无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强设计的制作方法

本发明属于无砟轨道混凝土轨枕领域，具体涉及一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，以及具有该连接加强结构的无砟轨道的钢管混凝土轨枕。

背景技术：

在铁路无砟轨道系统中，有一种预制的轨枕，轨枕安装在道床中或者采用混凝土与道床浇筑为一体，用来安装扣件，进一步固定上方的钢轨，并需要与道床保持良好的连接性能，但还存在如下缺陷：

1、现有钢管混凝土表面为较为光滑的钢材面，其直接埋入混凝土等材料后，与其接触的握裹力有限，钢管混凝土与轨枕块之间的结合不够牢固，容易出现松动脱离。

2、空心钢管的直径较小，钢管内灌注混凝土非常困难，管内密实度不够，钢管出口处与轨枕块的密实度也不够，给整体轨枕结构带来病害隐患，后期养护维修成本高。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块和连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，所述轨枕块由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土由空心钢管灌注混凝土而成，且布置于彼此相邻的两个轨枕块的制造模具内，在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体；其中：

在埋入所述轨枕块的所述空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在小于50mm的长度范围内具有径向宽度缩小部，且在所述空心钢管埋入道床的中间段部分也具有径向宽度缩小部，在所述空心钢管灌注的过程中，所述径向宽度缩小部也灌满混凝土，并在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体，在所述道床的浇筑过程中与所述道床浇筑为一体。

优选地，所述径向宽度缩小部的横截面为圆形、椭圆形或长条形。

优选地，所述空心钢管为两根，其分布在轨枕块的预埋件的两侧；

或者所述空心钢管为三根，上述三根空心钢管按以下方式布置：所述三根空心钢管的横截面的中心连线构成三角形。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土轨枕，包括两个或更多轨枕块和连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，还具有如前所述的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种如前所述的无砟轨道的钢管混凝土轨枕的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：选取根长2000mm，外径40mm的空心钢管；

步骤二:在空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部；且在空心钢管埋入道床的中间段部分、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部；

步骤三：从空心钢管一端向另一端喷射灌注高压混凝土填充材料，并将所有径向宽度缩小部也用混凝土填充密实；

步骤四：养护钢管混凝土构件，以此形成预制好的若干钢管混凝土；

步骤五：钢管混凝土、钢筋笼放入轨枕生产用模具，浇筑混凝土材料，使得钢管混凝土浇筑进入轨枕块；

步骤六：在道床的浇筑过程，包括径向宽度缩小部在内的钢管混凝土中间段部分与道床浇筑为一体。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块和连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，所述轨枕块由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块的制造模具内，在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；其中：

在埋入所述轨枕块的所述空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在小于50mm的长度范围内具有径向宽度缩小部，且在所述空心钢管埋入道床的中间段部分也具有径向宽度缩小部，在所述空心钢管灌注的过程中，所述径向宽度缩小部也灌满混凝土，并在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体，在所述道床的浇筑过程中与所述道床浇筑为一体。

优选地，所述径向宽度缩小部的横截面为圆形、椭圆形或长条形。

优选地，所述空心钢管为两根，其分布在轨枕块的预埋件的两侧；

或者所述空心钢管为三根，上述三根空心钢管按以下方式布置：所述三根空心钢管的横截面的中心连线构成三角形。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土轨枕，包括两个或更多轨枕块和连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，还具有如前所述的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种如前所述的无砟轨道的钢管混凝土轨枕的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：选取根长2000mm，外径40mm的空心钢管；

步骤二：在空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部；且在空心钢管埋入道床的中间段部分、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部；

步骤三：以此形成预制好的若干空心钢管；

步骤四：将空心钢管、钢筋笼放入轨枕生产用模具，从空心钢管的一端向另一端喷射高压混凝土填充材料，直到填满另一端的轨枕块模腔和所有的径向宽度缩小部，然后继续填满本侧的轨枕块模腔，使得钢管混凝土浇筑进入轨枕块；

步骤五：养护钢管混凝土轨枕；

步骤六：在道床的浇筑过程，包括径向宽度缩小部在内的钢管混凝土中间段部分与道床浇筑为一体。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，由于钢管是圆形较光滑的表面，直接埋入混凝土其接触的握裹力有限，荷载作用下可能出现窜动的情况，钢管灌注填充材料之前将钢管端部或中部采用加工机械缩小外径，然后在钢管内灌满砂浆填充材料，再将钢管混凝土构件与轨枕块浇筑在一起，使得钢管混凝土构件与轨枕块结合牢固。采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

2、本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，同时轨枕浇筑进入道床后，与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构的空心钢管的示意图；

图2是图1中a-a截面的剖视示意图；

图3是图1中b-b截面的剖视示意图；

图4是本发明实施例的无砟轨道的钢管混凝土轨枕的示意图。

上述附图中，尺寸标记的单位为mm。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的第一种较佳实施方式，如图1-4所示，本发明提供一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，所述轨枕块1由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土2由空心钢管灌注混凝土而成，且布置于彼此相邻的两个轨枕块1的制造模具内，在所述轨枕块1的浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体；其中：

