專利名稱：帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軌道交通領(lǐng)域，涉及一種軌道附件，具體為一種兼具扣件功能和減振功能的軌道固定裝置。
背景技術(shù)：
當今軌道交通不斷向著高速重載的方向發(fā)展，給人們的生產(chǎn)生活帶來便利的同時，也帶來了許多問題，特別是軌道噪聲造成的環(huán)境污染問題。為降低軌道的噪聲，技術(shù)人員研發(fā)出了許多減振降噪的產(chǎn)品，其中就包括具有減振降噪功能的軌道固定裝置，例如專利申請?zhí)枮?00480019707.1和專利申請?zhí)枮?00680045628.7的專利中均提到了可以實現(xiàn)懸架起鐵路軌道的軌道緊固裝置，其利用托架將鋼軌頭部支撐在彈性件上。在這種緊固系統(tǒng)里，軌底下設(shè)計有一條縫隙，在鋼軌負重時，能使鋼軌變得傾斜，這樣可以降低對剛度的要求，同時對滾轉(zhuǎn)與軌距提供合適的控制。此外，由于鋼軌僅與彈性體保持接觸，因此其振動時能量會先被彈性體吸收消耗，再傳遞給其他結(jié)構(gòu)，所以此類軌道固定裝置具有一定的減振降噪作用。但是，這種類型的軌道固定裝置也存在著如下缺陷:(I)使用此類軌道固定裝置進行固定的鋼軌無法承受向上的力，因此在使用中存在安全隱患。例如，當有基礎(chǔ)沉陷情況發(fā)生時，軌道固定裝置會隨基礎(chǔ)一起下降，但由于鋼軌是連續(xù)的，鋼軌不會隨之下移，因此會導致軌道固定裝置對鋼軌的支撐失效，為行車安全留下隱患；(2)使用過程中，受力時受力點會變化，彈性體與鋼軌之間有磨損，在彈性件磨損后，穩(wěn)定性下降；(3)鋼軌僅與彈性體保持接觸，因此彈性體即要為鋼軌提供垂向支撐又要提供橫向約束，但為了保證減振降噪作用，此類軌道固定裝置中的彈性體必須有一定的彈性，因此造成鋼軌的橫向剛度較小，行車過程中不可避免地出現(xiàn)鋼軌左右搖晃現(xiàn)象，導致鋼軌的磨損較嚴重，在某些城市甚至出現(xiàn)了大面積波磨，嚴重影響行車安全；(4)由于鋼軌處于懸空狀態(tài)，安全儲備很小，沒有二級防護，一旦彈性體損壞，鋼軌的位置將在各個方向失去控制，列車會脫軌，所以此種軌道固定裝置對養(yǎng)護的要求較高，養(yǎng)護不到位時會影響行車安全。科隆蛋和其它高彈性高彈性扣件也存在類似問題，由于扣件的橫向剛度與垂向剛度密切相關(guān)，垂向剛度隨著減振要求的提高而不斷降低，橫向剛度也隨之降低，導致輪軌橫向振動加大，列車行駛時橫向晃動加大，影響了列車的舒適性，加劇了鋼軌磨損，情況嚴重時甚至造成鋼軌異常波磨，增加了鋼軌養(yǎng)護的工作量，嚴重縮短了鋼軌壽命。上述缺陷極大地影響了鋼軌的正常使用，造成了極大的經(jīng)濟損失，市場迫切需要一種可以克服上述不足的新型軌道固定裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種適用性更強、性能更穩(wěn)定、安全性更好的，尤其是橫向剛度與垂向剛度無關(guān)或相關(guān)性較小的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置是這樣實現(xiàn)的，包括底座，底座置于軌枕上，并利用錨固螺栓與軌枕固連在一起，其特征在于還包括導向組件和垂向支承元件，導向組件包括位于鋼軌軌腰兩側(cè)的導向元件和導向支架，導向元件的橫向剛度至少為120KN/mm，導向元件至少在鋼軌軌腰的上下部分與鋼軌緊密接觸，并在橫向?qū)︿撥壭纬杉s束，導向元件由導向支架夾持，導向元件與導向支架之間設(shè)有滑動接觸面，滑動接觸面平行于鋼軌垂向，二者可以沿鋼軌垂向相對滑動，垂向支承元件位于鋼軌下方，垂向支承元件至少在鋼軌垂向具有彈性承載能力。作為一種特例，底座可以與軌枕一體化設(shè)置。所述的導向元件由鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、尼龍、聚四氟乙烯、PVC、ABS、聚碳酸酯或玻璃鋼材料制成，或由上述材料與阻尼材料共同組成的阻尼結(jié)構(gòu)構(gòu)成。為防止剛度較大的導向元件與鋼軌直接接觸產(chǎn)生噪聲，導向元件與鋼軌之間還可以設(shè)置緩沖保護墊，緩沖保護墊由彈性高分子材料制成，所述彈性高分子材料包括橡膠材料和彈性聚氨酯材料等。值得一提的是，根據(jù)鋼軌在與車輪接觸時兩側(cè)受力的不均衡，鋼軌兩側(cè)的導向元件可以采用剛度不同的材料制成，以優(yōu)化鋼軌與車輪配合時的工作姿態(tài)。為了防止導向元件與導向支架的接觸表面發(fā)生磨損，在導向元件與導向支架接觸的表面設(shè)有表面連接板，表面連接板與導向元件牢固連接在一起。本發(fā)明中所述的垂向支承元件多種多樣，其可以由金屬彈簧構(gòu)成，也可以由金屬彈簧與彈性高分子材料復合構(gòu)成，此外，垂向支承元件還可以是由彈性高分子材料構(gòu)成的壓縮型、剪切型、或發(fā)泡型的彈性墊。需要指出的是，本發(fā)明中所述的金屬彈簧包括螺旋彈簧、碟簧、板簧或金屬彈條等不同形式的彈簧，彈性高分子材料包括橡膠或彈性聚氨酯等多種材料。為提高減振降噪性能，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中還可以包含阻尼元件，阻尼元件包括由阻尼材料直接構(gòu)成的各種構(gòu)件或者是各種約束阻尼結(jié)構(gòu)等具體形式，阻尼元件可以設(shè)置在導向元件或/和垂向支承元件之中，阻尼元件還可以與垂向支承元件并聯(lián)設(shè)置。為了防止鋼軌在上拔力作用下向上滑動，可以在導向支架與鋼軌翼板上表面之間設(shè)置預緊塊，預緊塊獨立設(shè)置或與導向元件集成為一體。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中導向支架有兩個，分別位于鋼軌兩側(cè)。為了方便安裝，同時也為了便于調(diào)整導向元件與鋼軌之間的夾持力，可以采用至少一個導向支架可以拆卸的技術(shù)方案。為了保證可拆卸的導向支架在安裝和使用過程中其支撐方向不發(fā)生偏轉(zhuǎn)改變，可拆卸的導向支架所在的底座上設(shè)有沿鋼軌橫向的導槽，導向支架部分置于導槽內(nèi)，并可以在導槽中沿鋼軌橫向相對于底座滑動?？刹鹦兜膶蛑Ъ芸梢灾苯油ㄟ^緊固件固定于底座上，或者在底座上設(shè)置擋肩，擋肩再與楔形件、或墊片及位置調(diào)節(jié)螺栓配合將導向支架固定于底座上。所述擋肩為固定擋肩或/和可拆卸擋肩，即擋肩固定設(shè)置在底座上或/和與底座設(shè)置成一體。當利用楔形件和擋肩配合時，為防止松動，楔形件和擋肩之間設(shè)有相互配合的齒狀凸凹結(jié)構(gòu)，楔形件與擋肩之間還設(shè)有鎖定元件，鎖定元件為導槽和鎖定墊片，鎖定墊片的厚度大于齒狀凸凹結(jié)構(gòu)中齒的厚度。此外，為克服鋼軌與導向元件之間發(fā)生相對移動時產(chǎn)生的拉拔力，可以在底座上設(shè)置勾槽，將可拆卸的導向支架或/和可拆卸的擋肩鉤掛于勾槽上。出于防止鋼軌發(fā)生過度變形的考慮，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中底座上對應鋼軌軌底處還設(shè)有應急支承件，應急支承件頂面與鋼軌軌底之間的間隙大于或等于鋼軌正常工作時的最大變形。另外，為了使彎道等使用條件下鋼軌頂面在車輪載荷作用下受力均勻，底座上還可以對應設(shè)有軌底坡。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中底座上對應鋼軌軌底處還可以設(shè)有軌底導向組件，軌底導向組件位于鋼軌與底座之間。其中，軌底導向組件為底座上沿鋼軌縱向設(shè)置的增高凸臺，鋼軌翼板外沿與增高凸臺之間的接觸表面構(gòu)成滑動導向面，滑動導向面平行于鋼軌垂向，滑動導向面至少一側(cè)由耐磨材料構(gòu)成或表面設(shè)置耐磨材料層；軌底導向組件還可以包括軌底定位板，軌底定位板卡在鋼軌底部，軌底定位板與底座之間的配合表面構(gòu)成滑動導向面，滑動導向面平行于鋼軌垂向，滑動導向面至少一側(cè)由耐磨材料構(gòu)成或表面設(shè)置耐磨材料層；軌底導向組件由軌底定位板和軌底彈性導向元件組成，軌底定位板卡在鋼軌底部，軌底彈性導向元件與垂向支承元件并列設(shè)置或集成為一體。作為一種典型的應用，軌底彈性導向元件可以是包含由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的板材及阻尼層共同組成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)。需要說明的是，由于軌底坡的存在，本文中所述的橫向、垂向、縱向等方向的概念，都是以鋼軌為基準的，分別與鋼軌的橫向、垂向及縱向相對應，其中所述的鋼軌縱向，即為鋼軌的延伸方向；鋼軌垂向，即鋼軌軌底的垂向；鋼軌橫向，即鋼軌腹板中剖面的垂向。在本文中，為了理解方便，導向元件的垂向剛度定義為單個本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中鋼軌兩側(cè)所有導向元件在預緊狀態(tài)下同時受到鋼軌沿鋼軌垂向中心面上下剪切而變形時的剪切剛度，即垂向作用力與垂向位移之比；導向元件的橫向剛度定義為鋼軌兩側(cè)所有導向元件在預緊狀態(tài)下同時受到鋼軌在導向元件與軌腰的接觸面中心高度橫向平移變形時的剛度，即橫向作用力與該處橫向位移之比。在本文中，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的剛度除了包含導向元件的剛度貢獻外，還包含垂向支承元件的剛度貢獻。帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的垂向剛度定義為單個固定裝置在鋼軌受到沿鋼軌垂向中心面作用時的垂向作用力與鋼軌垂向位移之比；帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的綜合橫向剛度在本發(fā)明中是指其在軌頭受到沿鋼軌橫向的橫向作用力時，橫向作用力與軌頭處的橫向位移之比，也簡稱本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的橫向剛度。軌頭的橫向位移包含鋼軌的橫向平移和鋼軌繞鋼軌縱向的偏轉(zhuǎn)，包含了扣件偏轉(zhuǎn)剛度貢獻，因此如無特指，不再另外討論偏轉(zhuǎn)剛度。另外鋼軌本身彈性變形忽略不計。對于橡塑材料和碟形彈簧，動剛度一般略大于靜剛度，對于螺旋彈簧動剛度一般與靜剛度相等。因此，本發(fā)明中如無特指，也不再討論動剛度，剛度一般泛指靜剛度。以上定義僅為更好地理解本發(fā)明專利的原理而定義。按照上述定義，根據(jù)鋼軌軌底被有效限位或可以少量橫向移動的不同，通過理論計算可以得出，導向元件的橫向剛度大致是由其構(gòu)成的本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置在鋼軌軌頭處綜合橫向剛度的6 8倍。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置通過設(shè)置導向組件和垂向支承元件，使得本發(fā)明帶有垂向?qū)虻墓潭ㄑb置的垂向剛度和橫向剛度可以分別優(yōu)化設(shè)計，滿足了當前市場的迫切需求，填補了技術(shù)空白:
I)目前地鐵和輕軌市場上最常用的高彈性扣件有科隆蛋、先鋒扣件?？坡〉霸贠 15kN范圍內(nèi)的垂向靜剛度為8-14kN/mm，單個扣件在垂向40kN及橫向20kN同時作用下的軌頭橫向位移為2.6 4mm，計算得到綜合橫向剛度為5_7kN/mm，橫豎向剛度比為0.5 0.6 ;先鋒扣件的垂向靜剛度5kN/mm，垂向動剛度為6kN/mm，橫向剛度為9 12kN/mm，計算得到單個扣件在垂向40kN及橫向20kN同時作用下的軌頭橫向位移為1.6 2.2mm，橫豎向剛度比為1.8 2.4。2)我國地鐵整體道床一般扣件的垂向靜剛度范圍是30 40kN/mm，橫向靜剛度范圍為 20 60kN/mm。3)我國京滬高鐵的有碴道床垂向剛度為50 80kN/mm,無碴道床的垂向剛度為40 60kN/mm。4)英國鐵路標準中的干線鐵路的扣件垂向靜剛度可達100 200kN/mm。由國內(nèi)外、地鐵、輕軌、高鐵等不同情況的調(diào)研和統(tǒng)計可以看出，現(xiàn)有各種文獻中對扣件的垂向剛度研究較多，因為減振要求不同，其變化范圍很大，在4 200kN/mm之間可以隨意優(yōu)化選取或設(shè)計，控制措施也較簡單，主要依靠彈性墊板的垂向剛度來調(diào)節(jié)；相比之下，國內(nèi)外各種文獻對扣件的橫向剛度研究甚少，從以上有限的數(shù)據(jù)來看，在5 60kN/_之間變化，變化相對較小。國內(nèi)一些地鐵的運行實踐表明，扣件橫向剛度在12kN/_以下的路段出現(xiàn)了舒適性降低、鋼軌磨損加快等問題。為了保證鋼軌的橫向穩(wěn)定，扣件的橫向剛度應不低于15kN/mm，并且在一定范圍內(nèi)越高越好，單個扣件在垂向40kN及橫向20kN同時作用下的軌頭橫向位移控制在1.3mm以下較好。此外，通過上述說明還可以看出，扣件系統(tǒng)的橫向剛度絕對值和鋼軌軌頭橫向位移是控制輪軌橫向穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，而不是橫豎向剛
1匕。但是由于科隆蛋和先鋒扣件等高彈性扣件采用同一彈性元件同時承受垂向載荷和橫向載荷，普通高彈性扣件依靠軌下彈性墊板控制扣件垂向剛度，橫向剛度和垂向剛度都密切關(guān)聯(lián)，無法單獨優(yōu)化，雖然橫向剛度過低，但如果不采用新的結(jié)構(gòu)或原理，為了同時滿足垂向剛度的使用需求無法再給予實質(zhì)性提高。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置利用在軌腰兩側(cè)設(shè)置導向元件進行導向及橫向隔振，再利用軌下設(shè)置的垂向支承元件承受垂向載荷，并利用垂向支承元件和/或阻尼元件吸收有害振動能量，整個系統(tǒng)的垂向剛度、阻尼比、橫向剛度可以分別優(yōu)化，在保證垂向剛度的同時可以實現(xiàn)本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置具有很高的橫向剛度，因此使用后在保證隔振效果很高的情況下，軌距變化更小，輪軌橫向振動更小，車輛橫向晃動更小，輪軌間相互橫向滑移更小，磨損少，列車行駛的舒適性和安全性更高。除此之外，通過設(shè)置預緊塊，可以防止鋼軌的上拔；通過設(shè)置軌底導向裝置，可以進一步提高鋼軌的橫向剛度和安全性；軌底承載元件采用金屬彈簧，軌底下設(shè)置應急支承件等措施，可以保證承載元件萬一失效時，鋼軌的下沉量限制在安全范圍以內(nèi)，防止列車脫軌。特別要說明的是，為了行文方便，在本文的敘述中，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置有時也簡稱本發(fā)明軌道固定裝置或本發(fā)明裝置，其含義相同。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置利用在軌腰兩側(cè)設(shè)置導向組件進行導向，再利用軌下設(shè)置的垂向支承元件進行支撐及耗能，有效地提高了鋼軌受力時的穩(wěn)定性，安全性更好。此外，由于采用了碟簧或板簧等金屬彈性元件作為垂向支承元件，因此使用壽命更長，日常養(yǎng)護要求較低，同時可以大幅衰減鋼軌在外界激振力作用時的振動能量，實現(xiàn)良好的減振降噪效果，其性價比更高，市場應用前景十分廣闊。


圖1為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之一及其應用示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之二及其應用示意圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之三及其應用示意圖。圖6為圖5的A向局部視圖。圖7為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之四及其應用示意圖。圖8為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之五及其應用示意圖。圖9為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之六及其應用示意圖。圖10為圖9的俯視圖。圖11為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之七及其應用示意圖。圖12為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之八及其應用示意圖。圖13為圖12的俯視圖。圖14為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之九及其應用示意圖。圖15為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十及其應用示意圖。圖16為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十一及其應用示意圖。圖17為圖16的B-B剖視圖。圖18為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十二及其應用示意圖。圖19為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十三及其應用示意圖。圖20為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十四及其應用示意圖。圖21為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十五及其應用示意圖。圖22為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十六及其應用示意圖。圖23為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十七及其應用示意圖。
圖24為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十八及其應用示意圖。圖25為本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的結(jié)構(gòu)示意圖之十九及其應用示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖1、圖2所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，包括鑄鋼材料制成的底座1，此外，還包括導向組件和垂向支承元件。導向組件包括位于鋼軌9軌腰兩側(cè)的導向元件3和導向支架2，導向支架2的架體上還設(shè)置壓板4和位置調(diào)節(jié)螺栓5，導向元件3通過壓板4及位置調(diào)節(jié)螺栓5緊壓在鋼軌9的軌腰表面。其中，導向支架2設(shè)置二個，其與底座I材質(zhì)相同，并與底座I鑄造成一體；導向元件3由尼龍材料制成，導向元件表面設(shè)有凹槽，其僅在鋼軌9軌腰的上下部分與鋼軌緊密接觸。垂向支承元件由金屬彈簧構(gòu)成，圖示中具體為金屬碟簧7，其位于鋼軌9下方，在鋼軌垂向具有彈性。另外，出于防止鋼軌發(fā)生過度變形而影響行車安全的考慮，底座I上對應鋼軌9軌底處還設(shè)有應急支承件8。應急支承件8頂面與鋼軌9軌底之間的間隙大于或等于鋼軌正常工作時的最大變形。本例中,應急支承件8為底座I上一體化鑄成的圓柱形凸臺，碟簧7套設(shè)在應急支承件8上，并依靠應急支承件8實現(xiàn)對中及限位。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)標準，為了防止列車脫軌，鋼軌斷裂時斷口處的錯位在垂向不得大于10mm，應急支承件8的設(shè)置，可以保證滿足此標準，只要應急支承件8頂面與鋼軌9軌底之間的間隙不大于IOmm即可。