专利名称：铁路钢枕木的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路钢枕木及这种枕木的生产方法。
枕木是用于引导列车的挠性支承系统的整体部分。其重要作用是保持它们所支承的钢轨的校准和斜度，以及有助于维持轨道的侧向和垂向公差。它们也将负载传至一个显著大于列车车轮所能提供的表面积上的道碴路基上，并需要以下述方式作到这一点，即，要能够使道碴将所传递的负载散布到碴床以下的底土而不使底土变形。枕木需要在列车通过时保持轨道稳定性，而且尽管温度变化也要保持这种稳定性，后一特点当采用连续焊接轨道时更为重要。
目前使用的枕木中很小一部分是用钢生产的，而钢枕木的安装成本却低于传统的混凝土或木枕木。钢枕木一般是箱形或倒槽形截面的，较容易以较大的堆叠密度运输，要求的安装设备价格低，无需再次铺道碴，而且由于其形状需要的道碴深度小。它们的使用导致较短的和可预见的轨道占用时间，它们的较轻重量使其比传统的实心混凝土或木枕易于搬运和安装。另外，它们不易轨距扩展(gauge spread)及脱轨损坏并可以修复；它们也具有废品价值。
传统的钢枕是通过热成形制成的，这样制造成本相对较高。为了实现捣固，需要更多的初始捣固工作量。
虽然实现了更高的侧向运动阻力，但是钢枕轨道在重新校准时却更难于移动。
DE-A-2951272公开了一种箱形截面的钢枕。这种钢枕的敞开端部通过焊接钢板或者钢筋混凝土或塑料嵌条封闭。箱形截面的中空内部填充隔绝材料如水泥和水的混合物或橡胶弹性体。
WO89/10450公开了一种倒置槽形截面的铁路钢枕，其包括连接及依附于钢枕上支承面下侧的限制构件。这些构件包括指向下方的部分，在钢枕使用中，这些部分为钢枕提供侧向稳定性。
这两种公开的钢枕具有上面描述的缺点。
本发明的目的是提供一种钢枕，它可以克服或者至少减少上述的缺点。
按照本发明的第一个方面，提供一种倒置槽形截面的铁路钢枕，其敞开的端部可以有选择地被端板封闭，端板可卸式连接于钢枕的每个敞开端部，其侧边从钢枕的上支承面向下、向外倾斜，钢枕是通过钢带冷成形生产的。
钢枕可以通过冷压或冷轧生产。端板也可以通过钢带冷成形生产。
每个端板的深度可以超过钢枕每个侧边的深度。
钢枕和/或端板可以用低碳钢或不锈钢或高强度低合金钢生产。如果用不锈钢生产，可以进行喷丸处理或施加防腐涂层，以便防止应力腐蚀。
钢枕每侧的自由端可以向外、向上翻卷形成唇边。
每个端板的顶部可以设置开口，使道碴可以通过。作为替代或补充，在钢枕的一端或每端或与其邻近处可形成开口，使道碴可以通过。
钢枕可以具有减小宽度的腰部，该腰部可以沿钢枕长度设置在大致中部。
钢枕内部的中央部分可填充防止道碴进入所述中央部分的材料。所述材料可以是消声材料，可以包括膨胀的聚氨酯泡沫。作为替代或补充，钢枕的内壁可以至少局部地涂覆消声材料。
按照本发明的另一个方面，提供一种生产敞开端部的倒置槽形截面的铁路钢枕及其端板的方法，所述方法包括以下步骤将钢带冷成形为需要的倒置槽形截面及所需要的端板尺寸，在每个端板和/或钢枕的每个敞开端部形成接头，其用于将端板可卸式固定在钢枕上，以便封闭其敞开的端部。
