專利名稱：鋼軌的安裝結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鐵道軌床結構如固定干線上的鋼軌安裝結構，它包括一個彈性襯板，該彈性襯板位于軌底和一個硬支座(例如，混凝土支板、鋼枕、混凝土軌枕)之間，且大多設有兩個用于鋼軌固定螺栓的通孔，在此，該彈性襯板。
-由一個單件的硫化橡膠組成，它用橡膠混合物制成，特別是以下列材料為基的天然橡膠(NR)、環(huán)氧化天然橡膠(ENR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、丙烯酸酯橡膠(ACM)、丁苯橡膠(SBR)或這類橡膠的下腳料，特別是NR/SBR-或NR/BR-下腳料，以及通常的混合成分，如填料、增塑劑、防老化劑以及必要時用的其他添加劑；-具有一個基本上平的表面，而其底面則有一個環(huán)邊，該環(huán)邊大多設有至少一個沿鋼軌橫向延伸的排水槽，在此，該環(huán)邊包括一個由隆起和凹座構成的系統(tǒng)，最好具有大致鏡像對稱的總結構，而且是相對于沿鋼軌橫向和鋼軌縱向延伸的中間平面，在此，底面大多緊貼著硬支座；-具有三個基本平行于鋼軌縱向延伸的區(qū)，其中，關于隆起和凹座構成的系統(tǒng)，中區(qū)的結構與兩個結構相等的側區(qū)不同，確切地說是這樣的中區(qū)的膠彈變形性大于兩個側區(qū)。
從EP-A-0541884已知一種這樣的鋼軌安裝結構。例如為此彈性襯板設置些盲孔或之字形槽，其中，在中區(qū)內的構成凹座的部分多于在兩個側區(qū)內的，由此導致中區(qū)的膠彈變形性大于兩個側區(qū)。
目前在較多國家，特別是在法國、日本和德國，大部分鐵路長途客運都已實現(xiàn)了高速線路。通過新建這種線路向前繼續(xù)這項發(fā)展，也就是說，將歐洲各國的國內高速線路連接成一個國際聯(lián)合線路，同時也將貨運計算在內(線路的混合使用)。
在這種稱作“固定干線”的高速線路結構類型中，只有在土工建筑物上、在遂道內以及在橋上才有需要保養(yǎng)費，因此可以不保養(yǎng)而長期使用。
為了達到最佳的行駛舒適性、減小對線路附近居民的振動損害和噪音損害、減小動態(tài)的車道應變并提高車道的可作用性，對彈性襯板提出下列要求，即-靜態(tài)正割剛度Cstat＝10-30kN/mm，特別是15-25kN/mm(下限15kN，上限50kN)-動態(tài)剛性因數(shù)≤2.5，特別是≤1.5這一要求是在考慮了疲勞強度和耐久性(壽命)的情況下做出的，使用以TPE為基材的模制品制成的單件襯板可能不滿足這些條件。在TPE材料所要求的壽命期限內，對于Cstat來說，不明顯增加結構高度，不可能以合適的動態(tài)剛性因數(shù)達到上述指標。這種要求只有在與硫化橡膠結合時才可滿足，所說的硫化橡膠是由一種橡膠混合物制成的，特別是在使用了NR、ENR、IR、BR、ACM、SBR、NR/SBR或NR/BR幾種橡膠情況下，而且彈性襯板同時形成了一個適合結構的單件。
根據(jù)權利要求1的特征，本發(fā)明的彈性襯板的特點是具有下列結構-在三個區(qū)內的凹座構成了非有效面，它們共同形成基底，該基底相對于彈性襯板的表面是封閉邊界，在此，在中區(qū)內的非有效面比兩個側區(qū)的非有效面深。
-在中區(qū)內的隆起有效面的總面積小于在各側區(qū)內的隆起有效面的總面積。
-兩個側區(qū)的面積分別大于中區(qū)的面積。