另外要說明的是，為了方便排水，底座I中用于容納垂向支承元件7的凹槽周邊側(cè)壁上設(shè)置有豁口 61。本例所述技術(shù)方案中，導向元件3直接由尼龍材料構(gòu)成，其橫向剛度為120kN/mm，在橫向?qū)︿撥?形成約束，導向元件3由導向支架2夾持，導向元件3與導向支架中的壓板4之間的接觸表面構(gòu)成滑動接觸面，滑動接觸面平行于鋼軌垂向，二者可以沿鋼軌垂向相對滑動。需要指出的是，為了實現(xiàn)導向元件在鋼軌垂向的導向作用以及在鋼軌橫向的限位作用，實際應用中，導向元件的橫向剛度至少為120kN/mm，這樣，鋼軌垂向受力主要依靠垂向支承元件7來承擔。這一點對本發(fā)明所有實施例均適用，在此一并進行說明。下面以本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置應用于地鐵為例，對其優(yōu)越性進行說明。垂向支承元件碟簧的垂向靜剛度是60kN/mm，碟簧的橫向剛度極高，導向元件的橫向剛度為120kN/mm，在橫向?qū)︿撥壭纬煽煽考s束，可以有效限制鋼軌與垂向?qū)蛟g的相對滑動，相當于鋼軌軌底被有效限位，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的綜合橫向剛度(即本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置在鋼軌軌頭處的橫向剛度)近似為導向元件橫向剛度的六分之一，約為20kN/mm，在垂向40kN及橫向20kN的標準載荷作用下，鋼軌軌頭橫向變形約為1_，橫向穩(wěn)定性較高，可以保證列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并可減輕輪軌的磨損。應用時，直接利用本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置替代傳統(tǒng)軌道扣件，將垂向支承元件7放入底座I的凹槽70中，然后將底座I及導向支架2與鋼軌9裝配在一起，再通過底座I上設(shè)置的安裝孔10把底座I固定在軌枕(未示出)上，最后利用壓板4及位置調(diào)節(jié)螺栓5將導向元件3壓緊在軌腰上，實現(xiàn)對鋼軌9的定位及導向。應注意壓緊力應保證在鋼軌承受最大載荷的情況下，所有導向元件3不會發(fā)生松動，這一點適用于本發(fā)明的所有實施例，在此一并說明，后面不再一一重復描述。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的工作原理如下，當軌道車輛(未示出)從鋼軌9上經(jīng)過時，利用在軌腰兩側(cè)設(shè)置導向組件對鋼軌的橫向變形給予約束限位，由于導向元件3與導向支架中的壓板4之間的接觸表面構(gòu)成滑動接觸面，二者可以沿鋼軌垂向相對滑動，因此可以對鋼軌的垂向變形給予良好的導向，保證鋼軌在變形過程中的幾何狀態(tài)，再利用軌下設(shè)置的碟簧7在鋼軌的垂向進行支撐及耗能，有效地緩解振動并提高了鋼軌受力時的穩(wěn)定性，保障了行車的安全性。此外，由于采用了碟簧作為彈性元件，同時具有摩擦阻尼，使用壽命更長，日常養(yǎng)護要求較低，同時可以大幅衰減鋼軌在外界激振力作用時的振動能量，實現(xiàn)良好的減振降噪效果，其性價比更高。另外，本發(fā)明產(chǎn)品由于橫向剛度可以獨立設(shè)計或相對獨立設(shè)計，橫豎向剛度比可以在很大范圍內(nèi)變化，因此給垂向剛度留出了寬廣的適用范圍，由此可以實現(xiàn):對同一種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置和同一個導向元件，只要更換不同剛度的垂向支承元件，就可以實現(xiàn)本發(fā)明裝置垂向剛度的任意變化，或按照一定優(yōu)選序列變化，如5、10、20、40、60、80、100kN/mm，而橫向剛度都能較好得滿足要求。有助于設(shè)計人員根據(jù)不同隔振需求，優(yōu)化隔振方案，同時也減少了扣件種類，減少了庫存、安裝工具、養(yǎng)護工具，簡化了安裝維護方法。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置通過設(shè)置導向組件和彈性支承元件，分別實現(xiàn)鋼軌的幾何定位功能和鋼軌的垂向受力承載功能，設(shè)在鋼軌軌腰處的導向組件負責保持鋼軌的幾何位置、幾何狀態(tài)以及鋼軌動態(tài)變形時的導向，設(shè)在軌底與底座之間的彈性支承元件負責承受主要的垂向載荷，兩者的材料性能、力學性能可以分開優(yōu)化，導向組件對磨損不敏感，使鋼軌的幾何狀態(tài)在垂向受力時的工作長期穩(wěn)定，鋼軌工作時的橫向剛度較大，鋼軌橫向變形較小，可以緩解或克服外力作用下鋼軌橫向剛度不足造成的輪軌間橫向滑移較大從而最終導致鋼軌磨損等問題，有利于提高鋼軌的使用壽命，同時提高行車的安全性和舒適性。綜上，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置不但實現(xiàn)了普通扣件的所有功能，同時還具備更好的隔振性能和安全性能，由于設(shè)置了應急支承件，一旦出現(xiàn)意外情況，鋼軌變形達到極限時，應急支承件8將直接支撐在鋼軌底面上，可以避免鋼軌進一步過度變形，使行車安全更有保證，其綜合性能遠遠超過了現(xiàn)有各種結(jié)構(gòu)的扣件，具有廣闊的市場前景。除尼龍材料外，導向元件還可以由鑄鐵、硬橡膠、鑄鋼、鋁合金、聚四氟乙烯、PVC,ABS、聚碳酸酯或玻璃鋼材料制成，或由上述材料與阻尼材料共同組成的阻尼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，只要能滿足在鋼軌橫向的剛度要求并且具有良好的耐磨性，也都可以實現(xiàn)同樣的效果。除碟簧外，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置還可以采用其他形式的金屬彈簧作為垂向支承元件，例如還可以采用螺旋彈簧、板簧或金屬彈條等，只要可以在鋼軌的垂向提供足夠的彈性，都可以實現(xiàn)同樣的效果。實施例二如圖3、圖4所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例一的區(qū)別在于，導向組件中包括一個與底座I鑄造成一體的導向支架2和一個可拆卸的導向支架2a，其中導向支架2a利用緊固件13固定在底座I上。由于設(shè)置了一個可拆卸的導向支架2a,本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置可以方便地與鋼軌9進行裝配及相對位置調(diào)整，因此可以直接利用導向支架2和2a將導向元件3緊壓在鋼軌軌腰上，不再設(shè)置其他的位置調(diào)整裝置。導向元件3由PVC材料制成，其與鋼軌的配合表面采用仿形設(shè)計，與整個鋼軌的軌腰表面均保持緊密接觸。導向元件的橫向剛度為400kN/mm。由于導向元件3的剛度較大，為防止導向元件3與鋼軌9直接接觸在使用過程中產(chǎn)生噪聲，導向元件3與鋼軌9之間設(shè)置緩沖保護墊12，緩沖保護墊12由橡膠材料構(gòu)成。另外，為了防止導向元件3與導向支架2和2a的接觸表面發(fā)生磨損，在導向元件3與導向支架2及2a接觸的表面設(shè)有鋼板制成的表面連接板11，表面連接板11與導向元件3牢固地粘接在一起。為使鋼軌頂面在車輪載荷作用下受力均勻，底座I上還對應設(shè)有軌底坡，軌底坡坡度為1: 40。下面以本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置應用于地鐵為例，對其優(yōu)越性進行說明。其中垂向支承元件的垂向剛度是6kN/mm，本發(fā)明中由于設(shè)置了緩沖保護墊，本發(fā)明裝置的橫向剛度主要受緩沖保護墊的彈性控制，在此為50kN/mm，在垂向載荷40kN及橫向載荷20kN的作用下，鋼軌軌頭橫向變形只有0.4mm,橫向剛度絕對值較高，橫向穩(wěn)定性極高，可以保證列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并可減輕輪軌的磨損。應用時，直接利用本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置替代傳統(tǒng)軌道扣件，將碟簧7放入底座I的凹槽70中，然后將底座I及導向支架2與鋼軌9裝配在一起，再利用緊固件13安裝固定可拆卸的導向支架2a，同時調(diào)整好導向支架2a的位置將導向元件3壓緊在軌腰上，實現(xiàn)對鋼軌9的限位及導向，最后通過底座I上設(shè)置的安裝孔10把底座I固定在軌枕(未示出)上。為實現(xiàn)上述目的，導向支架2a上對應緊固件13的安裝孔60也是長條孔，特此說明。由于直接利用導向支架2和2a將導向元件3壓緊在鋼軌軌腰上，省略了壓板和位置調(diào)節(jié)螺栓，因此本例所述技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，安裝施工效率更高，維修保養(yǎng)時不需拆卸鋼軌，工作量更少。又由于在導向元件3表面設(shè)置了表面連接板11，滑動接觸面的導向作用更好，且使用壽命更長，性價比更高。表面連接板11除使用鋼板外，也可以采用不銹鋼板、鋁合金板、彩鋼板等其他表面連接板，當然還可以采用玻璃鋼等強度高、耐磨性能好的非金屬表面連接板，導向元件與表面連接板之間的固定連接方式，除粘接外，還可以根據(jù)材料的不同選擇熱合、鉚接、鑲嵌等方式，都可以實現(xiàn)同樣的功能。由于設(shè)置了軌底坡，可以使車輪壓力集中于鋼軌的中軸線上，減小載荷偏心距，降低軌腰應力，避免軌頭與軌腰連接處發(fā)生縱裂，從運行效果上還可以減輕列車的蛇形運動。根據(jù)相關(guān)要求，在任何情況下，軌底坡不應大于1: 12或小于1: 60。當然，對于混凝土枕線路，也可以將軌枕的承軌槽按軌底坡的規(guī)定做成斜面，這樣可以降低底座的加工難度。