按照本发明的另一个方面，提供一种通过钢带冷成形生产的倒置槽形截面的铁路钢枕，端板可卸式地固定在钢枕的每个敞开端以将其封闭，钢轨由钢枕的上表面支承，弹簧钢夹将钢轨固定在钢枕上，弹簧钢夹包括用于接合钢枕上表面的第一支承面、用于接合钢枕的钢轨支承面下侧的第二支承面和在第一和第二支承面中间，在使用中接合钢轨底部凸缘上表面的环部，工具包括用于向弹簧钢夹的环部的内表面施加一个力的装置以便将其分开从而在环和钢轨凸缘的相对表面间插入隔绝材料并松开工具施加的力之后，便利于支承面与钢轨和钢夹的环部与钢轨凸缘的需要的接合。
隔绝材料最好经过预成形，从而与钢轨轨底的上表面互补。
按照本发明的另一个方面，提供一种使用弹簧钢夹将钢轨安装在通过钢带冷成形生产的倒置槽形截面且包括可卸式端板的钢枕上的方法，该方法包括以下步骤使钢夹的肩部设置得与钢枕的邻近于边缘的钢轨支承面下侧相接舍，使钢夹的第二支承面设置得与钢枕的上表面相接合，使钢夹在肩部和第二支承面中间的环部设置得以其下侧处于钢轨凸缘上方，在环部中插入一个扩展工具并操作该工具以增大环部的口部，从而扩大环部和钢轨凸缘的分离，在环部和钢轨凸缘之间插入预成形的隔缘件，松开扩展工具以便使两个支承面牢固地接合钢枕并使环部牢固地接合钢轨凸缘。
钢夹可以在平面图中基本呈U形，U形的中央部分限定第一支承面，U形的每个腿部限定第二支承面，以及一个环部。
现在对照以下附图以举例的方式描述本发明
图1是按照本发明的钢枕的平面图；图2是沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图；图3是图1和图2所示钢枕端部的立体图，带有安装就位的可选择地安装的端板；图4的剖视图以放大的比例表示图3所示钢枕和端板的细部结构；图5和6的平面图和侧视图表示安装钢夹，其用于将钢轨固定在图1所示的钢枕上；图7和8以剖视图表示按照本发明将钢轨固定在钢枕上的替代的安装装置。
如图1和2所示，图示的钢枕1在使用时是倒置槽形截面且敞开端部的。钢枕的侧面2向下向外倾斜以形成必要的平面角，从而形成需要的稳定性和垂向拔出阻力。所述平面角也选择得可以增加堆垛密度而不会形成可导致相邻堆垛钢枕卡住的摩擦。每个侧面的深度大于传统热轧产品以增加道碴密封性。钢枕的每个纵向侧面向外和向上翻卷以形成唇边3，从而增加刚度和垂向拉出阻力。
如图3和4所示，钢枕的敞开端部由可分开的基本垂向的端板4封闭，端板通过其每侧形成的定位凸块5可卸式固定在钢枕上，凸块与沿钢枕每条端缘形成的锁定片6互锁。钢枕端板的装配可自动或使用专用手工工具完成。因此，端板只能通过使用专用工具除去，因而它们是可防撬的。在钢枕或端板上形成开口7，使道碴可进入钢枕内部。如图所示，这些开口包括在钢枕上部轨道支承面的自由边缘上形成的槽缝。
如图1所示，钢枕具有腰形中央部分8。这个腰部对进入钢枕内部的道碴形成较大的锁定作用，并且减少了必须填充钢枕内部的道碴量。消声材料可以施加在一些或全部钢枕内表面上，类似材料也可用于中央部分8的内部，不只用来消声，而且用于防止道碴进入所述中央部分。一种适当的材料例如可以是膨胀的聚苯乙烯泡沫。
在钢枕上表面冲出孔9以接纳安装钢夹，其用于将钢轨固定在钢枕上。这将对照图5至8进行描述。由钢枕支承的钢轨的位置由点划线10表示。
如图3所示，每个端板4比钢枕的侧壁2向下延伸更大的距离，从而改善侧向稳定性，并且在为钢枕再校准作准备时，只要除去端板，从而减少了肩部道碴。
