一种60Kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板的制作方法

本发明涉及铁路钢轨接头冻结夹板领域，具体涉及一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板。

背景技术：

铁路线路上的钢轨由于受到列车车轮碾压，随着运营时间延长，轨头会有不同程度的磨耗。维修更换钢轨时，在新旧钢轨结合部（新钢轨与在用的道岔基本轨间/新钢轨与道岔缓冲区钢轨间）普遍存在高差。一般来说，使用年限相差较长的钢轨，高差均在毫米级以上。由于钢轨间高差的存在，运行列车会加大对钢轨结合部的冲击，加速钢轨接头失效，轨道几何尺寸的变形，影响线路基础的稳定性，严重时，引起列车晃车。因此，《修规》对不同速度等级的线路钢轨接头顶面、内侧错牙值有着严格的规定:钢轨接头顶面或内侧错牙速度大于120km/h区段不大于1mm，速度小于等于120km/h区段不大于2mm，线路设备大修和维修验收标准要求接头轨面及内侧错牙均不得大于1mm。目前，普通冻结夹板能够保证轨端不能横向及上下单独移动，但消除不了高差。

为了保证列车平稳运行，减少车轮对钢轨的冲击和对线路基础稳定性的影响，目前国内处理钢轨超标高差的方法主要是人工打磨平顺过渡。按对线路平顺性的要求，大修地段与非大修地段的连接顺坡的顺坡率为：允许速度不大于120km/h的线路不应大于2.0‰，允许速度为120km/h（不含）～160km/h的线路不应大于1.0‰，允许速度大于160km/h的线路不应大于0.8‰。当高差超过1mm以上，需要大范围打磨平顺，工作量大，且打磨的平顺性不易控制，在天窗时间内很难高质量消除新旧钢轨间超标高差。因此，采用在天窗时间内人工打磨平顺过渡的方法，保证钢轨结合部平顺性存在一定的困难。此外，运用顺磨钢轨处理新旧轨接头高差的方法还存在材料浪费的问题，在换轨作业中，由于更换新轨大修为每日成段推进作业，因平顺性需要打磨过的新轨端头会与更换上的新轨存在高差，将无法直接进行焊接，否则焊缝处会高低错口，接头外观失格，因此需要切掉顺磨过的钢轨，造成了人力、物力、作业时间上的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板，能够调整新旧钢轨的高度，减少打磨平顺的工作量。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板，该夹板包括两部分，分别连接旧钢轨和新钢轨，这两部分夹板为微折线形结构，使这两部分夹板形成高差，并折线处采用圆弧过渡；每部分夹板水平设置有三个连接孔，且两部分夹板上的连接孔的中心线不在同一中心线上。

采用以上技术方案，所述夹板设计为折线形，能够调整新旧钢轨的高度，使新钢轨与旧钢轨的轨头顶面平齐，能够将踏面平顺度控制在0.5mm以内，减少打磨平顺的工作量。如果错牙控制在0.5mm，打磨长度按1.0m计，能够快速实现通过打磨将接头平顺度控制在0.125mm/m；并夹板两部分的连接孔中心线不在同一中心线上，能够保证夹板与新旧钢轨的连接强度。

夹板中线折线处采用圆弧过渡，受力时避免应力集中。夹板整体性能通过计算机有限元仿真模拟受力分析，计算出弯折部分最优弧线过渡和外形尺寸。

进一步地，折线形的两部分夹板高差d为1mm-3mm。60kg/m夹板可设计三个规格，可调节高差1mm、2mm和3mm，能够将踏面平顺度控制在0.5mm以内，减少打磨平顺的工作量。如果错牙控制在0.5mm，打磨长度按1.0m计，能够快速实现通过打磨将接头平顺度控制在0.125mm/m。

作为优选，所述旧钢轨和所述新钢轨的轨底承轨槽分别垫入配套的热塑性弹性体垫板；

其中旧钢轨下方垫入的热塑性弹性体垫板高度大于和新钢轨下方垫入的热塑性弹性体垫板高度。上述结构，安装时在两侧轨底承轨槽内辅助垫入配套研发的热塑性弹性体垫板，在消除新旧钢轨间高差的同时,减小垫板弹性，减少对夹板的冲击。通过计算机模拟受力分析，与普通夹板相比增加了厚度，整体强度同普通夹板相同，满足线路使用要求。

作为优选，所述连接孔为圆孔，采用螺栓穿过圆孔将夹板与钢轨连接。

作为优选，所述夹板采用55号钢。

一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板的加工工艺，包括以下步骤：

（1）将55号钢采用锻造机加工成型为预制的形状；

（2）在夹板弯折处铣销加工弧度；

（3）外形尺寸检验合格后进行hb245-345调质处理，热处理后必须平整、调直，不得扭曲，用平尺测量全长范围内平直度不得超过0.25mm；

（4）在铣床上按照设计图纸进行切削、钻孔，端面尺寸在与轨头、轨底、轨腰三个面上，各尺寸及连接圆弧的偏差均不超过0.25mm，与钢轨交接内侧所有棱角及螺栓孔周边均加工3*45°倒棱。

综上，本发明的有益效果在于：通过将接头夹板设计为折线型，同时辅助热塑性弹性体垫板，通过不同折线高差，在5mm范围内，快速调整接头位置，达到新旧钢轨联接平顺目的，在天窗有限时间内，减少了打磨顺坡的工作量，提高作业质量和效率。

