专利名称：一种无砟轨道先张预应力轨道板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装无砟轨道钢轨的轨道板，尤其是涉及一种无砟轨道上应用的新型轨道板。
背景技术：
目前采用的无砟轨道用轨道板的内部预应力钢筋都设有横向和纵向后张预应力钢筋(如图1所示)，图1中的纵向预应力钢筋1’安装于板体纵向端面的纵向锚穴孔2’，横向预应力钢筋4’安装于板体横向端面的横向锚穴孔3’，横向和纵向钢筋分层布置使得板体的应力布局均勻，从而提高板体的刚度。但是通过工程实践发现，针对轨道板安装时，轨道板和路基之间的支承层由以前的乳化浙青砂浆更换成性能更好的自密实混凝土之后，使得支承层与轨道板一起形成复合板结构，致使轨道板本身的刚度增加，从而影响轨道板的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，施工进度快；耐久性好、使用寿命更长、成本更低的无砟轨道先张预应力轨道板。本发明的技术方案为一种无砟轨道先张预应力轨道板，包括轨道板板体，轨道板板体纵向端部设有凹槽，所述板体两端的凹槽关于板体的横向中心线对称设置，所述板体内设有先张纵向预应力钢筋，所述先张纵向预应力钢筋与板体内的混凝土紧密结合，所述先张纵向预应力钢筋相对于板体纵向中心线对称设置。本发明采用的先张纵向预应力钢筋指的是在轨道板制作的时候，把预应力钢筋先张拉，然后再对轨道板进行混凝土浇筑、养护等等，该工艺确保混凝土与预应力钢筋紧密结合，这样对板体的性能将有所改善。需要说明的是，本发明将轨道板上安装的钢轨的方向设为纵向也即轨道板上轨道线路的延伸方向为纵向，所述轨道板板体的纵向中心线是指沿板面纵向方向的中心线，该中心线与轨道线路中心线重合。轨道板上与钢轨垂直的方向为横向，所述板体横向中心线是指沿板面横向方向的中心线，该中心线与轨道线路中心线垂直。本发明所述板体端部的凹槽个数为一个时，所述凹槽设于板体纵向端面的中部； 所述板体端部的凹槽个数为两个时，所述两个凹槽相对于板体纵向中心线对称设置。这种结构使得轨道板上纵向的板体性能一致。本发明所述凹槽上预埋有剪力装置，该剪力装置包括连接板，连接板一侧固连有预埋钢筋，连接板另一侧固连有剪力板，其中，所述预埋钢筋和连接板预埋于轨道板混凝土中，且所述连接板与剪力板连接的一面外露于所述凹槽底部，所述剪力板外露于轨道板端部；所述剪力板至少一面设有齿，所述齿的齿槽方向与连接板垂直，所述剪力板上还设有至少一个连接孔。所述剪力装置的目的是将各个轨道板首尾顺次连接起来，可以保证路基上纵连式轨道板剪切应力的有效传递、分散到相邻的轨道板上，有效减少火车轮对形成的交变应力对轨道板端的作用，防止因路基沉降导致轨道板端被折断。经试验，本发明中所述剪力板上的齿槽角度范围优选为40° 65°，齿高为1 2. 5mm。这种齿形结构使得剪力板有足够的强度，齿不易断裂。现有技术中无砟轨道的各个轨道板通过各自的纵向预应力钢筋之间连接来传递线路的应力，无法克服轨道板热胀冷缩时的位移变化，也不能减少正压力对轨道板端部的 作用。所述预埋钢筋为U型钢筋。使得预埋钢筋与轨道板混凝土之间连接更牢固。所述U型钢筋的端部向外弯曲。该结构进一步加强了预埋钢筋与轨道板混凝土之间紧密连接。所述预埋钢筋采用热轧带肋钢筋。热轧带肋钢筋可以使得钢筋与板体内混凝土的结合更紧密。所述连接孔为条形孔。剪力板上的连接孔采用条形孔的结构，便于两个轨道板的剪力板啮合时可以调节。所述预埋钢筋以焊接方式固连于连接板一侧，所述剪力板以焊接方式固连于连接板另一侧。采用这种固连方式使得连接更可靠。所述轨道板板体上面承轨部位各设有一排有档肩承台，所述两排有档肩承台关于板体纵向中心线对称设置。所述有档肩承台是用来安装钢轨及其扣件系统的，这种对称结构有利于板体的使用寿命和机车的运行安全。所述轨道板板体底面沿纵向方向预埋有至少两排矩形钢筋，矩形钢筋下端露于轨道板板体外。矩形钢筋下端露于轨道板板体外是为了便于轨道施工过程中轨道板与其下面的支承层的自密实混凝土之间的紧密结合，轨道板与支承层一起形成相当于复合板的结构。所述每排矩形钢筋沿靠近板体纵向边缘位置排列。使得轨道板与其下的自密实混凝土支承层的结合更紧密，更牢固。所述轨道板的纵向长度为5350mm，4856mm, 5600mm。所述预应力钢筋采用刻痕钢筋或者钢绞线。其目的是增大钢筋与轨道板混凝土之间的握裹力。