倒置槽形截面钢枕是通过钢带冷成形生产的。在一个生产方法实例中，来自地下卷取机的钢带通过平整机后剪切成冷成形加工尺寸。在钢带的纵向或横向上，钢枕可以这样单件的成形，或作为复合体成形。在剪切时废弃的材料可以送至次级成形压床以便生产端板4。或者，端板也可以通过冷成形适当的成形钢带来生产。端部凸块5和片6是通过专用工具及补充操作来形成的。
在制造过程中避免了焊接，这可以显著地降低成本。
在准备好的道碴床上铺设按照本发明的钢枕时，每个钢枕由于其形状和开口端部因而可以简便地滑动到位。因此，可以更方便地实现钢枕的铺设。或者，已装好端板的钢枕可以按照传统的方式铺设在适当铺展的道碴床上。
在钢枕上安装端板之前，可以在最佳的压力下将道碴通过敞开端部吹入钢枕以填充在钢枕倾斜区域下的所有空腔。这样就无需传统钢枕所需要的额外捣固作业。因此，可以提高道碴寿命、避免捣固带来的损坏。如果已装好端板4，那么，道碴可通过开口7吹入钢枕内部。
如前所述，在钢枕1的上表面冲有孔9，以便接纳安装钢夹，从而将钢轨10固定在钢枕上。在孔9附近钢枕可进行喷丸处理以改善残余应力分布型式和完整性。这种安排由于消除所有的突出部(protrusions)因而可增进将钢枕滑移到位的好处。
图5和6所示的安装钢夹为由矩形截面的弹簧钢制成的夹。也可以采用其它种截面如圆形或椭圆形。如图5所示，在平面图中这种紧固件基本呈U形，具有一对臂14，臂与基本垂直于臂的中央部分15相接。
如图6所示，钢夹的每条臂自由端有一肩部16，该肩部沿着朝向中央部分15的方向延伸，一腿部17基本垂直于肩部16，一个环18具有一个颈部19和一个通向中央部分15的弯曲部分20。
扩展工具可插入颈部19中，用于增大颈部宽度，实现腿部17的延长。
图6中也画出支承在钢枕1上的钢轨10。预成形的隔绝件21放置在钢轨10的底部凸缘上。钢轨放置在传统的隔垫22上。
在将钢夹装配在钢轨和钢枕上时，将扩展工具插入颈部19中，用于增加颈部宽度，实现腿部的延长，从而增大环和钢轨凸缘之间的间隔。然后，钢夹的每条臂14的自由端穿过有关的孔9，将钢夹移至图6所示位置，在该位置上，肩部16接合钢枕的下表面，腿部17接触孔边。在该位置上，钢夹的中央部分15抵靠钢枕的上表面，环18处于钢轨凸缘上方(此时不存在预成形的隔绝件21)。扩展工具在位时，将预成形的隔绝件21插在钢夹和钢轨凸缘之间。松开并撤回扩展工具，使限制负载施加在钢轨凸缘上，从而保持可靠的校准。并不需要其它的固定，如上所述，将扩展工具插入颈部19以实现腿部的延长，除去预成形隔绝件就可以简单地除去钢夹。钢夹还可以适当地再度使用。
也可以采用与图5和6所示不同形状和类型的钢夹。
在图7所示的实施例中，钢轨10通过粘合材料隔绝材料复合层25粘接在钢轨上表面上形成的浅凹部中。
在图8中，钢轨10支承并固定在弹簧钢夹27中，钢夹27又粘合在枕面上，也可以粘合在与图7所示的类似凹部中。钢夹可以螺栓连接、焊接或粘接在钢枕上，隔垫28设置在钢轨凸缘和钢夹的相对表面之间。
显然，以上只是对本发明钢枕的举例，可以对其作各种修改和变化而并不超出权利要求书所限定的本发明的范围。
权利要求
1．一种倒置槽形截面的铁路钢枕，其敞开端可以选择性地由端板封闭，这些端板可卸式地连接于钢枕的每个敞开端，其侧面从钢枕的上部钢轨支承面向下、向外倾斜，所述钢枕是通过带钢冷成形生产的。
2．根据权利要求1所述的钢枕，其特征在于它是通过冷压或冷轧生产的。
3．根据权利要求1或权利要求2所述的钢枕，其特征在于所述端板是通过钢带冷成形生产的。