本發(fā)明適當?shù)慕Y構變化形式列舉在權利要求2-27中。
下面將借助附圖所示的實施例來闡述本發(fā)明。其中


圖1是鋼軌安裝結構，它包括一個由彈性襯墊和彈性襯板構成的串接結構(橫斷面視圖)；圖2是彈性襯板的底面(平面圖)；圖3是另一彈性襯板的底面(平面圖)；圖4是彈性襯板的結構參數(shù)(平面圖)；圖5是目的在于算出靜態(tài)正割剛度的力-位移-圖，確切地說是用圖3的彈性襯板測得的。
與這些附圖相結合的參考符號表如下1 彈性襯墊2 鋼軌固定底板3，3’ 彈性襯板4 張緊扣件5 角形導向板6 混凝土軌枕形式的硬支座(與混凝土底座固定澆鑄在一起)7 軌枕螺栓8 螺栓楔9，9’ 環(huán)邊10，10’隆起11，11’隆起12，12’隆起(由12a，12b；12’a，12’b，12’c多個部分組成)13，13’隆起14，14’凹座15，15’凹座16，16’鋼軌固定孔17，17’排水槽18，18’排水槽19 基底20 表面A 側區(qū)
B 中區(qū)X 中間平面(沿鋼軌橫向)Y 中間平面(沿鋼軌縱向)u 襯板的總厚度(有效面的總高度)v 在側區(qū)A內的非有效面的深度v’在中區(qū)B內的非有效面的深度w 在中區(qū)B內的基底厚度圖1顯示的是一種鋼軌的安裝結構，其中，彈性襯板3與一個彈性襯墊1組合在串接結構的框架中，確切地說是這樣的在襯板上面的附加襯墊直接放在軌底下面，在此，一個用來將鋼軌固定的底板2把襯墊1與襯板3分隔開。彈性襯墊1的寬度大約是軌底的寬度。與襯墊1相比，彈性襯板3大約需要兩倍的工作面積，在此，關于兩個彈性體的總厚度，則適用下列數(shù)值-彈性襯墊1至少7mm-彈性襯寸板3至少10mm緊貼著硬支座6(混凝土軌枕)的彈性襯板3具有用于多段鋼軌固定螺栓7的通孔。
盡管串接結構是優(yōu)選的，但在另一種變化形式的框架中，也可以只裝入彈性襯板3而不使用彈性襯墊1。
此外，只要合成剛度總是小于單件最小剛度，則串接結構是有利的。
在進一步探討本發(fā)明的彈性襯板3之前，先描述彈性襯墊1的優(yōu)選變化形式。它們是-襯墊1由一個單件的硫化橡膠組成，特別以與彈性襯板3相同的材料為基。在這種情況下，橡膠部分的重量占45-75％，特別是55-65％。
-襯墊1有一個基本上平的表面，而其底面則有一個環(huán)邊，該環(huán)邊大多設有至少一個沿鋼軌橫向延伸的排水槽，在此，該環(huán)邊包括一個由隆起和凹座構成的系統(tǒng)，最好具有大致鏡像對稱的總結構，而且是相對于沿鋼軌橫向和鋼軌縱向延伸的中間平面。形成非有效面的凹座基本上各處都具有相同的深度，而且最小深度為3mm。此外，隆起的有效面和環(huán)邊的表面是這樣形成的，即，在無負荷狀態(tài)下形成一個基本上平的支承面。
-在襯墊1上，所有隆起的總面積≥所有凹座的非有效面的總面積。
根據(jù)圖2，彈性襯板3具有三個區(qū)A和B，其中，關于隆起和凹座構成的系統(tǒng)，中區(qū)B的結構與兩個結構相等的側區(qū)A不同，而是具有一個大致鏡像對稱的總結構，而且是相對于沿鋼軌橫向和鋼軌縱向延伸的中間平面X和Y。
環(huán)邊9總共設有四個沿鋼軌橫向延伸的排水槽18，它們可以將可能灌入的水排掉。
環(huán)邊9還包括一個由隆起和凹座構成的系統(tǒng)。在這種情況下，在中區(qū)B的中心區(qū)域內有四個彼此分隔開的隆起10。此外，中區(qū)B還有兩個接片形隆起11，它們被布置在沿鋼軌縱向延伸的中間平面Y區(qū)域內并且分別與環(huán)邊9相連接。