通过计算机有限元模拟受力计算出夹板最优外形尺寸和弯折处弧度，将夹板弯折处应力减少到最小，避免了折角处应力集中，提高了抗弯能力，确保了使用安全。

微折线形铁路钢轨接头冻结夹板既可用于换轨大修的新轨与旧轨的联接也可用于道岔大修新更换道岔前后与就有线路的联接，既可用于临时联接，也可永久性胶结在线路上长期使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的夹板与旧钢轨、新钢轨连接的结构示意图；

图2是本发明的夹板与旧钢轨、新钢轨安装示意图；

图3是本发明纵断面结构示意图；

图4是图3的b部结构放大图；

图5是本发明横断面结构示意图。

附图标记说明如下：

1、旧钢轨；2、新钢轨；2a、轨头；2b、轨腰；2c、轨底；3、夹板；3a、第一连接孔；3b、第一中心线；3c、第二连接孔；3d、第二中心线；4、热塑性弹性体垫板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图5所示，本发明提供了一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板3，该夹板3包括两部分，分别连接旧钢轨1和新钢轨2，这两部分夹板3为微折线形结构，使这两部分夹板3形成高差，通过形成高差的折线形夹板3，能够使新钢轨2与旧钢轨1顶面接头处平齐，将踏面平顺度控制在0.5mm以内，减少打磨平顺的工作量。夹板3的折线处采用圆弧过渡，受力时避免应力集中；每部分夹板3水平设置有三个连接孔，且两部分夹板3上的连接孔的中心线不在同一中心线上（如图3中的第一连接孔和第二连接孔的中心线），连接孔为圆孔，采用10.9级高强螺栓，利用接头夹板3提供的摩擦力能够完全抵抗无缝线路长轨条温度变化产生的伸缩力，避免轨缝拉开影响线路平顺性。

采用以上技术方案，所述夹板3设计为折线形，能够调整新旧钢轨1的高度，使新钢轨2与旧钢轨1的轨头2a顶面平齐，能够将踏面平顺度控制在0.5mm以内，减少打磨平顺的工作量。如果错牙控制在0.5mm，打磨长度按1.0m计，能够快速实现通过打磨将接头平顺度控制在0.125mm/m；并夹板3两部分的连接孔中心线不在同一中心线上，能够保证夹板3与新旧钢轨的连接强度。

夹板3中线折线处采用圆弧过渡，受力时避免应力集中。夹板3整体性能通过计算机有限元仿真模拟受力分析，计算出弯折部分最优弧线过渡和外形尺寸。

作为本案优选的技术方案，折线形的两部分夹板3高差d为1mm-3mm，60kg/m夹板3可设计三个规格，可调节高差1mm、2mm和3mm，能够将踏面平顺度控制在0.5mm以内，减少打磨平顺的工作量。如果错牙控制在0.5mm，打磨长度按1.0m计，能够快速实现通过打磨将接头平顺度控制在0.125mm/m。

所述旧钢轨1和所述新钢轨2的轨底2c承轨槽分别垫入配套的热塑性弹性体垫板4，用于轨顶找平和减震；热塑性弹性体垫板4各项技术指标满足gb/t528-2009，gb/t1690-2010，gb/t7762-2014，tb/t2626-1995。在折线形铁路钢轨接头冻结夹板3两侧轨底2c需辅助安装热塑性弹性体垫板4，该垫板较普通垫板相比较，弹性变形小，线路有一定的刚度，在车轮的冲击下，夹板3冻结的钢轨结合部变形小，夹板3中线弯折处弧度应力集中减少，保证了夹板3在运用过程中的安全性。

其中旧钢轨1下方垫入的热塑性弹性体垫板4高度大于和新钢轨2下方垫入的热塑性弹性体垫板4高度。上述结构，安装时在两侧轨底2c承轨槽内辅助垫入配套研发的热塑性弹性体垫板4，在消除新旧钢轨1间高差的同时,减小垫板弹性，减少对夹板3的冲击。通过计算机模拟受力分析，与普通夹板3相比增加了厚度，整体强度同普通夹板3相同，满足线路使用要求。

作为优选，所述夹板3采用55号钢。

一种60kg/m微折线形铁路钢轨接头冻结夹板的加工工艺，包括以下步骤：

（1）将55号钢采用锻造机加工成型为预制的形状。

（2）在夹板3弯折处铣销加工弧度。

（3）外形尺寸检验合格后进行hb245-345调质处理，热处理后必须平整、调直，不得扭曲，用平尺测量全长范围内平直度不得超过0.25mm。

（4）在铣床上按照设计图纸进行切削、钻孔，端面尺寸在与轨头2a、轨底2c、轨腰2b三个面上，各尺寸及连接圆弧的偏差均不超过0.25mm，与钢轨交接内侧所有棱角及螺栓孔周边均加工3*45°倒棱，避免应力过于集中。

综上，通过将接头夹板3设计为折线型，同时辅助热塑性弹性体垫板4，通过不同折线高差，在5mm范围内，快速调整接头位置，达到新旧钢轨1联接平顺目的，在天窗有限时间内，减少了打磨顺坡的工作量，提高作业质量和效率。

通过计算机有限元模拟受力计算出夹板3最优外形尺寸和弯折处弧度，将夹板3弯折处应力减少到最小，避免了折角处应力集中，提高了抗弯能力，确保了使用安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。