根據(jù)這些要求，也可以對實施例一所述技術(shù)方案提供改善的方向，例如可以在底座中增設(shè)軌底坡，或者是在混凝土枕線路使用前，將軌枕的承軌槽按軌底坡要求進行預處理等。實施例三如圖5、圖6所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例二的區(qū)別在于，緩沖保護墊12采用彈性聚氨酯高分子材料制成。另外，為使碟簧7受力均勻，在碟簧7與鋼軌9之間設(shè)置支承板15，支承板15中部設(shè)置表面淬硬的鋼管8保證碟簧7的對中，同時作為應急支承件使用，應急支承件8的底面與底座I底面之間的間隙應大于或等于鋼軌9正常工作時的最大變形。與應急支承件8的位置對應的，在底座I上還設(shè)置有通孔16。底座I上對應導向支架2a位置的兩側(cè)局部設(shè)置有凸臺50，凸臺50與底座表面構(gòu)成導槽?？刹鹦兜膶蛑Ъ?a部分置于導槽內(nèi)，并可以在導槽中沿鋼軌橫向相對于底座滑動。導槽50可以更好地吸納并向底座傳遞縱向防爬力，防止可拆卸的導向支架在安裝和使用過程中繞鋼軌垂向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。本例所述帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置與鋼軌之間的裝配方法與實施例二完全相同。裝配時，應利用導向支架將導向元件及緩沖保護墊壓緊在鋼軌上，保證導向元件可以很好地實現(xiàn)對鋼軌的垂向?qū)蚝蜋M向限位作用，并且保證導向元件3及緩沖保護墊沿鋼軌縱向不會發(fā)生竄動。應用過程中，一旦鋼軌變形達到極限時，應急支承件8將穿過通孔16，支撐在軌枕表面上，可以避免鋼軌進一步過度變形，保證車輛行駛安全。另外，底座I上設(shè)置的通孔16在實際應用過程中還可以起到排水的作用。實施例四如圖7所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例三的區(qū)別在于，底座I上設(shè)置兩個可拆卸的導向支架2a，導向支架2a通過緊固件13固定在底座I上。需要特別說明的是，為了使鋼軌9可以承受向上的外力，導向支架2a與鋼軌9的軌翼之間還設(shè)有預緊塊17，本例中，預緊塊17與導向元件3設(shè)置成一體，預緊塊17與導向元件3均由鑄鐵材料制成。相應的，緩沖保護墊12設(shè)置在鋼軌9軌腰與預緊塊17及導向元件3之間，其由絕緣的橡膠材料制成。另外，垂向支承元件還可以由彈性高分子材料與金屬彈簧復合構(gòu)成，本例中，垂向支承元件由金屬碟簧7和橡膠材料20 —起復合構(gòu)成，為使金屬碟簧7受力更均衡，在金屬碟簧7的上方及下方分別設(shè)置的上支承板18和下支承板19，上、下支承板均用鋼板制成，利用硫化工藝與橡膠材料聯(lián)結(jié)成一體。橡膠材料20選用阻尼系數(shù)較高的，在此即構(gòu)成了垂向支承元件中的阻尼元件。應用時，利用本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置替代傳統(tǒng)軌道扣件，垂向支承元件放入底座I的凹槽中，將底座I放置在鋼軌9下，使垂向支承元件置于鋼軌9的正下方，再通過底座I上設(shè)置的安裝孔10把底座I固定在軌枕(未示出)上，調(diào)整好導向支架2a的位置將導向元件3壓緊在軌腰上，使導向元件3及預緊塊17與鋼軌之間均產(chǎn)生設(shè)定的預緊力，然后利用緊固件13將二個可拆卸的導向支架2a牢固固定在底座I上，導向元件3與導向支架2a之間沿鋼軌垂向的接觸表面構(gòu)成滑動接觸面，實現(xiàn)對鋼軌9的橫向限位及導向。當然基于實施例三的技術(shù)原理，也可以先將其中一個導向支架2a預先固定在底座I上，再與鋼軌之間進行裝配。由于在垂向支承元件中增加了彈性高分子材料，因此垂向支承元件不僅可以為鋼軌提供垂向支撐，還可以提供部分阻尼，可以更好地實現(xiàn)垂向隔振效果。而且在金屬碟簧7外部設(shè)置了橡膠材料20后，更有利于金屬碟簧7的防腐，有利于進一步提高本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的使用壽命。特別是設(shè)置了預緊塊17后，對鋼軌軌翼上表面進行了有效限位，可以限制鋼軌的上移，因此鋼軌可以承受較大的向上的外力，其適應性更強，可以應對地基沉降等特殊情況?；诒纠募夹g(shù)原理，預緊塊還可以由金屬彈簧、彈性高分子材料或二者復合構(gòu)成。本例所述的技術(shù)方案中，導向元件3上端與鋼軌軌頭下部配合，下端與鋼軌翼板上面表配合，因此振動過程中鋼軌發(fā)生垂向變形時，導向元件3與鋼軌間基本無相對滑動，直接隨鋼軌一起沿滑動接觸面與導向支架2a之間發(fā)生相對滑移，因此導向作用更好。
另外需要指出的是，為優(yōu)化鋼軌與車輪配合時的工作姿態(tài)，鋼軌內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置的導向元件也可以采用不同橫向剛度的材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這一點同樣也適用于本發(fā)明所有的技術(shù)方案。實施例五如圖8所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例四的區(qū)別在于，垂向支承元件由金屬板簧7和彈性聚氨酯材料26 —起復合構(gòu)成，為使金屬板簧7受力更均衡，在金屬板簧7的上方及下方分別設(shè)置的上支承板24和下支承板25，上、下支承板均用不銹鋼板制成，并與彈性聚氨酯材料26通過澆注工藝結(jié)合在一起。此外，預緊塊17獨立設(shè)置，其采用彈性聚氨酯材料制成，預緊塊17上牢固粘貼設(shè)置鋼板制成的表面連接板22，表面連接板22上設(shè)置有定位孔，相應的導向支架上設(shè)置定位銷23與其配合，通過定位銷孔的配合可以實現(xiàn)預緊塊17與導向支架之間的裝配。為了給預緊塊讓位，導向元件3相應的縮短。另外，由于預緊塊17具有良好的彈性，緩沖保護墊12僅設(shè)置在鋼軌9軌腰與導向元件3之間即可。下面以本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置應用于地鐵為例，對其優(yōu)越性進行說明。垂向支承元件的垂向剛度是20kN/mm，由于導向元件3利用鑄鐵材料制成，其橫向剛度極高，本發(fā)明軌道固定裝置的橫向剛度主要受緩沖保護墊的彈性控制，在此設(shè)置為40kN/mm，在垂向載荷40kN及橫向載荷20kN的作用下，鋼軌軌頭橫向變形只有
0.5mm,橫向穩(wěn)定性極高,可以保證列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性,并可減輕輪軌的磨損。本例所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的應用方法與實施例四基本相同。基于本例所述的原理，也可以用金屬碟簧、螺旋彈簧、金屬彈片等替代金屬板簧作為金屬彈簧與彈性高分子材料復合構(gòu)成彈性支承元件，只要承載力足夠，也都可以實現(xiàn)同樣的效果。實施例六如圖9、圖10所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例五的區(qū)別在于，一側(cè)的導向支架2仍與底座I 一體化設(shè)置，在另一側(cè)，底座I上設(shè)置有導槽62和固定擋肩30，其中導槽62靠近鋼軌的一端還設(shè)置有勾槽63，導槽62的寬度略大于可拆卸的導向支架2b的寬度。使用時，導向支架2b下部放入導槽62，移動導向支架2b使其鉤掛于勾槽63上，導向支架2b與固定擋肩30之間還設(shè)置有楔形件31，利用楔形件31將導向支架2b壓緊在底座上，同時將導向元件3壓緊在軌腰的上。為了防止使用過程中楔形件滑脫，在楔形件31與固定擋肩30的配合表面分別對應地連續(xù)設(shè)置有齒狀的凹凸結(jié)構(gòu)。另外，垂向支承元件的俯視輪廓也可以設(shè)置成方形，相應的底座I中凹槽的外形輪廓也設(shè)置成方形。垂向支承元件由金屬螺旋彈簧7和彈性聚氨酯材料26 —起復合構(gòu)成，為使金屬螺旋彈簧7受力更均衡，在金屬螺旋彈簧7的上方及下方分別設(shè)置的上支承板27和下支承板28，上、下支承板均用鋼板制成，并與彈性聚氨酯材料26通過澆注固化工藝結(jié)合在一起。其中上支承板27的兩側(cè)對應鋼軌向上折起，對鋼軌形成限位，可以防止鋼軌與垂向支承元件之間發(fā)生相對滑動。為提高垂向支承元件的彈性，在垂向支承元件的中部設(shè)置通孔29。另外，預緊塊17與導向元件3 —體化設(shè)置，均由鑄鋼材料制成。應用時，直接利用本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置替代傳統(tǒng)軌道扣件，垂向支承元件放入底座I的凹槽中，然后將底座I及導向支架2與鋼軌9裝配在一起，再通過底座I上設(shè)置的安裝孔10把底座I固定在軌枕(未示出)上，將可拆卸的導向支架2a鉤掛在底座I的勾槽上，在導向支架2a和固定擋肩30之間插入楔形件,利用楔形件31的插入深度調(diào)整導向支架2a的位置，同時調(diào)整導向元件3及預緊塊17對鋼軌的預緊力，將導向元件3壓緊在軌腰上并鎖定導向支架2a的位置，實現(xiàn)對鋼軌9的橫向限位及垂向?qū)?。當然，基于本例所述的技術(shù)原理，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中也可以在底座兩側(cè)都設(shè)置勾槽結(jié)構(gòu)，同時使用二個導向支架2b與其配合，在此不再另外附圖進行說明。另外，底座I的凹槽側(cè)壁上設(shè)置的排水豁口未在圖中示出，特此說明。由于垂向支承元件中設(shè)置螺旋彈簧，垂向支承元件的線性更好，承載能力更高，橫向剛度也略有提高，更耐蠕變，壽命更長。另外在過載或橡膠失效時，彈簧壓并后具有一定的應急支承功能。