专利名称：预应力混凝土轨枕以及用于运输和安装具有预应力混凝土轨枕的转辙器的方法
技术领域：
本发明涉及一种预应力混凝土轨枕，具有至少两个轨枕部段，这些轨枕部段通过嵌入轨枕体中的连接装置抗弯地联接或能联接。
背景技术：
在过去，转辙器由分开提供的混凝土轨枕、铁轨和转辙器连杆在预定的安装位置组装。由于所要求的精度较高，转辙器完全在制造工厂中预装，以便进行检验，这种处理方式工作量很大。因此，已经提出，在预装配状态下将预装配的转辙器运输到施工现场并进行安装。然而这种转辙器的尺寸超过了可供使用的货车车厢，因此转而采用这样的方式，即，将预装的转辙器分解，以便能够运输。接着随后在安装地进行转辙器的装配和安装。
由EP I 026 321A1已知一种用于铁路铁枕的钢制连接装置，利用所述连接装置预制的预应力轨枕部件可以事后抗弯曲、抗拉伸和抗剪切地连接成轨枕单元，这样转辙器在组装过程中能够按设计平直地安装。在预应力混凝土轨枕的各个轨枕部段的轨枕端头的区域中都嵌入钢制连接装置，该连接装置由各轨枕部段的端侧突出并通入板条中，各板条通过螺栓连接件螺栓连接。由EPl 908880A1已知另一种用于混凝土轨枕的抗弯的连接装置。该文件提出，在接缝的两侧将钢制的端板夹紧到混凝土的端面上，并通过钢钳连接。但这种连接装置的缺点是比较复杂，因而成本较高，所以它的使用经济性是有问题的。除此之外，在实验中已经证实，嵌入的连接装置位于在两个轨枕部段之间的联接区域中，该联接区域是一个潜在的薄弱部位。这是由于通过预紧的预应力用钢丝产生的预紧力是从轨枕端头开始逐渐形成的。所以预紧力在轨枕端头的附近较低，只有在距连接装置一定距离处才达到所需的水平。
发明内容
因此，本发明目的在于，提供一种预应力混凝土轨枕，即使在两个轨枕部段的连接区域中这种预应力混凝土轨枕也能可靠地承受负载。为了实现所述目的，根据本发明在开头所述类型的预应力混凝土轨枕中设定，各轨枕部段分别在与连接装置邻接的区域内由比其余区域内的混凝土强度高的混凝土制成。与传统的预应力混凝土轨枕不同，本发明基于这样的认知，S卩，也可以通过选择具有改进的特性的混凝土来实现预应力混凝土轨枕所需的更好的机械特性，而不是例如使用其它的钢筋钢(Betonstahl)或类似材料。相反本发明设定，在所述区域内使用具有较高强度的混凝土，所述混凝土补偿了不足的预应力。这里，所述较高强度的混凝土的使用仅限于与连接装置邻接的区域，紧接着该区域可以使用传统的混凝土。在根据本发明的预应力混凝土轨枕中，特别优选的是，具有较高强度的混凝土是高强度混凝土或超高强度混凝土(UHPC/UHFB)。这种混凝土不仅具有高的抗压强度，也具有高的抗拉强度，因此，对于当前的情况超高强度混凝土特别适于补偿不足的预应力。在根据本发明的预应力混凝土轨枕中使用的超高强度混凝土的抗拉强度至少为lOMPa，优选至少为 20MPa。如果在根据本发明预应力混凝土轨枕中高强度混凝土或超高强度混凝土具有纤维，能够实现进一步提高抗拉强度。特别是可以考虑采用钢纤维、塑料纤维、玻璃纤维或碳纤维。所述的各种不同的纤维还可以按不同的组成相互组合使用。同样属于本发明范围的是，根据本发明的预应力混凝土轨枕的具有高强度的混凝土是聚合物混凝土。聚合物混凝土，也被称为合成树脂粘合的混凝土，同样具有比普通混凝土高的抗拉强度，因此，在使用聚合物混凝土时可以承受在预应力混凝土轨枕的连接装置的区域内出现的负载，即使该区域中的预应力是低于额定值的。在根据本发明预应力混凝土轨枕中，通过在各轨枕端头中分别设置至少一个由钢筋钢制成的支架，可以实现进一步的加强。通过所述支架能够进一步提高能够承受的力和力矩，从而在两个轨枕部段之间关键的联接区域中也可以达到所需的承载能力。根据本发明的预应力混凝土轨枕特别适合作为转辙器轨枕，因为通过翻起或折叠转辙器，可以简化预装的转辙器轨枕的运输。预应力混凝土轨枕的连接装置因此优选构造成螺栓连接，从而为了翻起或折叠可以通过松开或拆除螺栓。在松开螺栓固定之后，松动的螺栓连接可以起铰链的作用，由此实现折叠。在本发明的范围内还可以设定，在连接装置的区域内安装可拆除的运输铰链，以便折叠各轨枕部段。当折叠约180°之后，预应力混凝土轨枕就可以用传统的货物车厢运输到规定的安装地点。此外，本发明还涉及一种用于运输和安装带有所述类型的预应力混凝土轨枕的转辙器的方法。在根据本发明的方法中设置以下步骤将预应力混凝土轨枕与铁轨预装配成转辙器，松开连接装置中的部分螺栓，折叠转辙器的活动部件，装载转辙器并将其运输到安装地点，展开转辙器的活动部件使其回到初始位置，装配和拧紧螺栓，并装配铁轨。在根据本发明的方法中，优选拆除连接装置的所有螺栓，并且安装能拆除的运输铰链，以便折叠各轨枕部段。
