一种剪力铰及轨道结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种剪力铰及轨道结构，尤其是一种用于轨道结构中整体道床和浮置道床接缝处的剪力铰及采用该剪力铰的轨道结构。剪力铰包括固定于整体道床的端部的第一锚固件、第二锚固件和受剪弹性件。第二锚固件锚固于与整体道床端部相对的浮置道床的端部；受剪弹性件设置于所述整体道床与所述浮置道床之间的缝隙内，其一端固定于第一锚固件上，另一端固定于第二锚固件上。在列车通过整体道床和浮置道床的接缝时，本实用新型中剪力铰的受剪弹性件传递剪力并允许一定的变形，因而浮置道床与整体道床端部相对的动态下沉量降低，钢轨及扣件受力减小，从而可限制浮置道床端部在垂向和水平方向运动，保证列车运行更平稳。
【专利说明】一种剪力铰及轨道结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通领域，具体涉及一种剪力铰及使用该剪力铰的轨道结构。
【背景技术】
[0002]在城市轨道交通中，为了有效降低地铁列车运行时产生的振动干扰周边环境，常采用钢弹簧浮置板隔振系统来实现减振降噪的目的。
[0003]钢弹簧浮置板隔振系统由具有一定质量混凝土板，和具有一定刚度与阻尼的钢弹簧隔振器构成。钢弹簧浮置板是连接列车与基底的弹性系统，钢弹簧隔振器位于基底上，混凝土板被钢弹簧隔振器向上托起30?40mm，钢轨铺设于混凝土板上。钢弹簧隔振器包括支撑原件-钢弹簧和耗能原件阻尼器两部分，钢弹簧有效地支撑混凝土板和列车的载荷，内部阻尼结构可以有效地将列车产生的振动转化为热能，达到降低列车振动的目的。
[0004]通常列车轨道通过采用由混凝土整体灌筑而成的整体道床，在对减振要求较高的路段则会采用钢弹簧浮置道床。但整体道床与浮置道床的刚度相差很大，列车通过整体道床与浮置道床的接缝处时，与整体道床相邻的浮置道床会产生较大的动态下沉量，导致接缝处附近的钢轨和附近扣件受力较大，从而影响钢轨及附近扣件的使用寿命，且对列车运行平稳性有一定影响。
[0005]目前整体道床与浮置道床的交接区域采用在浮置道床侧加大隔振器设置密度的方式来增大浮置道床的刚度。如正常浮置道床中，每隔两个扣件的距离设置一个隔振器，而在整体道床与浮置道床的过渡段，每隔I个扣件的距离设置一个隔振器。但采用此种方式，有如下缺点:
[0006]1.与整体道床距离最近的隔振器与浮置道床的端部仍具有一定距离，在列车通过时，浮置道床中与整体道床接触的端部仍会产生较大的动态下沉量；
[0007]2.造价高，每个交接处至少需要增加2组共4个钢弹簧隔振器；
[0008]3.浮置道床的板端开孔多，对浮置道床整体结构的牢固性产生一定影响。
[0009]4.增加刚度后的浮置道床只能限制浮置道床垂向向下的变形，对于垂向向上的回弹并没有限制。
实用新型内容
[0010]本实用新型的发明目的在于提供了一种安装于整体道床和浮置道床接缝处的剪力铰，用于在列车通过整体道床和浮置道床接缝时，减小浮置道床端部的下沉量，使列车通过更加平稳，以及限制浮置道床在垂向及水平向左右的振动。
[0011]根据本实用新型的一个方面，提供了一种剪力铰，用于轨道结构中整体道床和浮置道床的接缝处，列车轨道沿纵向方向延伸，所述剪力铰包括:
[0012]第一锚固件，固定于整体道床的端部；
[0013]第二锚固件，锚固于与所述整体道床端部相对的浮置道床的端部；[0014]受剪弹性件，设置于所述整体道床与所述浮置道床之间的缝隙内，其一端固定于第一锚固件上，另一端固定于第二锚固件上，以在纵向方向连接所述整体道床和所述浮置道床。
[0015]优选地，第一锚固件安装在所述整体道床端部边缘、钢轨沿横向方向两侧的下沉台阶面中。
[0016]其中，第一锚固件包括水平部和竖直部；所述水平部固定于所述下沉台阶面上；所述竖直部垂直固定于所述水平部上；