又由于預緊塊和導向元件均由鑄鋼材料制成，其耐磨性很好，因此本例所述技術(shù)方案制得的產(chǎn)品使用壽命很長。實施例七如圖11所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例六的區(qū)別在于，基于實施例六的技術(shù)原理，可以改變底座I上導槽62的結(jié)構(gòu)，其沿鋼軌縱向兩端均設(shè)置勾槽63。設(shè)置獨立的可拆卸擋肩51，可拆卸擋肩51下部也鉤掛于底座I的勾槽上，再利用楔形件31將導向支架2a及可拆卸擋肩51鎖緊定位。另外，為防止工作過程中楔形件31滑脫，可以利用緊固件32在可拆卸擋肩51上設(shè)置擋板33對楔形件31實施限位。由于可拆卸擋肩51也采用分體式設(shè)置，可以簡化底座的制作工藝，有利于降低生產(chǎn)成本。當然，基于本例所述方法，只要在底座的另一側(cè)也設(shè)置相同的勾槽，也可以在兩側(cè)同時采用鉤掛式的導向支架2b和可拆卸擋肩51，可以盡一步降低底座的加工難度，也在本發(fā)明的保護范圍之中，在此不再另外附圖給予說明。實施例八如圖12、圖13所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例七的區(qū)別在于，底座I上同時還設(shè)置有固定擋肩30，楔形件31與可拆卸擋肩51之間還設(shè)有鎖定元件，所述鎖定元件包括可拆卸擋肩51上設(shè)置的導槽及導槽內(nèi)設(shè)置的鎖定墊片52，鎖定墊片52的厚度大于楔形件31與固定擋肩30的配合表面設(shè)置的齒的厚度。應用時,利用楔形件31將導向支架2a及可拆卸擋肩51鎖緊定位后,將鎖定墊片52插入到可拆卸擋肩51上設(shè)置的導槽中，由于鎖定墊片52的厚度大于齒的厚度，可以保證楔形件31與可拆卸擋肩51之間的齒狀凸凹結(jié)構(gòu)始終保持嚙合狀態(tài)，無法脫開，又由于重力作用下，鎖定墊片52不易從導槽中脫出，因此鎖定后整個結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，可靠性強。為了維修時拆卸方便，鎖定墊片52露出導槽一截，可以隨時抽出，進而拆下楔形件31。實施例九如圖14所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例六的區(qū)別在于，底座I的兩側(cè)均設(shè)置導槽62及勾槽63，二個導向支架2b分別鉤掛在勾槽上，底座I上還設(shè)置有固定擋肩30，固定擋肩30上設(shè)置有位置調(diào)節(jié)螺柱34，利用位置調(diào)節(jié)螺柱34可以調(diào)整導向支架2b的位置，從而將導向元件3壓緊在軌腰上并鎖定導向支架2a的位置，然后放入U型墊片64，稍松螺栓，使U型墊片壓緊后，用鎖緊螺母鎖定位置調(diào)節(jié)螺栓34，完成對導向支架2b的定位，同時實現(xiàn)對鋼軌9的橫向限位及垂向?qū)?。此外，底座上對應鋼軌軌底處還設(shè)有軌底導向組件，軌底導向組件位于鋼軌與底座之間，具體為底座上沿鋼軌縱向連續(xù)設(shè)置的增高凸臺65，增高凸臺65在鋼軌兩側(cè)同時設(shè)置，鋼軌翼板外沿與增高凸臺65之間的接觸表面構(gòu)成滑動導向面S，滑動導向面S平行于鋼軌垂向。另外，垂向支承元件僅由彈性聚氨酯材料26及上支承板27和下支承板28構(gòu)成，上、下支承板均用鋼板制成，并與彈性聚氨酯材料26通過澆注固化工藝結(jié)合在一起。為了增加彈性，彈性聚氨酯材料26構(gòu)成的板體中還設(shè)有空腔56。為便于排水，底座的凹槽下部設(shè)有排水孔55。當然，排水孔的位置也可以設(shè)置在底座凹槽的側(cè)壁下部，不另

。導向元件3及其一體化集成設(shè)置的預緊塊17均由硬橡膠材料制成，其中導向元件3的橫向剛度為180kN/mm。下面以本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置應用于高鐵為例，對其優(yōu)越性進行說明。導向元件3的橫向剛度為180kN/mm，垂向支承元件的垂向剛度是7kN/mm，橫向剛度是2kN/mm，由于設(shè)置了軌底導向組件，鋼軌軌底受到了有效地限位，垂向支承元件的橫向剛度對本發(fā)明軌道固定裝置綜合橫向剛度影響極小，在導向元件的與垂向支承元件的共同作用下，本發(fā)明裝置的垂向剛度是7kN/mm，垂向彈性和隔振效果很高，橫向剛度約為導向元件橫向剛度的六分之一，約為30kN/mm，在垂向載荷40kN及橫向載荷20kN作用下軌頭的橫向位移僅約為0.67mm，在隔振效果很高的前提下橫向剛度仍然很高，提高了列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并可減少輪軌的磨損。相比之下，垂向剛度為7kN/_的普通扣件的橫向剛度低得無法使用，而且在原有結(jié)構(gòu)上無法提高。另外，在高鐵中應用本發(fā)明軌道固定裝置的另一個好處在于，由于系統(tǒng)的綜合橫向剛度很大，因此軌道的曲線半徑可以更小。當然基于上述原理，如果進一步提高導向元件的橫向剛度，例如使橫向剛度達到600kN/mm時，相應的本發(fā)明軌道固定裝置的綜合橫向剛度約為lOOkN/mm，這樣只需要根據(jù)需要選擇不同的垂向支承元件，調(diào)整垂向剛度，就可以滿足重載鐵路等苛刻應用條件下的使用要求。本例所述技術(shù)方案中，由于增設(shè)了軌底導向組件，增高凸臺65與鋼軌翼板外沿之間通過滑動導向面S相互配合，使鋼軌只可以通過滑動導向面S沿鋼軌垂向相對底座I滑移，限制了軌底的平移，所以不必再另外設(shè)置限位連接板或者防滑墊板，又由于底座I與鋼軌9之間設(shè)有垂向支承元件，因此可以保證采用本例所述技術(shù)方案的本發(fā)明不僅具有良好的垂向彈性，而且與實施例1-8相比，對于同樣橫向剛度的導向元件，還具有較高的綜合橫向剛度。其原理是，當軌頭受到橫向力時，由于軌底受到約束，橫向不能移動，迫使鋼軌以軌底為中心繞縱向偏轉(zhuǎn),導向元件的橫向反力的力臂相對較大，因此軌頭橫向位移較小。所以當工作過程中鋼軌軌頭承受車輪載荷作用時，鋼軌的橫向振動和偏轉(zhuǎn)擺振都得到了很好的抑制。上述優(yōu)點使本發(fā)明軌道固定裝置可以實現(xiàn)在保持較高垂向彈性的同時，有效降低鋼軌軌頭處的橫向位移和偏轉(zhuǎn)位移，從而降低輪軌間橫向滑移幅度，同時還有效抑制了鋼軌的擺振，因此可以有效解決垂向高彈性時，輪軌橫向振動加大，列車橫向晃動過大、或鋼軌過快磨損問題。此外，由于底座I (包括增高凸臺65)是由鑄鋼材料制成，具有良好的耐磨性，可以保證滑動導向面S不會過快磨損，因此采用此類技術(shù)方案的本發(fā)明產(chǎn)品具有較長的使用壽命。垂向剛度為7kN/mm是目前市場上所有扣件中較低的垂向剛度，垂向隔振效果也是最好的之一。但本發(fā)明軌道固定裝置對于垂向剛度高的情況同樣適用，假設(shè)垂向支承元件的垂向剛度是目前市場上所有扣件中垂向剛度的較高值60kN/mm，橫向剛度是21kN/mm，導向元件3不變，橫向剛度是180kN/mm，在導向元件的與垂向支承元件的共同作用下，本發(fā)明裝置的垂向剛度是60kN/mm，橫向剛度約為30kN/mm，在垂向載荷40kN及橫向載荷20kN作用下軌頭的橫向位移僅為0.67mm，在垂向剛度較高時也能保證橫向剛度很高，能夠保證列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并可減少輪軌的磨損。上述計算表明，本發(fā)明軌道固定裝置由于橫向剛度可以獨立設(shè)計或相對獨立設(shè)計，橫豎向剛度比可以在很大范圍內(nèi)變化，因此給垂向剛度留出了寬廣的適用范圍，由此可以實現(xiàn):對同一種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明軌道固定裝置和同一個導向元件，只要更換不同剛度的垂向支承元件，就可以實現(xiàn)本發(fā)明軌道固定裝置垂向剛度的任意變化，或按照一定優(yōu)選序列變化，如5、10、20、40、60、80、lOOkN/mm，而橫向剛度都能較好得滿足要求。有助于設(shè)計人員根據(jù)不同隔振需求，優(yōu)化隔振方案，同時也減少了扣件種類，減少了庫存、安裝工具、養(yǎng)護工具，簡化了安裝維護方法。與設(shè)置楔形件相比，本例所述墊片與螺栓組合使用的技術(shù)方案更簡單方便，拆裝方便，也很可靠。由于導向元件采用硬橡膠材料制成，其對于鋼軌的振動有更好的隔離作用。需要指出的是，垂向支承元件可以是由彈性聚氨酯材料或橡膠等彈性高分子材料構(gòu)成的壓縮型、剪切型、或發(fā)泡型的彈性墊，只要能夠提供足夠的垂向剛度和彈性，都可以起到同樣的效果。實施例十如圖15所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例九的不同之處在于，在底座I設(shè)置一個一體化的導向支架2和一個可拆卸的導向支架2a。導向元件3是由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板43、阻尼材料層41和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板42構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，其中連接板43和42均由鋁合金材料制成，阻尼材料層41由高阻尼聚氨酯材料構(gòu)成。此外，為了提高耐磨性能，軌底導向組件中底座I的增高凸臺65表面上還設(shè)置有耐磨層57，耐磨層由尼龍材料構(gòu)成，并牢固粘貼在增高凸臺65表面。耐磨層與鋼軌軌翼外沿的接觸表面構(gòu)成所述滑動導向面，工作時鋼軌翼板外沿在耐磨層表面滑動，對鋼軌形成垂向?qū)?。垂向支承元?為橡膠材料制成的彈性墊，為了調(diào)整彈性，墊體上設(shè)置有空腔71，為了優(yōu)化墊體的剛度，空腔由中間向兩邊尺寸逐漸變小。下面舉例對本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的優(yōu)越性進行說明。