本发明的其他优点和细节通过实施例参考附图来说明。附图是示意性的图示并示出图I是按本发明的预应力混凝土轨枕在两个轨枕部段的联接的区域中放大的局部的俯视图；图2是在图I中示出的预应力混凝土轨枕沿线II-II剖切的侧视图；图3是在图2中示出的预应力混凝土轨枕沿线III-III剖切的剖视图；图4是按本发明的预应力混凝土轨枕的一个局部的侧视图；图5是按本发明的预应力混凝土轨枕的另一个实施例的侧视图；图6示出带有运输铰链的按本发明的预应力混凝土轨枕；以及 图7示出处于展开折叠位置的图6的预应力混凝土轨枕。
具体实施例方式图I示出预应力混凝土轨枕I的俯视图，该预应力混凝土轨枕具有轨枕部段2、3，这些轨枕部段通过嵌入轨枕端头4、5中的连接装置6抗弯地联接。每个轨枕部段2、3分别具有多个预应力用钢丝7，通过所述预应力用钢丝对轨枕部段2、3加载压力形式的预紧力。轨道的安装通过多个通孔实现，为了简化起见，仅示出在轨枕3中的一个通孔8。在所示的实施例中，焊接的钢制连接装置6分别包括四个钢条9，它们沿预应力混凝土轨枕I的纵向设置，并焊接在端板10上。端板10与轨枕部段2、3的外侧平齐地终止。在端板10的外侧上设有焊接的板条11，固定螺栓13可以通过所述板条的通孔12插入。如图2可以清楚地看到的那样，板条14有两个通孔12。嵌入轨枕部段2中的端板16对称地构成，只是板条14的位置相应地偏移。在相对于螺母15旋紧固定螺栓13之后，预应力混凝土轨枕I的轨枕部段2、3相互弯曲刚性地联接。当通过固定螺栓13和螺母15形成的螺栓连接松动时，形成一种铰链，所述铰链以固定螺栓13的纵轴线为旋转轴，轨枕部段2、3能 绕所述旋转轴摆动，从而轨枕I能够完全或部分地折叠或翻起，以便方便其运输。在图2的侧视图中示出，焊接在左边的端板16上的前部的板条14几乎面式地贴靠在图2右侧的端板10上，由此实现了各轨枕部段2、3抗弯的连接。图3是沿图2中的III-III的剖视图并示出预应力用钢丝7和钢条9的位置。但该图仅应理解为示例性的，预应力用钢丝与钢条的数量和位置可分别根据应用目进行选择。图4示意性示出预应力混凝土轨枕19的两个轨枕部段2、3的连接区域。为清晰起见，在图4中没有示出预应力用钢丝。在连接装置6的区域中以及在除此以外的一个固定的区域内，轨枕部段2、3包含高强度或超高强度混凝土 17，所述混凝土具有比其余区域18的混凝土高的强度。高强度或超高强度混凝土 17用钢纤维加固。通过高强度或超高强度的混凝土 17补偿存在于轨枕端头的区域中的降低的拉伸强度，因为在这里通过预应力用钢丝引起的预应力没有或没有以足够程度出现。通过高强度或超高强度混凝土 17，预应力混凝土轨枕17在所述区域内有足够的强度，从而能够可靠地承受所出现的负载。图4所示的超高强度混凝土 17抗拉强度为20MPa。图5示出预应力混凝土轨枕23在两个轨枕部段20、21的连接区域中的另一个实施例。其基本结构对应于图4中示出的实施例的结构，图5中示出的预应力混凝土轨枕特别是也同样具有连接装置6。不同于前面的实施例，轨枕部段20、21在与连接装置6邻接的区域内由聚合物混凝土 22构成。紧接着聚合物混凝土 22之后，预应力混凝土轨枕23由普通混凝土 18构成。在转辙器厂，预应力混凝土轨枕和铁轨预组装成转辙器。为了符合可用运输车厢的运输空间，转辙器中超出所述运输空间的部分被折叠起来。为此，铁轨的突出部分至少部分地再次拆除并分开运输。在拆卸和松动的螺栓连接后，将该区域的已联接的轨枕抬起，使它们可以翻起并在普通车厢上运输，其中螺栓连接形成的旋转轴。在转辙器的安装地点，转辙器轨枕的翻起的部分翻转回到额定位置，重新装入拆下的螺栓，拧紧所有螺栓，从而各轨枕部段重新抗弯地彼此连接。重新安装为了运输而拆除的铁轨。通过这种处理方式确保了在转辙器厂建立的转辙器几何形状在安装后仍然存在。
