0 3倍，如图10所示。所述的中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕两边安装上F型导轨组成的轨排，能有效解决特殊路段和圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题，如图8所示。优选的，矩形轨枕材料由Q235碳素结构钢，或Q345碳素结构钢，或各类耐侯钢等制作而成。本发明提供一种轨排用矩形轨枕制造工艺方法I) J形钢生产由钢坯直接热轧成型，或由钢板焊接而成，或由热轧H型钢切割掉 1/4翼缘制成J形钢；并按设计尺寸和位置要求在J形钢的上表面外翼缘两端各加工2 4 个螺孔(5)，如图I所示。2)把H型钢或方形钢管按设计长度要求下料，制成一对长度相等的前H型钢(3) 和后H型钢(4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)，把前H型钢(3)和后H型钢(4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)的两端面加工成焊接坡口 ；在前H型钢(3)和后H型钢 (4)的底面两端按设计要求各加工两个椭圆螺孔(7)，或前方形钢管(9)和后方形钢管(10) 的底面两端按设计要求各加工一个椭圆螺孔(7)，如图3和图5所示3)把H型钢或方形钢管按设计长度要求下料，制成中H型钢(8)或中方形钢管
(11)，把中H型钢⑶或中方形钢管(11)的两端面加工成焊接坡口。4)把左J形型钢⑴和右J形型钢⑵的“J构”向上并相对按设计间距左右分开放置在一个平台上。5)把前H型钢(3)和后H型钢⑷或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)带椭圆螺孔(7)的一面朝上，并垂直于左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的两端放置成一个矩形框，并在焊接坡口处焊接。6)把一支中H型钢(8)或中方形钢管(11)垂直放置于前H型钢(3)和后H型钢 (4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)的腰部中心位置，并在焊接坡口处焊接。本发明的技术特点是本发明轨排用矩形轨枕与现有技术相比，属于一种全新设计，具有以下优点1、结构简单，制造简单，制作成本低，安装方便。2、本发明提供的矩形轨枕是由J形型钢和H型钢焊接而成的一个矩形钢结构件。3、本发明提供的矩形轨枕两边安装上F型导轨组成的轨排，能有效解决特殊路段和圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题。
图I为本发明的俯视图；图2为图I的主视图；图3为图2的仰视图；图4为图I的AA剖面图；图5为本发明用方形钢管代替H型钢的示意图；图6为图5的AA剖面示意图；图7为J形型钢图；图8为本发明的轨枕安装上F型导轨组成的轨排；图9为图I的J形型钢仰视图；底面带有椭圆螺孔。图10为左J形型钢I、右J形型钢2和中H型钢8底部加工有I 3个J形型钢底面椭圆螺孔12和2 4个中H型钢底面椭圆螺孔14的示意图。其中1、左J形型钢，2、右J形型钢，3、前H型钢，4、后H型钢，5、螺孔，6、焊接接缝，7、椭圆螺孔，8、中H型钢，9、前方形钢管，10、后方形钢管，11、中方形钢管，12、J形型钢底面椭圆螺孔，13、F型导轨、14、中H型钢底面椭圆螺孔。
具体实施例方式以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。实施例I一种中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，所述轨枕由左右两个J形型钢下面的 “ J”勾向内相对，J形型钢两端部分别与一对H型钢焊接成矩形轨枕，一对H型钢的中部焊有I根中间支撑H型钢组成。左右两个J形型钢的上表面分别与左右的F型钢轨道连接，J 形型钢底面固定安装在基础上或不固定安装；一对H型钢的底部安装在基础上。所述基础为桥梁、水泥或钢结构的支撑结构等。所述J形钢由热轧H型钢切割掉1/4翼缘制成。左右两个J形型钢的上表面外翼缘的两端分别有4个孔，通过螺栓与左右的F型钢轨道连接；一对H型钢的底部有椭圆孔，通过螺栓安装在基础上。所述J形型钢，如图I、图2和图7所示，左J形型钢⑴和右J形型钢(2)相对安置；如图2和图8所示，左J形型钢(I)和右J形型钢(2)两端分别有四个螺孔(5)，螺孔
(5)通过螺栓与F型钢轨道(13)连接。所述的一对H型钢如图2和图4所示，前H型钢⑶和后H型钢⑷的两端分别与左J形型钢(I)和右J形型钢(2)焊接成矩形结构轨枕，前H型钢(3)和后H型钢(4) 的中部焊有I根中间支撑H型钢⑶；如图3所示，前H型钢(3)和后H型钢(4)的底部分别有4个椭圆螺孔，通过螺栓安装在基础上。所述的中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕两边安装上F型导轨组成的轨排，能有效解决特殊路段和圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题，如图8所示。矩形轨枕材料由Q235碳素结构钢制作而成。本发明提供一种轨排用矩形轨枕制造工艺方法I) J形钢生产由热轧H型钢切割掉1/4翼缘制成J形钢；并按设计尺寸和位置要求在J形钢的上表面外翼缘两端各加工4个螺孔(5)，如图2所示。