垂向支承元件的垂向剛度是lOkN/mm，由于導向元件中設(shè)置了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，本發(fā)明裝置的橫向剛度主要受迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)的彈性控制，在此為30kN/mm，在垂向載荷40kN及橫向載荷20kN的作用下，鋼軌軌頭橫向變形只有0.67_，在隔振效果很高的前提下橫向剛度仍然很高，橫向穩(wěn)定性極高，提高了列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并可減少輪軌的磨損。應用時，直接利用本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置替代傳統(tǒng)軌道扣件，將碟簧7放入底座I的凹槽70中，然后將底座I及導向支架2與鋼軌9裝配在一起，再利用緊固件13安裝固定可拆卸的導向支架2a，同時調(diào)整好導向支架2a的位置將導向元件3壓緊在軌腰上，實現(xiàn)對鋼軌9的限位及導向，最后通過底座I上設(shè)置的安裝孔10把底座I固定在軌枕(未示出)上。為實現(xiàn)上述目的，導向支架2a上對應緊固件13的安裝孔60也是長條孔，特此說明。本例中由于在增高凸臺65表面還設(shè)置有耐磨層57，耐磨層57除了可以提供更好的耐磨性能外，一旦發(fā)生磨損還可以實現(xiàn)更換，有利于提高產(chǎn)品使用壽命，降低維護成本?；诒纠龅募夹g(shù)原理，除已提到的尼龍外，本發(fā)明中耐磨層還可以采用的聚四氟乙烯(PTFE)、粉末治金材料或銅材等材料制成。作為一種特例，耐磨層還可以是利用噴涂、激光燒結(jié)或電鍍等技術(shù)手段設(shè)置在滑動導向面上的、較薄的耐磨材料層，所述滑動導向面包括鋼軌或/和底座的滑動導向面。另外，由于導向元件3直接由阻尼元件構(gòu)成，其耗能作用更強，降噪能力更好，試驗表明，這種迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)對于500Hz以上的中高頻噪聲具有良好的抑制作用。需要指出的是，除了橡膠材料外，還可以利用彈性聚氨酯等其他彈性高分子材料制成本發(fā)明中的垂向支承元件，只要彈性和強度足夠，都可以起到很好的效果。實施例十一如圖16、圖17所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十的區(qū)別在于，導向元件3布滿所有軌腰位置。此外，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置中底座上對應鋼軌軌底處還設(shè)有軌底導向組件，軌底導向組件位于鋼軌9與底座I之間。軌底導向組件由軌底定位板54和軌底彈性導向元件·58組成，其中，鋼板焊接而成的工字形軌底定位板54卡在鋼軌底部，為防止鋼軌與軌底定位板54直接接觸產(chǎn)生噪聲，在鋼軌軌底與軌底定位板54之間還設(shè)置有橡膠墊板53 ;軌底彈性導向元件58與垂向支承元件7并列設(shè)置，軌底彈性導向元件58由橡膠材料制成，并且與底座I及軌底定位板54分別硫化固連在一起，鋼軌的垂向外力仍主要由垂向支承元件7承擔。垂向支承元件7由碟簧構(gòu)成，軌底定位板54中部設(shè)置表面淬硬的鋼管保證碟簧7的對中，同時作為應急支承件8使用，應急支承件8的底面與底座I底面之間的間隙應大于或等于鋼軌9正常工作時的最大變形。與應急支承件8的位置對應的，在底座I上還設(shè)置有通孔16。本例技術(shù)方案中通過設(shè)置軌底定位板54和軌底彈性導向元件58構(gòu)成的軌底導向組件，可以實現(xiàn)與實施例九相似的技術(shù)效果，可以保證本發(fā)明不僅具有良好的垂向彈性，而且還具有較高的橫向剛度。所以當工作過程中鋼軌軌頭承受車輪載荷作用時，鋼軌軌底的平移和軌頭的偏轉(zhuǎn)得到了很好的抑制。使本發(fā)明軌道固定裝置可以實現(xiàn)在保持較高垂向彈性的同時，有效降低鋼軌軌頭的橫向位移，因此可以降低輪軌的橫向振動，從而降低輪軌間橫向滑移幅度，提高列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，有效解決鋼軌過快磨損問題。另外，由于設(shè)置了軌底彈性導向元件58，水及其他異物無法進入底座I的凹槽中，無需再考慮排水。本例所述技術(shù)方案中由于軌底導向組件及垂向支承元件7預先與底座連接裝配在一起，因此應用時只需要將擺放好底座并將其與軌枕固定連接，然后再調(diào)整導向支架2a使導向元件3壓緊在鋼軌軌腰處即可。實施例十二如圖18所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十一的區(qū)別在于，導向元件3上集成預緊塊17。此外，為了便于調(diào)整軌底彈性導向元件58的橫向剛度，在構(gòu)成軌底彈性導向元件58的橡膠材料中還設(shè)置鋼板制成的約束加強板59。同樣，根據(jù)需要，約束加強板59也可以設(shè)置多個。這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，由于在導向元件中設(shè)置了用于增加軌底彈性導向元件58橫向剛度的約束加強板21，軌底彈性導向元件58內(nèi)的約束加強板之間和外側(cè)高分子材料的壓縮變形受到約束加強板的約束，壓縮剛度一也就是橫向剛度急劇提高，而剪切變形一即垂向剛度不受限制，因此橫豎向剛度比可以根據(jù)需要在很大范圍內(nèi)任意設(shè)計，可以達到10倍、20倍、40倍、80倍甚至更高。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的應用方法與實施例十一基本相同，在此不再重復描述。需要說明的是，如果采用絕緣材料如玻璃鋼等制作軌底定位板54，配合尼龍等絕緣材料制成的導向元件一起使用，可以使鋼軌與外部保持絕緣隔離狀態(tài)，防止意外導電事故的發(fā)生，有效提高產(chǎn)品的適用性和安全性。實施例十三如圖19所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十二的區(qū)別在于，導向元件3由玻璃鋼材料制成。此外，作為一種特例，當軌底彈性導向元件的垂向承載能力足夠時，可以將軌底彈性導向元件同時作為垂向支承元件使用，這樣可以進一步簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。另外，為提高減振效率，軌底彈性導向元件中還包含了帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板45、橡膠阻尼材料層46和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板44構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)置在軌底定位板54及底座I之間。其中，連接板45和連接板44均由玻璃鋼材料制成，可以保證絕緣。由于軌底彈性導向元件中增設(shè)了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中增加了阻尼元件，在鋼軌發(fā)生垂向振動的過程中，反復驅(qū)動迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)中的連接板剪切二者之間間隙中設(shè)置的阻尼材料層，實現(xiàn)耗能，因此本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置減振耗能的作用得到了進一步加強，試驗表明，這種阻尼結(jié)構(gòu)對于抑制800Hz以下的低頻振動有很好的抑制效
果O基于本例所述的技術(shù)原理，可以將連接板45與軌底定位板54集成為一體，也可以實現(xiàn)同樣的效果。實施例十四如圖20所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例九的區(qū)別在于，垂向支承元件7是僅由彈性聚氨酯材料構(gòu)成的壓縮型的彈性墊，軌底導向組件還包括玻璃鋼材料制成的軌底定位板54,軌底定位板54卡在鋼軌底部,軌底定位板54與底座I之間的配合表面構(gòu)成滑動導向面S，滑動導向面S平行于鋼軌垂向。另外，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的導向元件3是由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板43、阻尼材料層41和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板42構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)。預緊塊17由橡膠材料制成，獨立設(shè)置的預緊塊17被導向支架2b預緊并按壓在鋼軌翼板表面，可以限制鋼軌的上移，因此鋼軌可以承受較大的向上的外力，其適應性更強，可以應對地基沉降等特殊情況，為防止預緊塊17滑脫，可以將預緊塊17與導向支架2b硫化固連在一起。為防止鋼軌9與軌底定位板54直接接觸產(chǎn)生噪聲，在鋼軌軌底與軌底定位板54之間還設(shè)置有橡膠墊板53。由于導向元件3采用了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)對高于500Hz的中高頻鋼軌振動和噪聲具有很強的抑制作用，具有很好的降噪效果；如果迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)在鋼軌長度方向大于一個扣件間距(550 650mm)，并連續(xù)相接設(shè)置，則變?yōu)槊詫m式約束阻尼結(jié)構(gòu)，對于高于1000Hz的高頻噪聲也具有有很好的抑制作用，而且阻尼結(jié)構(gòu)的長度越長，其作用下限頻率越低，有效頻帶越寬?