[发明专利]顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及列车轨道技术领域，确切地说是顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法。

背景技术

为应对温差给钢轨带来的胀缩问题，普通轨道在钢轨连接处留有横向空隙，虽避免了温差应力给钢轨带来的危害，但列车通过时车轮对钢轨接头形成巨大撞击，产生震动和噪音，耗损能量，车速也受到严重影响和制约，钢轨在接头处还经常发生破损，减损了轨道的使用寿命。无缝钢轨虽然避免了这些问题，但在温差巨大的北方冬夏两季却有断轨、胀轨的安全隐患，对轨道进行的昼夜巡查，无法排除高强度反复拉抻、挤压给钢轨带来的金属疲劳，钢轨或路基构件一旦发生裂纹将需大量更换并危及行车安全。为克服这两种方法带来的弊端，人们提出了各种方案，如将钢轨连接处的横向空隙改成斜向空隙或大的斜缝、将一个横向空隙变成两个有一定距离的半个横向空隙、在横向空隙处加塞塑料板等等，不一而足，但均因其局限性而不被采用。

发明内容

本发明提供了顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法，它能有效解决钢轨胀缩等诸多问题，避免列车运行时产生震动并彻底排除铁路的断轨、胀轨等安全隐患，不但延长轨道的使用寿命，还减少其维护费用。

为解决上述技术难题，本发明的技术方案是：顺向、细缝、无震动、无温差应力钢轨及制作、安装方法，将钢轨分成裸钢轨和钢轨连接头，通过钢轨连接头的特殊构造将轨道各段钢轨连接处的横向空隙转换成顺向的细缝；钢轨连接头在工厂集中加工，成批生产，然后焊接在钢轨的两端。

本发明具有的优点和积极效果：

(1)与普通钢轨相比，本发明的钢轨在列车经过时无震动、低噪音、大幅度提高列车运行速度并节省能源消耗、减少轨道维护费用。

(2)使用本发明对普通轨道稍加改造，人们在乘坐火车、轻轨和地铁时将享受更多的舒适、安全和快捷，提高了人们的生活质量和工作、学习效率。

(3)与无缝钢轨相比，本发明降低高速铁路的施工难度，减少其投资成本和维护费用，彻底排除了断轨、胀轨等安全隐患，减弱钢轨的金属疲劳，提高了钢轨的使用寿命。

附图说明

图1为横向空隙与顺向细缝转换之前示意图；

图2为横向空隙向顺向细缝转换过程示意图；

图3为向顺向细缝转换过程线路回折示意图；

图4为横向空隙向顺向细缝转换完毕效果图；

图5为两个钢轨连接头在低温冷缩时的构造示意图；

图6为两个钢轨连接头在高温热胀时的构造示意图；

图7为在钢轨连接头上增多卯槽数量加大顺向细缝细度的方法示意图；

图8为在钢轨连接头上增多榫头数量加大顺向细缝细度的方法示意图；

图9为钢轨连接头实物图；

图10为钢轨连接处实物图。

具体实施方案

附图标记含义：轨面1、轨冠2、轨座3、榫头4、卯槽5、榫头峰6，卯槽底7、榫头根8、卯槽口9、顺向细缝10、固定螺栓孔11、加固板12。

将横向空隙转换为顺向细缝的方法：将横向空隙分割成与其垂直的若干个顺向相邻的小矩形，矩形的长度等于横向空隙的宽度，矩形的宽度乘以矩形的数量等于横向空隙的长度，如图1所示；各小矩形向一侧平行移动，让其一角与一条斜线相连并均匀延伸，如图2所示；当各矩形之间的位置符合要求时再往回折，如图3所示；当第一个小矩形回到原来位置时转换完毕，如图4所示。

小矩形的方向顺着钢轨的方向，故为顺向，现实中，小矩形的宽度只相当于横向空隙宽度的几十分之一，故称细缝。顺向、细缝是列车车轮经过钢轨连接头时没有撞击、不发生震动的重要原因。

按上述方法，将钢轨上各小矩形沿着斜线移动并回转形成的类似等腰三角形的部位称为榫头或卯槽。

连接钢轨时每两个相配套的连接头构成一组，一个连接头具有若干大小和形状完全相同的榫头，另一个则具有相同数量并与之对应着的卯槽，榫头之间、卯槽之间、榫头与卯槽之间，以及榫头卯槽与钢轨接头之间的位置、方向和咬合对应等各种关系，如图5、图6所示。

榫头、卯槽的结构如图7、图8所示，榫头由榫头峰、榫头腰、榫头根三部分构成，为由若干高度相同的矩形叠加而成的类似等腰三角形的图形，卯槽由卯槽底、卯槽坡、卯槽口三部分构成，也由若干高度相同并与榫头对应着的矩形叠加而成的类等腰三角形的图形。