2)把H型钢按设计长度要求下料，制成一对长度相等的前H型钢(3)和后H型钢
(4)，把前H型钢(3)和后H型钢(4)的两端面加工成焊接坡口 ；在前H型钢(3)和后H型钢(4)的底面两端按设计要求各加工两个椭圆螺孔(7)，如图3所示3)把H型钢按设计长度要求下料，制成中H型钢⑶，把中H型钢⑶的两端面加工成焊接坡口。4)把左J形型钢⑴和右J形型钢⑵的“J构”向上并相对按设计间距左右分开放置在一个平台上。5)把前H型钢(3)和后H型钢⑷带椭圆螺孔(7)的一面朝上，并垂直于左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的两端放置成一个矩形框，并在焊接坡口处焊接。6)把一支中H型钢⑶垂直放置于前H型钢⑶和后H型钢⑷的腰部中心位置，并在焊接坡口处焊接。实施例2中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕，由一对J形型钢和一对H型钢焊接组成，如图I、 图2和图7所示，一对左J形型钢I和右J形型钢2相对安置；如图2和图8所示，左J形型钢I和右J形型钢2上表面两端分别加工有4个螺孔5，通过螺栓与F型钢轨道10连接； 如图9所示左J形型钢I和右J形型钢2的底面中部分别加工有I个椭圆孔11，通过螺栓安装在桥梁等基础上。一对H型钢如图2和图4所示，前H型钢3和后H型钢4的两端分别与左J形型钢I和右J形型钢2焊接成矩形结构轨枕；如图3所示，前H型钢3和后H型钢4的底部分别加工有四个椭圆螺孔，通过螺栓安装在桥梁等基础上。一对J形型钢的底面各别有I个椭圆孔，一对H型钢底面各有4个椭圆孔，通过螺栓安装在桥梁基础上，使矩形轨枕沿轨道前进方向即纵向(平行于轨道前进方向X方向) 在较大热胀冷缩推力下在椭圆孔和螺栓限制下可纵向前后移动，但在横向(垂直于轨道前进方向Y方向)或竖向(垂直于地面即垂直于X和Y的Z方向)不能移动。其它同实施例I。实施例3:中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕，由一对J形型钢和一对方形钢管焊接组成，如图5、图6和图7所示，一对左J形型钢I和右J形型钢2相对安置，左J形型钢I和右J形型钢2两端分别加工有四个螺孔5，通过螺栓与F型钢轨道13连接组成。一对方形钢管如图5和图6所示，前方形钢管9和后方形钢管10的两端分别与左 J形型钢I和右J形型钢2焊接成矩形结构轨枕，前方形钢管9和后方形钢管10的中部焊有I根中间支撑方形钢管(11)，前方形钢管9和后方形钢管10的底部分别加工有二个椭圆螺孔，通过螺栓安装在桥梁等基础上。如图5所示。本发明的轨枕材料由Q345碳素结构钢制作而成。其它同实施例I。实施例4 中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕，由一对J形型钢和一对方形钢管焊接组成，如图5、图6和图7所示，一对左J形型钢I和右J形型钢2相对安置，左J形型钢I和右J形型钢2两端分别加工有四个螺孔5，通过螺栓与F型钢轨道13连接组成。如图9所示左J形型钢I和右J形型钢2的J勾底面中部分别加工有I个椭圆孔11，通过螺栓安装在桥梁
等基础上。一对方形钢管如图5和图6所示，前方形钢管9和后方形钢管10的两端分别与左 J形型钢I和右J形型钢2焊接成矩形结构轨枕，前方形钢管9和方形钢管10的底部分别加工有二个椭圆螺孔，通过螺栓安装在桥梁等基础上。其它同实施例3。实施例5 中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕，如图10所示，左J形型钢I、右J形型钢2底部加工有2个J形型钢底面椭圆螺孔12，中H型钢8底部加工有4个中H型钢底面椭圆螺孔 14。J形型钢底面椭圆螺孔12和中H型钢底面椭圆螺孔14是前H型钢3和后H型钢4底部椭圆螺孔7长度的2倍。其它同实施例I。实施例6 中低速磁浮列车轨排用矩形轨枕材料由耐候钢制作而成。其它同实施例I。
权利要求
1.一种中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，包括一对H型钢或方形钢管与一对J形型钢，左右两个J形型钢下面的“J”勾向内相对，J形型钢两端部分别与一对H型钢或方形钢管焊接成矩形轨枕；一对H型钢或方形钢管的中部焊有I 3根中间支撑H型钢或方形钢管。左右两个J形型钢的上表面分别与左右的F型钢轨道连接，一对H型钢或方形钢管的底部安装在基础上。
2.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，J形型钢底面固定安装在基础上或不固定安装；所述基础为桥梁、水泥或钢结构的支撑结构。
