[发明专利]铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨

说明书

铁路道砟轨枕道床改造成内砟外板道床附设标准轨距钢轨，外板是包含原轨枕全路整体浇筑的纵、横向桁架钢筋混凝土轨道板。路基坚实。纵、横向轨道板包围的道砟减缓吸收冲击振动噪声，并阻止轨道板位移。附设的标准轨距钢轨和原非标准轨距钢轨共用的双块式轨枕与轨道板的横向桁架浇筑在一块。附设的标准轨距钢轨采用斜平面端面钢轨(ZL201620156500.9)，其无缝钢轨焊接强度扩大2倍，其有缝钢轨等同于无缝钢轨而免设伸缩调节器。道口立交，弯道外股轨加高，用可动心轨道岔和新型菱形辙叉、II型弹条、多显示机车信号，建供电设施。轨道稳定平顺。原非标准轨距列车和标准轨距列车都能安全平稳快速或高速通行。原路基等资源利用，省大笔新投资。

所属技术领域

本发明涉及铁路道砟轨枕道床各种轨距(包括标准轨距)有缝钢轨低速或普 速铁路改造成内部道砟外部钢筋混凝土桁架轨道板道床无缝钢轨快速或高速铁 路，并在非标准轨距铁路结合附设标准轨距钢轨。

背景技术

铁路道砟的主要作用是：(1)支承轨枕，把来自轨枕上部的巨大荷载均匀 分布到路基面上，使之不超过路基面的容许应力，避免路基的过大变形；(2) 具有的弹性，减缓和吸收机车车辆的冲击和振动，保障列车运行的平稳性，大大 改善机车车辆和钢轨的工作条件，延长轨道的使用寿命；(3)阻止轨道纵、横 向位移，保持轨道稳定，但轨道的稳定性和平顺性都不够好。

混凝土底座无砟轨道板道床具有高平顺性，高稳定性，但缺乏弹性。

常见钢轨的端面是其横断面，邻接的这种钢轨用夹钣和螺栓连接成的有缝 钢轨与车轮踏面间断接触，车轮通过轨缝时，冲击荷载可达非接头区3倍以上， 以致钢轨和车轮损毁，钢轨因轨端损毁而抽换的数量较其他部位大2-3倍，重伤 钢轨60％发生在接头区，接头区养护费用占养护维修总费用的1/3以上，振动附 加量5分贝，噪声接近100分贝，尤其使行车减速。

无缝钢轨与车轮踏面不间断平顺接触，具有高平顺性和高稳定性，适于高 速行车。端面为其横断面的钢轨，焊接成的无缝钢轨，焊接处的顶面不能保持平 顺，尤其焊接强度不够，焊接处难免受铁路温度力作用和车轮冲击断裂。例如， 《参考消息》2015年5月15日报道；12日9时，一列车在美国费城弯道超速脱 轨。并引用“《科学美国人》刊文称，从2001年到2010年，美国共发生58299 起火车事故，其中54899起——占94％——是列车脱轨造成的。断裂的轨道和焊 点是造成脱轨的罪魁祸首，占脱轨事故的15％以上。2013年火车事故在美国造成 707人死亡。”《参考消息》2015年5月18日后续报道12日费城列车弯道“脱 轨事故已造成8人死亡，200多人受伤。”

关于铁路的温度力、伸缩位移与温度变化的关系——

由于无缝线路长轨条受到扣件阻力和道床阻力的约束，当轨温变化时，在长 钢轨中就产生轴向温度力，轨温上升，长轨条中产生轴向压力；轨温下降，长轨 条中产生轴向拉力。为了保证无缝线路安全运行，无缝线路长钢轨的强度和稳定 性必须满足温度力的要求。

固态物质当温度改变量Δt℃为1℃时，其长度变化Δl(mm)与0℃时长度l(mm) 的比值α称为该物体的线膨胀系数，即钢轨的线膨胀系数α＝ 11.8×10^-6/℃，由此推得：一根0℃时长度为l(mm)可自由伸缩的钢轨，当轨温 改变量Δt℃时，其伸缩量(mm)

Δl＝α·l·Δt ①

①式表示，无缝线路钢轨自由端伸长量Δl(mm)与轨温变化量Δt(℃)、轨长l(mm)有关，而与钢轨的横断面面积(mm²)无关。

如果将处于自由状态的钢轨两端完全固定，使其不能随轨温的变化而自由伸 缩，则钢轨内部将产生温度力。