[发明专利]FRP框架式轨枕结构

说明书

技术领域

    本发明涉及铁路轨道技术领域，尤其涉及一种适用于高速铁路且使用寿命长和使用成本低的FRP框架式轨枕结构。

背景技术

随着高速铁路建设的发展，高速行驶安全性、舒适性和环保性的更高要求，促使支承钢轨的轨枕结构既要结构初始平整性和使用期几何不变性高，又要结构整体稳定性、减振降噪性和结构安全性、耐久性好，还要工业化施工程度高、工程质量易保证、后期维修养护省和使用期性价比优。现有的木轨枕和混凝土轨枕，无论是材料性能、结构形式还是结构功能和环保效果都难满足这种高技术要求，即使是已在日本大量推广应用和我国开始部份试用且评价比木、混凝土轨枕技术性能更优的聚氨酯合成轨枕，也因其结构整体性、稳定性和性价比等缺陷而难完全胜任。

综上所述，现有技术的木轨枕和混凝土轨枕由于其自身缺陷，无法满足高速铁路对轨枕性能的要求，尤其是木轨枕结构耐久性差和混凝土轨枕减振降噪性差的缺陷，不仅使其后期维护成本高和使用成本高，而且环保性差；聚氨酯合成轨枕也因其结构整体性、稳定性缺陷和使用成本高，也难满足高速铁路对轨枕结构的技术、经济综合要求。

为此，研发一种新的轨枕结构，以满足高速铁路安全性、舒适性和环保性对轨枕结构的高技术要求，一直以来是本领域技术人员较难攻克的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高速铁路且使用寿命长和使用成本低的FRP框架式轨枕结构。

为实现本发明上述目的而采用的技术方案是：一种FRP框架式轨枕结构，包括用于固定钢轨的轨枕横梁构件；其中:

所述轨枕横梁构件由FRP材料制成，该轨枕横梁构件又包括上翼板和下翼板，所述上翼板与下翼板之间通过中腹板连接成为中空的工型截面梁式构件，该工型截面梁式构件的内腔中填充有聚氨酯硬质泡沫体，该轨枕横梁构件两端支承钢轨处，对称地设有两块横隔板，所述两横隔板与其相交的上翼板和下翼板围合形成—中空的矩形截面榫槽，所述榫槽的轴线与钢轨的轴线一致；

相邻两轨枕横梁构件由轨枕纵梁构件连接为一体，所述轨枕纵梁构件也由FRP材料制成，该轨枕纵梁构件又包括顶板和底板，所述顶板与底板之间通过两块侧板连接成为中空的整体箱形截面梁式构件，在该整体箱形截面梁式构件的内腔中填充有聚氨酯硬质泡沫体，该轨枕纵梁构件的两端具有与轨枕横梁构件榫槽匹配的榫头；

所述榫头插入与其匹配的榫槽，实现轨枕横梁构件与轨枕纵梁构件的紧密配合式榫铆连接，构成轨枕横梁构件和轨枕纵梁构件上下共面的框架式整体轨枕结构；

使用时，所述框架式整体轨枕结构通过轨枕横梁构件贯通其上翼板上连接螺栓孔中的钢轨扣件紧固螺栓固定钢轨，轨枕横梁构件和轨枕纵梁构件底面齐平地弹性支承在道床上。

由于上述结构采用轻质、高强、完全弹性且弹性模量低的FRP材料制成，不仅动载疲劳性能好，而且能耐酸、碱、盐介质腐蚀，电绝缘性优，-30～70℃温度范围材料力学性能不降低，材料老化寿命不低于50年，故可保证FRP框架式轨枕结构设计寿命（≥30年）内的结构整体性、稳定性、耐久性和减振降噪效果几乎不降低，还可保证该轨枕结构适用于各种复杂边界条件和恶劣气候条件比木轨枕、混凝土轨枕及聚氨酯合成轨枕更有效，从而使轨道结构和高速铁路系统的结构安全性、营运舒适性和环保性得到真正有效的提高。并且，该轨枕结构结构自重轻（约为混凝土轨枕结构的1/10），工业化施工程度高，工程质量易保证，使用寿命长，使用期内无涂装养护和维修少，还省去了轨下及枕下橡胶减振垫，简化了钢轨扣件的构造与安装，可实现轨枕结构纵、横梁构件不拆除钢轨的快速更换，一期工程造价低于聚氨酯合成轨枕，使用期性价比优于木轨枕、混凝土轨枕和聚氨酯合成轨枕，用于高速铁路不仅使用寿命长和使用成本低；而且有望成为高速铁路轨道系统最优秀的轨枕结构形式。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明位于道床上的立面结构示意图。

图2为本发明位于道床俯视方向的结构示意图。

图3为本发明轨枕横梁构件的结构立面示意图。

图4为图3中A-A向结构剖面示意图。

图5为图3中B-B向结构剖面示意图。

图6为本发明轨枕纵梁构件的结构立面示意图。

图7为图6中C-C向结构剖面示意图。

图8为图6中D-D向结构剖面示意图。