在图6和7中示出一预应力混凝土轨枕，该预应力混凝土轨枕上安装有可拆除的运输铰链24，以便折叠轨枕部段2、3并在折叠状态下运输混凝土轨枕。为了清楚起见，图6和7中只示出了重要的组件。运输铰链24以其铰链部段25、26固定在需要联接的轨枕部 段2、3的上侧上。为了运输，拆除了用于所述轨枕部段2、3之间的板条的连接螺栓。接着将两个轨枕部段中较短的一个翻转180°，此时不需要松开铁轨。在这种折叠的状态下，预应力混凝土轨枕可以用普通的车厢运输。在预定的安装地点，展开折叠的轨枕部段，并且各轨枕部段经由板条利用通过螺栓重新连接在一起。接着，拆除运输铰链24。
权利要求
1.一种预应力混凝土轨枕，具有至少两个轨枕部段，这些轨枕部段通过嵌入轨枕端头的连接装置抗弯地连接或能够连接，其特征在于，各轨枕部段(2、3)分别在与连接装置(6)邻接的区域中具有强度比其余区域中的混凝土高的混凝土。
2.按照权利要求I所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，所述具有较高强度的混凝土是高强度混凝土或超高强度混凝土( UHPC/UHFB )。
3.按照权利要求2所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，高强度混凝土或超高强度混凝土的抗拉强度至少为IOMpa,优选至少为20Mpa。
4.按照权利要求2或3所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，高强度混凝土或超高强度混凝土具有纤维，尤其是钢纤维和/或塑料纤维和/或玻璃纤维和/或碳纤维。
5.按照权利要求I所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，所述具有较高强度的混凝土是聚合物混凝土。
6.按照上述权利要求中任一项所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，在各轨枕端头中分别设置至少一个由钢筋钢构成的支架。
7.按照上述权利要求中任一项所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，所述预应力混凝土轨枕构造成转辙器轨枕。
8.按照上述权利要求中任一项所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，连接装置(6)构造成螺栓连接，所述螺栓连接在一个螺栓松动并拆除其余螺栓时起铰链的作用。
9.按照上述权利要求中任一项所述的预应力混凝土轨枕，其特征在于，在连接装置的区域内安装有可拆除的运输铰链(24)，以便折叠各轨枕部段(2、3)。
10.用于运输和安装具有按照权利要求I至9中任一项所述的预应力混凝土轨枕的转辙器的方法，包括以下步骤 -将预应力混凝土轨枕与铁轨预组装成转辙器， -松开连接装置的一部分螺栓， -折叠转辙器的活动部件， -装载转辙器并将其运输到安装地点。
-展开转辙器的活动部件使其回到初始位置， -装配并旋紧螺栓；以及 -装配铁轨。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，松开并拆除连接装置的所有螺栓，并安装能拆除的运输铰链，以便为了运输而折叠各轨枕部段。
全文摘要
本发明涉及一种预应力混凝土轨枕，具有至少两个轨枕部段，这些轨枕部段通过嵌入轨枕端头的连接装置抗弯地连接或能够连接，其中，各轨枕部段分别在与连接装置邻接的区域中具有强度比其余区域中的混凝土高的混凝土。
文档编号E01B7/22GK102713064SQ201080046111
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月14日
发明者F·申普夫, H-D·米勒 申请人:德国铁路路网股份公司, 铁路一号有限公司