；诿詫m式約束阻尼的原理，該阻尼結(jié)構(gòu)的連接板43與軌腰通過彈性模量大于IOOOMpa的粘接膠粘結(jié)，效果更好。因此與實施例九的技術(shù)方案相比，本實施例既有很好的橫向剛度和減振效果，又有很好的降噪效果。本實施解決了當前市場上的一個技術(shù)難題:先鋒扣件由于軌道高度同普通扣件一樣，但在扣件類中隔振效果最高，當高架已運行地段振動和噪聲超標時，最簡單的辦法就是同時采用先鋒扣件和迷宮式約束阻尼結(jié)構(gòu)。但是現(xiàn)有的先鋒扣件軌腰處已被占用，迷宮式約束阻尼板在軌腰處必須在長度方向斷開，損失了部分降噪效果。即使如此，仍然取得了在鋼橋上9dBA的實際工程降噪效果。本實施例由于迷宮式約束阻尼結(jié)構(gòu)可以在鋼軌長度方向連續(xù)，可以取得更好的降噪效果。而且阻尼結(jié)構(gòu)不需要彈簧夾子也不會脫落，安全性更聞。實施例十五如圖21所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十一的區(qū)別在于，導向元件3是由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板43、阻尼材料層41和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板42構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)。此外，鋼軌9的軌翼上同時粘貼設(shè)置與仿形塊相同的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，獨立的預緊塊17被導向支架2b按壓在軌翼表面的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)上，也可以限制鋼軌的上移，因此鋼軌可以承受較大的向上的外力，其適應性更強，可以應對地基沉降等特殊情況。預緊塊17由彈性聚氨酯材料制成，并與與導向支架2b粘接固定在一起。本例所述技術(shù)方案中軌腰表面及鋼軌翼板上均設(shè)置了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，這種阻尼元件具有良好的減振降噪性能，因此本例技術(shù)方案的降噪性能更加出色。實施例十六如圖22所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十五的區(qū)別在于，軌底導向組件由軌底定位板54和軌底彈性導向元件58組成，為了便于調(diào)整軌底彈性導向元件58的橫向剛度，在構(gòu)成軌底彈性導向元件58的橡膠材料中還設(shè)置鋼板制成的約束加強板59。作為一種特例，當軌底彈性導向元件58的垂向承載能力足夠時，可以將軌底彈性導向元件同時作為垂向支承元件使用。另外，軌底彈性導向元件中還包含了帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板45、橡膠阻尼材料層46和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板44構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)置在軌底定位板54及底座I之間。這種迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)具有較大的橫向剛度和較好的垂向彈性，因此具有較好的導向作用。由于在軌底彈性導向元件中設(shè)有迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，可以吸收鋼軌的800Hz以下的中低頻有害振動能量，本實施例具有很好的消能吸振作用，可以提高列車行駛的安全性和舒適性；又由于設(shè)置了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)的導向元件，其對高于500Hz的中高頻振動和噪聲具有很強的抑制作用，具有很好的降噪效果；如果迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)在鋼軌長度方向大于一個扣件間距(550 650mm)，并連續(xù)相接設(shè)置，則變?yōu)槊詫m式約束阻尼結(jié)構(gòu)，對于高于IOOOHz的高頻噪聲也具有有很好的抑制作用，而且阻尼結(jié)構(gòu)的長度越長，其作用下限頻率越低，有效頻帶越寬?；诿詫m式約束阻尼的原理，該阻尼結(jié)構(gòu)的連接板43與軌腰通過彈性模量大于IOOOMpa的粘接膠粘結(jié)，效果更好。因此本實施例產(chǎn)品既有很好的橫向剛度和減振效果，又有很好的降噪效果，可以大大提高列車行駛的安全性和舒適性。由實施例十四、實施例十五及實施例十六可以看出，在軌下間隔地設(shè)置迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)即可以較好地實現(xiàn)減振的功能；在軌腰表面連續(xù)設(shè)置長度大于一個扣件間距的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，即可以很好地實現(xiàn)降噪的功能。實施例十七如圖23所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例四的區(qū)別在于，底座I與軌枕66集成為一體,底座I與軌枕66 —樣由鋼筋混凝土材料構(gòu)成。利用錨固螺栓67將可拆卸的導向支架2a固定在底座I及軌枕66上。本例所述的技術(shù)方案，由于將底座I集成于軌枕66中，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的底座不需要再與軌枕進行固定連接，裝配過程更簡單，系統(tǒng)的整體性更好，而且用鋼量更少，有利于全面降低生產(chǎn)及應用成本。實施例十八如圖23所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例十三的區(qū)別在于，軌底彈性導向元件是帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板45、橡膠材料46和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板44構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)置在軌底定位板54及底座I之間。需要說明的是，連接板44和45均由鋁合金材料制成，橡膠材料46既具有彈性支承能力，又具有一定阻尼。由于這種迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)具有較大的橫向剛度和較好的垂向彈性，因此具有較好的導向作用和垂向承載能力，通過選擇適當?shù)南鹉z材料的損耗因子合理優(yōu)化迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)，就可以實現(xiàn)利用迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)同時作為軌底彈性導向元件和垂向支承元件使用。另外，為了保證本發(fā)明軌道固定裝置的穩(wěn)定性，連接板44和45及橡膠材料46硫化成一個整體，并且將連接板45和44分別與軌底定位板54和底座I粘接固定在一起。這種技術(shù)方案，可以大大簡化底座的結(jié)構(gòu)，有利于降低本發(fā)明的生產(chǎn)成本。與實施例十六相似，由于軌底彈性導向元件中設(shè)有迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，可以吸收鋼軌的有害振動能量，本實施例具有很好的消能吸振作用，可以提高列車行駛的安全性和舒適性。在實際應用中，也可以將橡膠阻尼材料層46僅與連接板44或連接板45之一硫化連接設(shè)置，由于連接板44與連接板45上分別設(shè)有凸凹結(jié)構(gòu)彼此嵌入，并且分別與軌底定位板54和底座I硫化固定，加上導向支架2及2a的輔助固定，二者不會脫離。實施例十九如圖25所示本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，與實施例二的區(qū)別在于，導向元件3是由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板43、阻尼材料層41和帶有凸凹結(jié)構(gòu)的連接板42構(gòu)成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，其中連接板43和42均由鋁合金材料制成，阻尼材料層41由高阻尼橡膠材料構(gòu)成。此外，為了給鋼軌讓位，底座I上的凹槽沿鋼軌縱向兩端開放設(shè)置。其中導向元件3的橫向剛度為120kN/mm。由于底座上設(shè)置了應急支承件8，提高了本發(fā)明其安全性。下面舉例對本實施例中所述本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的優(yōu)越性進行說明。垂向支承元件碟簧7的垂向剛度是60kN/mm，導向元件3的橫向剛度為120kN/mm，由于導向元件中設(shè)置了迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)，迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)中的阻尼材料層具有一定的彈性，因此使用中鋼軌相對于垂向支承元件會產(chǎn)生少量的橫向滑移，相當于鋼軌軌底沒有被有效限位，在這種情況下本發(fā)明軌道固定裝置的綜合橫向剛度(即本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置在鋼軌軌頭處的橫向剛度)近似為導向元件橫向剛度的八分之一，在此約為15kN/mm,在垂向40kN及橫向20kN的標準載荷作用下,鋼軌軌頭橫向變形約為1.33mm,其橫向穩(wěn)定性仍然強于現(xiàn)有扣件，有助于提高列車行駛的橫向穩(wěn)定性和舒適性，并減少輪軌的磨損。