[0017]第二锚固件包括锚固连接板和锚固钢筋；所述锚固钢筋预埋并浇筑于所述浮置道床中并沿纵向方向延伸，所述锚固连接板与所述锚固钢筋固定连接；
[0018]所述受剪弹性件的一端固定于所述竖直部上，另一端固定于所述锚固连接板上。
[0019]进一步地，剪力铰还包括至少一种以下特征:
[0020]第一锚固件还包括设置于所述水平部和竖直部公共垂直面上的多个加强筋，所述多个加强筋在横向方向均匀排列；
[0021]在第一锚固件水平部和下沉台阶面之间设置有用于起传力作用的传力板；
[0022]第一锚固件通过所述下沉台阶面底部设置的预埋套管及螺栓固定在所述下沉台阶面中；
[0023]第一锚固件的竖直部的外端面设有用于固定所述受剪弹性件的第一安装槽；
[0024]第二锚固件的锚固连接板的外端面设有用于固定所述受剪弹性件的第二安装槽；
[0025]第一锚固件的竖直部的外端面与整体道床端部的端面处于同一平面；
[0026]所述锚固连接板的外端面与所述浮置道床端部的端面处于同一平面。
[0027]优选地，所述加强筋的纵向截面为梯形或三角形。
[0028]其中，所述受剪弹性件包括第一钢板、第二钢板和夹持于第一钢板和第二钢板之间的橡胶垫；
[0029]第一钢板和第二钢板上设有多个通孔；
[0030]所述橡胶垫中，与第一钢板相贴的第一端面上设有与第一钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台，与第二钢板相贴的第二端面设有与第二钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台；
[0031]所述橡胶垫第一端面的多个橡胶凸台插入第一钢板上的通孔中并通过硫化粘接于第一钢板上；
[0032]所述橡胶垫第二端面的多个橡胶凸台插入第二钢板上的通孔中并通过硫化粘接于第二钢板上。
[0033]优选地，
[0034]第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为圆形、多边形，且呈矩阵形状排列，所述橡胶垫凸台为柱形凸台；
[0035]或者
[0036]第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为沿横向方向延伸的长条孔，所述橡胶垫凸台为长条形凸台；
[0037]或者[0038]第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为相对于横向方向倾斜的长条孔，所述橡胶垫凸台为长条形凸台。
[0039]作为另一优选方案，所述受剪弹性件包括第一钢板、第二钢板和夹持于第一钢板和第二钢板之间的橡胶垫；
[0040]第一钢板上设有朝向第二钢板并沿纵向方向延伸的第一延长部和第二延长部；
[0041]第二钢板上设有朝向第一钢板并沿纵向方向延伸的第三延长部，第三延伸部插入第一延长部和第二延长部之间的空隙内，使第一钢板和第二钢板之间形成“几”字形空隙；
[0042]橡胶垫设置于“几”字形空隙中并分别与第一钢板和第二钢板硫化粘接。
[0043]根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种轨道结构，包括整体道床和浮置道床，在所述整体道床和所述浮置道床的接缝处设置有如上所述的剪力铰。
[0044]由上述技术方案可知，本实用新型安装于整体道床和浮置道床的接缝中，在列车通过整体道床和浮置道床的接缝时，剪力铰中的橡胶垫传递剪力并允许一定的变形，浮置道床与整体道床端部相对的端部在剪力铰的连接下动态下沉量降低，钢轨及扣件受力减小，且能限制浮置道床端部在垂向和水平方向运动，保证列车运行更平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