需要说明的是，关于无砟轨道的轨道板已经得到了广泛的应用，这些轨道板都具有横向预应力钢筋和纵向预应力钢筋，在轨道板与其下端的自密实混凝土支承层形成复合体后，使得复合轨道板结构的刚度较大。本发明的贡献在于为了将轨道的刚度保持在合适的范围，并且能满足使用性能的要求，取消了横向预应力钢筋，这种轨道板与其下端的自密实混凝土支承层形成复合板体后，轨道的刚度达到设计要求，而且板体的其他性能参数符合设计要求。取消横向预应力钢筋，减少了工序，提高轨道板的制作效率，同时钢筋用量减少，降低了制作成本。本发明的技术效果为取消了横向预应力钢筋，节省了原材料，同时也简化了制作的工序；更重要的是改善了轨道板的刚度，增加了轨道板的纵向延展性和抗裂性。采用先张预应力钢筋可以使得预应力钢筋与板体混凝土之间有较大的握裹力，使得轨道板整体性能得到改善。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是现有轨道板中预应力钢筋布置的结构示意图； 图2是本发明的结构示意图3是图2的俯视图； 图4是图3的B-B剖视图； 图5是图3的预应力钢筋结构示意图； 图6是图2中剪力装置布置结构示意图； 图7是图6的俯视图； 图8是图6的A-A局部剖视其中，附图标记为图1中，1’为纵向预应力钢筋，2’为纵向锚穴孔，4’为横向预应力钢筋，3’为横向锚穴孔；
图2至图8中，1为板体，1-1为板体横向中心线，1-2为板体纵向中心线，2为先张纵向预应力钢筋，3为凹槽，4为连接板，5为预埋钢筋，6为剪力板，7为齿，7-1为齿槽，7-2为齿顶，8为连接孔，9为矩形钢筋，10为有档肩承台，11为安装孔。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图2至图8所示，一种无砟轨道先张预应力轨道板，包括轨道板板体1，轨道板板体1纵向端部设有凹槽3，所述纵向端部即为图3中的板体的左右端面，所述板体两纵向端部的凹槽3关于板体1的横向中心线1-1对称设置，板体1的每个端部上设有两个凹槽3， 该两个凹槽3相对于板体纵向中心线1-2对称设置。所述板体1内设有先张纵向预应力钢筋2，本实施例中所述先张纵向预应力钢筋2 采用刻痕钢筋，所述先张纵向预应力钢筋2与板体1内的混凝土紧密结合，所述先张纵向预应力钢筋2相对于板体纵向中心线对称设置，所述先张纵向预应力钢筋2与板体1内的混凝土之间有较大的握裹力。所述凹槽3上预埋有剪力装置，该剪力装置包括连接板4，连接板4 一侧采用焊接方式固连有预埋钢筋5，预埋钢筋5为U型钢筋，U型钢筋的端部向外弯曲，预埋钢筋5采用热轧带肋钢筋，预埋钢筋的这种结构是便于与板体混凝土结合更紧密；连接板4另一侧采用焊接方式固连有剪力板6，其中，所述预埋钢筋5和连接板4预埋于轨道板1混凝土中， 且所述连接板4与剪力板6连接的一面外露于所述凹槽3底部，所述剪力板6外露于轨道板 1端部，是为了相邻轨道板之间的纵向连接；所述剪力板6 —面设有齿7，所述齿7的齿槽方向与连接板4垂直，当出现温度变化，纵连式轨道板热胀冷缩时，因相邻纵连式轨道板的剪力板的纵向有啮合的齿，该齿可以沿齿槽方向滑动，从而保证轨道板之间连接的可靠性，齿 7的齿槽7-1为V型，齿顶7-2为平面，所述剪力板6上还设有两个连接孔8，该连接孔采用条形孔，为了便于轨道板制作时剪力装置安装于轨道板模具上，连接板上还设有安装孔11。 经试验，本发明中所述剪力板上的齿槽角度范围优选为40° 65°，齿高为1 2.5mm。 这种齿形结构使得剪力板有足够的强度，齿不易断裂。所 述轨道板板体1上面设有两排有档肩承台10，每排承台位于轨道板上面的承轨部位，所述两排有档肩承台10关于板体纵向中心线对称设置。有档肩承台的作用是用来安装钢轨及扣件系统。所述轨道板板体1底面沿纵向方向边缘位置各预埋有一排矩形钢筋9，矩形钢筋9 下端露于轨道板板体1外。所述矩形钢筋9下端露于轨道板板体1外是为了与轨道板下面的支承层的自密实混凝土紧密结合在一起。本实施例中所述轨道板的纵向长度为5350mm，也可以根据需要选择长度为 4856mm,或 5600mm。需要说明的是，所述板体端部的凹槽个数也可以为一个，此时，所述凹槽设于板体两纵向端面的中部。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种无砟轨道先张预应力轨道板，包括轨道板板体(1)，轨道板板体(1)纵向端部设有凹槽(3)，所述板体两端的凹槽(3)关于板体的横向中心线对称设置，其特征在于，所述板体(1)内设有先张纵向预应力钢筋(2)，所述先张纵向预应力钢筋(2)与板体(1)内的混凝土紧密结合，所述先张纵向预应力钢筋(2)相对于板体纵向中心线对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于，所述板体端部的凹槽(3)个数为一个时，所述凹槽(3)设于板体纵向端面的中部；所述板体端部的凹槽 (3)个数为两个时，所述两个凹槽(3)相对于板体纵向中心线对称设置。