4．根据权利要求1至3中任一项所述的钢枕，其特征在于每块端板的深度超过钢枕每侧的深度。
5．根据权利要求1至4中任一项所述的钢枕，其特征在于钢枕每侧的自由端向外向上翻转而形成一条唇边。
6．根据前述任一项权利要求所述的钢枕，其特征在于在每块端板上部形成一个道碴可以通过的开口。
7．根据前述任一项权利要求所述的钢枕，其特征在于在钢枕每端或其附近形成一个道渣可以通过的开口。
8．根据前述任一项权利要求所述的钢枕，其特征在于它具有一个宽度减小的腰部。
9．根据权利要求8所述的钢枕，其特征在于所述腰部基本位于沿钢枕长度的中间部位。
10．根据前述任一项权利要求所述的钢枕，其特征在于钢枕内部的中央部分填充防止道碴进入该中央部分的材料。
11．根据权利要求10所述的钢枕，其特征在于所述材料包括膨胀的聚氨酯泡沫。
12．一种生产端部敞开的倒置槽形截面的铁路钢枕及其端板的方法，该方法包括以下步骤将钢带冷成形为所需要的倒置槽形截面，以及冷成形为所需要的端板尺寸，在每块端板和/或钢枕每个敞开端上形成装配接头，其用于将端板可卸式地固定在钢枕上以封闭其敞开端。
13．一种通过钢带冷成形生产的倒置槽形截面的铁路钢枕，端板可卸式地固定在钢枕的每个敞开端以将其封闭，钢轨由钢枕的上表面支承，弹簧钢夹将钢轨固定在钢枕上，弹簧钢夹包括用于接合钢枕上表面的第一支承面、用于接合钢枕的钢轨支承面下侧的第二支承面和在第一和第二支承面中间，在使用中接合钢轨底部凸缘上表面的环部，工具包括用于向弹簧钢夹的环部的内表面施加一个力的装置，以便将其分开从而在环和钢轨凸缘的相对表面间插入隔绝材料并松开工具施加的力之后，便利于支承面与钢轨和钢夹的环部与钢轨凸缘的需要的接合。
14．根据权利要求13所述的钢枕，其特征在于所述隔绝材料是预成形的，与钢轨凸缘的上表面互补。
15．一种使用弹簧钢夹将钢轨安装在通过钢带冷成形生产的倒置槽形截面且包括可卸式端板的钢枕上的方法，该方法包括以下步骤使钢夹的肩部设置得与钢枕的邻近于边缘的钢轨支承面下侧相接合，使钢夹的第二支承面设置得与钢枕的上表面相接合，使钢夹在肩部和第二支承面中间的环部设置得以其下侧处于钢轨凸缘上方，在环部中插入一个扩展工具并操作该工具以增大环部的口部，从而扩大环部和钢轨凸缘的分离，在环部和钢轨凸缘之间插入预成形的隔缘件，松开扩展工具以便使两个支承面牢固地接合钢枕并使环部牢固地接合钢轨凸缘。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于所述钢夹在平面图中基本呈U形，U形的中央部分限定第一支承面，U形的每个腿部限定第二支承表面，以及一个环部。
全文摘要
一种倒置槽形截面的铁路钢枕(1),其敞开的端可选择性地由可卸式连接于钢枕(1)每个敞开端的端板(4)封闭,其侧面从钢枕(1)的上部钢轨支承面向下、向外倾斜,该钢枕(1)是通过钢带冷成形生产的。钢枕(1)可以通过冷压或冷轧生产,端板(4)也可以通过钢带冷成形生产。在一个实施例中,钢枕(1)具有一个宽度减小的腰部(8)。该腰部(8)可以设置在沿钢枕(1)长度的中间部位。钢枕的中央部分可以填充防止道碴进入该中央部分的材料。
文档编号E01B3/00GK1231709SQ9719834
公开日1999年10月13日 申请日期1997年8月27日 优先权日1996年8月28日
发明者凯里·希尔, 西德尼·雷尔夫 申请人:英国钢铁公司