[0046]图1示出了本实用新型中剪力铰安装于整体道床和浮置道床接缝处的俯视图；
[0047]图2示出了图1中A-A向截面图；
[0048]图3示出了剪力铰的结构分解图；
[0049]图4示出了第一钢板中设置圆形通孔的结构示意图；
[0050]图5示出了第一钢板中设置长条孔的结构示意图；
[0051]图6示出了第一钢板中设置倾斜长条孔的结构示意图；
[0052]图7示出了另一实施例的剪力铰的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
[0054]下面通过具体实施例对本实用新型中剪力铰的结构及工作原理进行详细阐述。
[0055]本实用新型中的剪力铰用于轨道结构中整体道床和浮置道床的接缝处。在本实用新型中，与列车轨道延伸方向平行的方向定义为纵向方向，垂直于纵向方向的方向定义为横向方向。
[0056]图1示出了本实用新型中剪力铰安装于整体道床和浮置道床接缝处的俯视图。
[0057]图2示出了图1中A-A向截面图。[0058]图3示出了剪力铰的结构分解图。
[0059]如图1、图2和图3所示，本实用新型中的剪力铰包括第一锚固件1、第二锚固件2和受剪弹性件3。
[0060]整体道床4端部的边缘、钢轨沿横向方向的两侧预设有下沉台阶面5。下沉台阶面5的高度低于整体道床4的上表面。第一锚固件I固定于整体道床4端部的下沉台阶面5上。第二锚固件2锚固于于浮置道床6的端部。其中，整体道床4的端部与浮置道床6的端部相对。受剪弹性件3设置于整体道床4与浮置道床6之间的缝隙内，其一端固定于第一锚固件I上，另一端固定于第二锚固件2上，以实现整体道床和浮置道床在纵向方向的连接。
[0061]具体地，第一锚固件I包括水平部11和竖直部12。其中，水平部11通过下沉台阶面5设置的预埋套管及螺栓固定在下沉台阶面5上固定于下沉台阶面5上。竖直部12垂直固定于水平部11上。优选地，竖直部12的外端面与整体道床4端部的端面处于同一平面。其中，定义竖直部中与浮置道床相对的端面为竖直部的外端面。
[0062]进一步地，第一锚固件I还包括多个加强筋13。多个加强筋13设置于水平部11和竖直部12的公共垂直面上，用于起到加固水平部11和竖直部12结合面的强度。多个加强筋在横向方向均匀排列，优选地，加强筋的纵向截面为梯形、三角形或其他形状。
[0063]第二锚固件2包括锚固连接板21和锚固钢筋22。锚固钢筋22预埋并浇筑于浮置道床6中并沿纵向方向延伸，锚固连接板21与锚固钢筋22固定连接。锚固连接板的外端面与浮置道床6端部的端面处于同一平面。本实用新型中，定义锚固连接板中与整体道床4相对的端面为锚固连接板的外端面。
[0064]受剪弹性件3包括第一钢板31、第二钢板32和夹持于第一钢板和第二钢板之间的橡胶垫33。第一钢板31和第二钢板32上设有多个通孔34。橡胶垫中，与第一钢板相贴的第一端面上设有与第一钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台330，与第二钢板相贴的第二端面设有与第二钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台330。橡胶垫第一端面的多个橡胶凸台插入第一钢板上的通孔34中并通过硫化粘接于第一钢板31上；橡胶垫第二端面的多个橡胶凸台插入第二钢板32上的通孔中并通过硫化粘接于第二钢板上。
[0065]优选地，第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为圆形和规则多边形，且均呈矩阵形状排列，如图4所示。橡胶垫凸台优选采用柱形凸台。橡胶垫凸台采用矩阵形状排列使橡胶垫与钢板硫化更均匀。