在埋入所述轨枕块1的所述空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在小于50mm的长度范围内具有径向宽度缩小部3，且在所述空心钢管埋入道床的中间段部分也具有径向宽度缩小部3，在所述空心钢管灌注的过程中，所述径向宽度缩小部3也灌满混凝土，并在所述轨枕块1的浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体，在所述道床的浇筑过程中与所述道床浇筑为一体。

优选地，所述径向宽度缩小部3的横截面为圆形、椭圆形或长条形等。空心钢管为圆形截面时，主体部分外径优选为40mm，空心钢管两端部0-50mm范围缩小到外径37mm左右。采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

优选地，所述空心钢管为两根，其分布在轨枕块的预埋件的两侧。或者所述空心钢管为三根，上述三根空心钢管按以下方式布置：所述三根空心钢管的横截面的中心连线构成三角形。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土轨枕，包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，还具有如前所述的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种如前所述的无砟轨道的钢管混凝土轨枕的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：选取根长2000mm，外径40mm的空心钢管；

步骤二:在空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部3；且在空心钢管埋入道床的中间段部分、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部3；

步骤三：从空心钢管一端向另一端喷射灌注高压混凝土填充材料，并将所有径向宽度缩小部3也用混凝土填充密实；

步骤四：养护钢管混凝土构件，以此形成预制好的若干钢管混凝土2；

步骤五：钢管混凝土2、钢筋笼放入轨枕生产用模具，浇筑混凝土材料，使得钢管混凝土2浇筑进入轨枕块1；

步骤六：在道床的浇筑过程，包括径向宽度缩小部3在内的钢管混凝土2中间段部分与道床浇筑为一体。

本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，由于钢管是圆形较光滑的表面，直接埋入混凝土其接触的握裹力有限，荷载作用下可能出现窜动的情况，钢管灌注填充材料之前将钢管端部或中部采用加工机械缩小外径，然后在钢管内灌满砂浆填充材料，再将钢管混凝土构件与轨枕块浇筑在一起，使得钢管混凝土构件与轨枕块结合牢固。采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，同时轨枕浇筑进入道床后，与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载的作用。

作为本发明的第二种较佳实施方式，如图1-4所示，本发明还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，所述轨枕块1由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土2构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块1的制造模具内，在所述轨枕块1的浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；其中：

在埋入所述轨枕块1的所述空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在小于50mm的长度范围内具有径向宽度缩小部3，且在所述空心钢管埋入道床的中间段部分也具有径向宽度缩小部3，在所述空心钢管灌注的过程中，所述径向宽度缩小部3也灌满混凝土，并在所述轨枕块1的浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体，在所述道床的浇筑过程中与所述道床浇筑为一体。

优选地，所述径向宽度缩小部3的横截面为圆形、椭圆形或长条形。空心钢管为圆形截面时，主体部分外径优选为40mm，空心钢管两端部0-50mm范围缩小到外径37mm左右。采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

优选地，所述空心钢管为两根，其分布在轨枕块的预埋件的两侧。或者所述空心钢管为三根，上述三根空心钢管按以下方式布置：所述三根空心钢管的横截面的中心连线构成三角形。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种无砟轨道的钢管混凝土轨枕，包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，还具有如前所述的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构。

为实现上述目的，按照本发明的另一方面，还提供了一种如前所述的无砟轨道的钢管混凝土轨枕的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：选取根长2000mm，外径40mm的空心钢管；

步骤二：在空心钢管距离开口端100mm-200mm的位置起、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部3；且在空心钢管埋入道床的中间段部分、在0-50mm的长度范围内挤压缩小至外径37mm，形成若干径向宽度缩小部3；

步骤三：以此形成预制好的若干空心钢管；

步骤四：将空心钢管、钢筋笼放入轨枕生产用模具，从空心钢管的一端向另一端喷射高压混凝土填充材料，直到填满另一端的轨枕块模腔和所有的径向宽度缩小部3，然后继续填满本侧的轨枕块模腔，使得钢管混凝土2浇筑进入轨枕块1；

步骤五：养护钢管混凝土轨枕；

步骤六：在道床的浇筑过程，包括径向宽度缩小部3在内的钢管混凝土2中间段部分与道床浇筑为一体。

本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，由于钢管是圆形较光滑的表面，直接埋入混凝土其接触的握裹力有限，荷载作用下可能出现窜动的情况，钢管灌注填充材料之前将钢管端部或中部采用加工机械缩小外径，然后在钢管内灌满砂浆填充材料，再将钢管混凝土构件与轨枕块浇筑在一起，使得钢管混凝土构件与轨枕块结合牢固。采用缩径的方式将钢管端部和中部直径缩小，在受外荷载作用时，钢管混凝土构件位于轨枕中的部分与轨枕块卡紧，在道床的部分与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载作用，使得钢管混凝土轨枕结合性能加强。

本发明的无砟轨道的钢管混凝土构件与轨枕块的连接加强结构，同时轨枕浇筑进入道床后，与道床混凝土卡紧，更好的抵抗荷载的作用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。