3.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，J形钢由钢坯直接热轧成型，或由钢板焊接而成，或由热轧H型钢切割掉1/4翼缘制成。
4.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，左右两个J 形型钢的上表面外翼缘的两端或/和中部分别有2 4个孔，通过螺栓与左右的F型钢轨道连接，J形型钢底面有I 3椭圆孔，通过螺栓固定安装在基础上或不固定安装；一对H 型钢底面各有4个椭圆孔，通过螺栓安装在桥梁基础上。
5.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，所述J形型钢，左J形型钢(I)和右J形型钢(2)相对安置；左1形型钢(I)和右J形型钢(2)上表面外翼缘的两端或/和中部分别有2 4个螺孔(5)，螺孔(5)通过螺栓与F型钢轨道(10) 连接。所述的一对左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的底面分别有I 3个椭圆孔，通过螺栓固定安装在基础上或不固定安装。
6.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，所述J形型钢，前H型钢(3)和后H型钢(4)的两端分别与左J形型钢(I)和右J形型钢(2)焊接成矩形结构轨枕；前H型钢(3)和右H型钢(4)的底部分别有4个椭圆螺孔(7)，通过螺栓安装在基础上。
7.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，左J形型钢(I)、右J形型钢(2)底部加工有I 3个J形型钢底面椭圆螺孔(12)，中H型钢(8)底部加工有2 4个中H型钢底面椭圆螺孔(14)，J形型钢底面椭圆螺孔(12)和中H型钢底面椭圆螺孔(14)是前H型钢(3)和后H型钢(4)底部椭圆螺孔(7)长度的I. O 3倍。
8.如权利要求1、2、4 8任一项所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，一对H型钢用方形钢管替代。
9.如权利要求I所述的中低速磁浮列车轨道轨排用矩形轨枕，其特征在于，矩形轨枕材料由Q235碳素结构钢、Q345碳素结构钢或耐侯钢制作而成。
10.如权利要求I 9任一项所述的轨排用矩形轨枕制造工艺方法，包括下列步骤1)J形钢生产由钢坯直接热轧成型，或由钢板焊接而成，或由热轧H型钢切割掉1/4 翼缘制成J形钢；并按设计尺寸和位置要求在J形钢的上表面外翼缘两端或/和中部各加工2 4个螺孔(5)；2)把H型钢或方形钢管按设计长度要求下料，制成一对长度相等的前H型钢(3)和后 H型钢(4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)，把前H型钢(3)和后H型钢(4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)的两端面加工成焊接坡口 ；在前H型钢(3)和后H型钢(4) 的底面两端按设计要求各加工两个椭圆螺孔(7)，或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)的底面两端按设计要求各加工一个椭圆螺孔(7)；3)把H型钢或方形钢管按设计长度要求下料，制成中H型钢(8)或中方形钢管(11)， 把中H型钢(8)或中方形钢管(11)的两端面加工成焊接坡口。4)把左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的“J构”向上并相对按设计间距左右分开放置在一个平台上。5)把前H型钢(3)和后H型钢(4)或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)带椭圆螺孔(7)的一面朝上，并垂直于左J形型钢(I)和右J形型钢(2)的两端放置成一个矩形框，并在焊接坡口处焊接。6)把一支中H型钢⑶或中方形钢管(11)垂直放置于前H型钢⑶和后H型钢(4) 或前方形钢管(9)和后方形钢管(10)的腰部中心位置，并在焊接坡口处焊接。
全文摘要
本发明涉及一种中低速磁浮列车轨道用具有较大热胀冷缩伸缩量轨排的轨枕，尤其涉及一种支撑磁浮轨道F型导轨的矩形轨枕，所述轨枕由左右两个J形型钢下面的“J”勾向内相对，J形型钢两端部分别与一对H型钢或方形钢管焊接成矩形轨枕，一对H型钢或方形钢管的中部焊有1～3根中间支撑H型钢或方形钢管组成。左右两个J形型钢的上表面分别与左右的F型钢轨道连接，J形型钢底面固定安装在基础上或不固定安装；一对H型钢或方形钢管的底部安装在基础上。本发明具有结构简单、制造工艺简单、安装方便、制作成本低的优点，有效地解决了特殊路段或圆弧段轨排与相联接的现场浇铸桥梁之间的热胀冷缩问题。
文档编号E01B25/30GK102587230SQ20121010260
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者董涛 申请人:莱芜美澳冶金科技有限公司