[0066]作为另一优选方案，第一钢板和第二钢板上的多个通孔也可均为沿横向方向延伸的长条孔，如图5所示。橡胶垫凸台为长条形凸台。第一钢板在列车通过时会承受较大的拉力，橡胶垫凸台采用长条孔，可增加受剪弹性件的拉力，使浮置道床端部的下沉量降低，限制浮置道床在垂向方向的位移。
[0067]作为再一优选方案，第一钢板和第二钢板上的多个通孔也可均为相对于横向方向倾斜的长条孔，如图6所示。橡胶垫凸台为长条形凸台。橡胶垫采用倾斜长条形凸台，在列车通过整体道床和浮置道床接缝时，可限制浮置道床在垂向方向和水平方向的位移，更好地抑制浮置道床端部的下沉。
[0068]受剪弹性件3的第一钢板固定于竖直部12上，第二钢板固定于锚固连接板上。优选地，第一锚固件I的竖直部12的外端面设有用于固定第一钢板的第一安装槽120 ;第二锚固件2的锚固连接板的外端面设有用于固定第二钢板的第二安装槽20。第一钢板和第二钢板上均设置有螺纹孔35，第一钢板和第二钢板通过螺栓分别固定于竖直部12和锚固连接板上。当受剪弹性件3损坏时，可通过拆除螺栓进行受剪弹性件3的更换。
[0069]进一步地，本实用新型中的剪力铰还包括传力板14。传力板14通过螺栓固定于第一锚固件I水平部11和下沉台阶面5之间，用于传力。同时，由于浮置道床端部的锚固连接板固定于浮置道床中，其设置高度随浮置道床的高度变化。在轨道施工过程中，若顶升后的浮置道床6与整体道床4的高度不一致时，可通过调节传力板的厚度使浮置道床6与整体道床4的高度一致。
[0070]图7示出了剪力铰另一优选实施例的结构示意图。如图7所示,剪力铰中受剪弹性件3的第一钢板31设有朝向第二钢板32并沿纵向方向延伸的第一延长部311和第二延长部312，第一延长部311和第二延长部312平行，使第一钢板构成“ Π ”形结构件。优选地，第一延长部和第二延长部与第一钢板31 —体成型。
[0071]第二钢板32上设有朝向第一钢板31并沿纵向方向延伸的第三延长部321，使第二钢板构成“T”形结构件。优选地，第三延长部321与第二钢板32—体成型。第三延伸部321不完全插入第一延长部311和第二延长部312之间的空隙内，使第一钢板和第二钢板之间形成“几”字形空隙。
[0072]橡胶垫设置于第一钢板31和第二钢板32之间的“几”字形空隙中，橡胶垫分别与第一钢板和第二钢板硫化粘接。从而使第一钢板和第二钢板形成一个整体。
[0073]当列车通过整体道床和浮置道床的接缝时，第一钢板、第二钢板和橡胶垫受力，橡胶垫产生拉压变形，并能够阻止浮置道床端部下沉，从而使列车通过时更加平稳。
[0074]此外，橡胶垫夹设于第一钢板和第二钢板之间，橡胶垫外表面的绝大部分能有效隔绝臭氧、紫外线，且第一钢板和第二钢板能够帮助橡胶垫散热，橡胶垫的使用寿命得以延长。
[0075]根据本实用新型的另一方面，还提供了一种轨道结构。该轨道结构包括整体道床和浮置道床。在整体道床和浮置道床的接缝处设置有上述剪力铰。
[0076]由以上方案可知，本实用新型安装于整体道床和浮置道床的接缝中，在列车通过整体道床和浮置道床的接缝时，剪力铰中的橡胶垫传递剪力并允许一定的变形，浮置道床与整体道床端部相对的端部在剪力铰的连接下动态下沉量降低，钢轨及扣件受力减小，且能限制浮置道床端部在垂向和水平方向运动，保证列车运行更平稳。
[0077]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种剪力铰，用于轨道结构中整体道床和浮置道床的接缝处，列车轨道沿纵向方向延伸，其特征在于，所述剪力铰包括: 第一锚固件，固定于整体道床的端部； 第二锚固件，锚固于与所述整体道床端部相对的浮置道床的端部； 受剪弹性件，设置于所述整体道床与所述浮置道床之间的缝隙内，其一端固定于第一锚固件上，另一端固定于第二锚固件上，以在纵向方向连接所述整体道床和所述浮置道床。