3.根据权利要求2所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于，所述凹槽(3) 上预埋有剪力装置，该剪力装置包括连接板(4)，连接板(4) 一侧固连有预埋钢筋(5)，连接板(4)另一侧固连有剪力板(6)，其中，所述预埋钢筋(5)和连接板(4)预埋于轨道板(1)混凝土中，且所述连接板(4)与剪力板(6)连接的一面外露于所述凹槽(3)底部，所述剪力板 (6)外露于轨道板(1)端部；所述剪力板(6)至少一面设有齿(7)，所述齿(7)的齿槽方向与连接板(4 )垂直，所述剪力板(6 )上还设有至少一个连接孔(8 )。
4.根据权利要求3所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述预埋钢筋(5)为U型钢筋。
5.根据权利要求4所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述U型钢筋的端部向外弯曲。
6.根据权利要求5所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述预埋钢筋(5)采用热轧带肋钢筋。
7.根据权利要求6所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述连接孔 (8)为条形孔。
8.根据权利要求7所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述预埋钢筋(5)以焊接方式固连于连接板(4) 一侧，所述剪力板(6)以焊接方式固连于连接板(4)另一侧。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于 所述轨道板板体(1)上面承轨部位各设有一排有档肩承台(10)，所述两排有档肩承台(10) 关于板体纵向中心线对称设置。
10.根据权利要求9所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述轨道板板体(1)底面沿纵向方向预埋有至少两排矩形钢筋(9)，矩形钢筋(9)下端露于轨道板板体 (1)外。
11.根据权利要求10所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述每排矩形钢筋(9)沿靠近板体纵向边缘位置排列。
12.根据权利要求11所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述轨道板的纵向长度为5350mm，或4856mm，或5600mm。
13.根据权利要求12所述的一种无砟轨道先张预应力轨道板，其特征在于所述预应力钢筋(2)采用刻痕钢筋或者钢绞线。
全文摘要
本发明公开了一种无砟轨道先张预应力轨道板，属于无砟轨道的轨道板技术领域，包括轨道板板体，轨道板板体纵向端部设有凹槽，所述板体两端的凹槽关于板体的横向中心线对称设置，所述板体内设有先张纵向预应力钢筋，所述先张纵向预应力钢筋与板体内的混凝土紧密结合，所述先张纵向预应力钢筋相对于板体纵向中心线对称设置；由于该板在使用时板下将填充自密实混凝土，使板的结构受力体系发生了本质变化，本发明与原来的轨道板比较取消了横向后张预应力钢筋，节省了原材料，简化了制作的工序，降低了轨道板成本；更重要的是改善了轨道板的刚度，增加了轨道板的纵向延展性和抗裂性。采用先张预应力钢筋可以使得预应力钢筋与板体混凝土之间有较大的握裹力，使得轨道板整体性能得到改善。
文档编号E01B1/00GK102296492SQ20111014794
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者于晓明, 刘延龙, 喻丕金, 张天明, 杜新立, 林晓波, 沈德华, 王清明, 王红亮, 税卓平, 翟勇, 贾志武, 邱江, 钱振地, 陈幼林, 鲁宁生 申请人:中国铁建股份有限公司, 中铁二十三局集团有限公司