上述實施例給出了本發(fā)明的部分典型結(jié)構(gòu)方案，基于所敘述的技術(shù)原理，其中的技術(shù)特征還可以重新進行組合構(gòu)成新的技術(shù)方案，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。需要指出的是，由于軌底坡的存在，本文中所述的橫向、垂向、縱向等方向的概念，都是以鋼軌為基準的，分別與鋼軌的橫向、垂向及縱向相對應，其中所述的鋼軌縱向，即為鋼軌的延伸方向；鋼軌垂向，即鋼軌軌底的垂向；鋼軌橫向，即鋼軌腹板中剖面的垂向。本發(fā)明在應用時，也可以在底座與道床之間增設(shè)彈性墊板，與傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)不同，此處設(shè)置彈性墊板的目的不是主要為了隔振，而是為了調(diào)高，或為了保護軌枕，并防止產(chǎn)生二次噪聲。根據(jù)上述實施例所闡述的技術(shù)原理，本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置的技術(shù)方案可以進行很多組合和演化，也都在本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置通過設(shè)置導向組件和垂向支承元件，分別實現(xiàn)鋼軌的幾何定位功能和鋼軌的垂向受力承載功能，設(shè)在鋼軌軌腰處的導向組件負責保持鋼軌的幾何位置、幾何狀態(tài)以及鋼軌動態(tài)變形時的導向，設(shè)在軌底與底座之間的垂向支承元件負責承受主要的垂向載荷，兩者的材料性能、力學性能可以分開優(yōu)化，導向組件對磨損不敏感，使鋼軌的幾何狀態(tài)在垂向受力時的工作長期穩(wěn)定，鋼軌工作時的橫向剛度較大，鋼軌軌頭處橫向變形較小，可以緩解或克服外力作用下鋼軌橫向剛度不足造成的輪軌間橫向滑移較大從而最終導致鋼軌磨損，甚至出現(xiàn)波磨狀況等缺陷，有利于提高鋼軌的使用壽命，同時提高行車的安全性和舒適性。另夕卜，為了保證垂向支承元件主要承擔鋼軌的垂向受力，本發(fā)明中導向元件的橫向剛度至少為 120kN/mm。
權(quán)利要求
1.一種帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，包括底座，底座置于軌枕上，并利用錨固螺栓與軌枕固連在一起，其特征在于還包括導向組件和垂向支承元件，導向組件包括位于鋼軌軌腰兩側(cè)的導向元件和導向支架，導向元件的橫向剛度至少為120KN/mm，導向元件至少在鋼軌軌腰的上下部分與鋼軌緊密接觸，并在橫向?qū)︿撥壭纬杉s束，導向元件由導向支架夾持，導向元件與導向支架之間設(shè)有滑動接觸面，滑動接觸面平行于鋼軌垂向，二者可以沿鋼軌垂向相對滑動，垂向支承元件位于鋼軌下方，垂向支承元件至少在鋼軌垂向具有彈性承載能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于導向元件由鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、硬橡膠、尼龍、聚四氟乙烯、PVC、ABS、聚碳酸酯或玻璃鋼材料制成，或由上述材料與阻尼材料共同組成的阻尼結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于導向元件與鋼軌之間設(shè)置緩沖保護墊，緩沖保護墊由彈性高分子材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于垂向支承元件為金屬彈簧或由金屬彈簧與彈性高分子材料復合構(gòu)成，金屬彈簧包括螺旋彈簧、碟簧、板簧或金屬彈條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于垂向支承元件是由彈性高分子材料構(gòu)成的壓縮型、剪切型、或發(fā)泡型的彈性墊，彈性高分子材料包括橡膠或彈性聚氨酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5任一所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于包括阻尼元件，阻尼元件設(shè)置在導向元件或/和垂向支承元件之中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5任一所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于包括阻尼元件，阻尼元件與垂向支 承元件并聯(lián)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于導向支架與鋼軌翼板之間設(shè)有預緊塊，預緊塊獨立設(shè)置或與導向元件集成為一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于導向元件與導向支架接觸的部分設(shè)有表面連接板，表面連接板與導向元件牢固連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于導向支架有兩個，分別位于鋼軌兩側(cè)，其中至少一個可以拆卸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于可拆卸的導向支架所在的底座上設(shè)有沿鋼軌橫向的導槽，導向支架部分置于導槽內(nèi)，并可以在導槽中沿鋼軌橫向相對于底座滑動。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于可拆卸的導向支架通過緊固件固定于底座上，或者在底座上設(shè)置擋肩，擋肩再與楔形件、或墊片及位置調(diào)節(jié)螺栓配合將導向支架固定于底座上，擋肩為固定擋肩或/和可拆卸擋肩。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于底座上設(shè)有勾槽，導向支架或/和可拆卸的擋肩鉤掛于勾槽上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于楔形件和擋肩之間設(shè)有相互配合的齒狀凸凹結(jié)構(gòu)，楔形件與擋肩之間還設(shè)有鎖定元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于鎖定元件為導槽和鎖定墊片，鎖定墊片的厚度大于齒狀凸凹結(jié)構(gòu)中齒的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征底座上對應鋼軌軌底處還設(shè)有軌底導向組件，軌底導向組件位于鋼軌與底座之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于軌底導向組件為底座上沿鋼軌縱向設(shè)置的增高凸臺，鋼軌翼板外沿與增高凸臺之間的接觸表面構(gòu)成滑動導向面，滑動導向面平行于鋼軌垂向，滑動導向面至少一側(cè)由耐磨材料構(gòu)成或表面設(shè)置耐磨材料層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于軌底導向組件還包括軌底定位板，軌底定位板卡在鋼軌底部，軌底定位板與底座之間的配合表面構(gòu)成滑動導向面，滑動導向面平行于鋼軌垂向，滑動導向面至少一側(cè)由耐磨材料構(gòu)成或表面設(shè)置耐磨材料層。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于軌底導向組件位于軌底與底座之間，軌底導向組件由軌底定位板和軌底彈性導向元件組成，軌底定位板卡在鋼軌底部，軌底彈性導向元件與垂向支承元件并列設(shè)置或集成為一體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于軌底彈性導向元件中包含由帶有凸凹結(jié)構(gòu)的板材及阻尼層共同組成的迷宮式阻尼結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于底座上對應鋼軌軌底處還設(shè)有應急支承件，應急支承件頂面與鋼軌軌底之間的間隙大于或等于鋼軌正常工作時的最大變形。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于底座上設(shè)有軌底坡。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置，其特征在于底座與軌枕一體化設(shè)置。
全文摘要
帶有垂向?qū)虻能壍拦潭ㄑb置。本發(fā)明涉及軌道附件。其包括置于軌枕上的底座，并利用錨固螺栓與軌枕固連在一起，特征是還包括導向組件和垂向支承元件，導向組件包括位于鋼軌軌腰兩側(cè)的導向元件和導向支架，導向元件的橫向剛度至少為120KN/mm，導向元件至少在鋼軌軌腰的上下部分與鋼軌緊密接觸，并在橫向?qū)︿撥壭纬杉s束，導向元件由導向支架夾持，導向元件與導向支架之間設(shè)有滑動接觸面，滑動接觸面平行于鋼軌垂向，二者可以沿鋼軌垂向相對滑動，垂向支承元件位于鋼軌下方，垂向支承元件至少在鋼軌垂向具有彈性承載能力。本發(fā)明利用在軌腰兩側(cè)設(shè)置導向組件進行導向，再利用軌下設(shè)置的垂向支承元件進行支撐及耗能，有效地提高了鋼軌受力時的穩(wěn)定性，安全性更好。
文檔編號E01B9/58GK103088724SQ20111033545
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者孔祥斐, 尹學軍, 雷曉燕, 曲洪嘯, 任靜, 劉偉寧, 曾向榮 申請人:青島科而泰環(huán)境控制技術(shù)有限公司, 尹學軍