2.根据权利要求1所述的剪力铰，其特征在于，第一锚固件安装在所述整体道床端部边缘、钢轨沿横向方向两侧的下沉台阶面中。
3.根据权利要求2所述的剪力铰，其特征在于: 第一锚固件包括水平部和竖直部；所述水平部固定于所述下沉台阶面上；所述竖直部垂直固定于所述水平部上； 第二锚固件包括锚固连接板和锚固钢筋；所述锚固钢筋预埋并浇筑于所述浮置道床中并沿纵向方向延伸，所述锚固连接板与所述锚固钢筋固定连接； 所述受剪弹性件的一端固定于所述竖直部上，另一端固定于所述锚固连接板上。
4.根据权利要求3所述的剪力铰，其特征在于，还包括至少一种以下特征: 第一锚固件还包括设置于所述水平部和竖直部公共垂直面上的多个加强筋，所述多个加强筋在横向方向均匀排列； 第一锚固件通过所述下沉台阶面底部设置的预埋套管及螺栓固定在所述下沉台阶面中； 第一锚固件的竖直部的外端面设有用于固定所述受剪弹性件的第一安装槽； 第二锚固件的锚固连接板的外端面设有用于固定所述受剪弹性件的第二安装槽； 第一锚固件的竖直部的外端面与整体道床端部的端面处于同一平面； 所述锚固连接板的外端面与所述浮置道床端部的端面处于同一平面。
5.根据权利要求4所述的剪力铰，其特征在于，所述加强筋的纵向截面为梯形或三角形。
6.根据权利要求3所述的剪力铰，其特征在于，在第一锚固件水平部和下沉台阶面之间设置有用于起传力作用的传力板。
7.根据权利要求1至6中任一所述的剪力铰，其特征在于，所述受剪弹性件包括第一钢板、第二钢板和夹持于第一钢板和第二钢板之间的橡胶垫； 第一钢板和第二钢板上设有多个通孔； 所述橡胶垫中，与第一钢板相贴的第一端面上设有与第一钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台，与第二钢板相贴的第二端面设有与第二钢板上多个通孔对应的多个橡胶凸台；所述橡胶垫第一端面的多个橡胶凸台插入第一钢板上的通孔中并通过硫化粘接于第一钢板上； 所述橡胶垫第二端面的多个橡胶凸台插入第二钢板上的通孔中并通过硫化粘接于第二钢板上。
8.根据权利要求7所述的剪力铰，其特征在于: 第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为圆形、多边形，且呈矩阵形状排列，所述橡胶垫凸台为柱形凸台；或者 第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为沿横向方向延伸的长条孔，所述橡胶垫凸台为长条形凸台； 或者 第一钢板和第二钢板上的多个通孔均为相对于横向方向倾斜的长条孔，所述橡胶垫凸台为长条形凸台。
9.根据权利要求1至6中任一所述的剪力铰，其特征在于，所述受剪弹性件包括第一钢板、第二钢板和夹持于第一钢板和第二钢板之间的橡胶垫； 第一钢板上设有朝向第二钢板并沿纵向方向延伸的第一延长部和第二延长部； 第二钢板上设有朝向第一钢板并沿纵向方向延伸的第三延长部，第三延伸部插入第一延长部和第二延长部之间的空隙内，使第一钢板和第二钢板之间形成“几”字形空隙；橡胶垫设置于“几”字形空隙中并分别与第一钢板和第二钢板硫化粘接。
10.一种轨道结构，包括整体道床和浮置道床，其特征在于，在所述整体道床和所述浮置道床的接缝处设置有如权利要求1至9中任一项所述的剪力铰。
【文档编号】E01B19/00GK203700879SQ201320890392
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】任奇, 佟小朋, 孙方遒, 邵斌, 孙燕, 刘伟, 梁国君, 曾凡冲, 邹长云, 李贵花, 周迎春, 王超, 李腾, 高淑华 申请人:北京九州一轨隔振技术有限公司