兩個側區(qū)A分別具有一個大的基礎隆起12，它被布置在沿鋼軌橫向延伸的中間平面X區(qū)域內并且與環(huán)邊9相連接，在此，每個基礎隆起都設有一個用于鋼軌固定螺栓的通孔16。此外，每個基礎隆起還設有兩個沿鋼軌縱向延伸的排水槽17，從而形成了具有兩個部分的基礎隆起12a和12b。在基礎隆起和環(huán)邊之間還布置了另一個隆起13，該隆起不與環(huán)邊連接，并且其最長的延伸尺寸在鋼軌橫向上。
圖3顯示的是另一種改進的彈性襯板3’。依此，在中區(qū)B內的四個中央隆起10’以及兩個接片形隆起11’的有效面都大大小于圖2所示實施例框架中的。而與此同時，這里的凹座14’的非有效面則明顯變大了。
在兩個結構相等的側區(qū)A內的隆起情況的特點是這樣的具有通孔16’的基礎隆起12’在此總共設有五個排水槽17’，從而形成了具有五個部分的基礎隆起12’a和12’b和12’c。另外，在基礎隆起和環(huán)邊9’之間還有兩個彼此分隔開的隆起13’，必要時還可有第三隆起13’(虛線所示)。在側區(qū)A內的隆起13’分別具有尺寸大致相等的有效面，該有效面與中區(qū)B的每個隆起10’的有效面又大致相同。
根據(jù)圖2和3的彈性襯板3、3’的特點是具有下列結構特征-在三個區(qū)A、B內的凹座14、15或14’、15’的非有效面共同形成基底，該基底相對于彈性襯板的表面是封閉邊界，在此，在中區(qū)B內的非有效面比兩個側區(qū)A的非有效面深。與此有關的結構細節(jié)還將結合圖4進行詳細闡述。
-在中區(qū)B內的隆起10、11或10’、11’的有效面的總面積小于在各側區(qū)A內的隆起12、13或12’、13’的有效面的總面積。在這—面積問題上，不考慮環(huán)邊9、9’。
-兩個側區(qū)A的面積分別大于中區(qū)B的面積，在此，在面積問題上包括了環(huán)邊9、9’。
-在三個區(qū)A、B內的所有隆起10、11、12、13或10’、11’、12’、13’的有效面的總面積≤在三個區(qū)A、B內的所有凹座14、15或14’、15’的非有效面的總面積。
-中區(qū)B在鋼軌橫向上的寬度小于軌底的寬度。
-隆起10、11、12、13或10’、11’、12’、13’的有效面和環(huán)邊9、9’的表面是這樣形成的，即，在無負荷狀態(tài)下形成—個基本上平的支承面。
圖4顯示了圖2彈性襯板3的一些結構參數(shù)。其中-與隆起10和12b有效面的總高度有關的總厚度u至少為10mm，而特別為10-12mm。
-在側區(qū)A內的凹座15的非有效面的最小深度v為3mm，特別為4mm，而且具有基本相等的深度v。
-在中區(qū)B內的凹座14的非有效面的最小深度v’至少為1mm，特別至少為2mm，大于在側區(qū)A內的，而且在此同樣具有基本相等的深度v’。
-在中區(qū)B內的凹座14的非有效面和表面20之間的基底19的最小厚度w為2mm，特別為3mm。
圖5記錄了圖3的彈性襯板3’的測量結果(從三次測量中取的中間值)，而且沒有第三隆起13’(虛線所示)，在此，縱坐標為力[kN]，而橫坐標為位移[mm]。從15kN(下限)和50kN(上限)區(qū)域的曲線算出靜態(tài)正割剛度為20.3kN/mm。
作為測量依據(jù)的彈性襯板由一種其橡膠部分的重量占55-65％的NR/SBR-下腳料組成。在板的尺寸為160mm×290mm情況下，環(huán)邊的寬度為10mm。而有關結構參數(shù)u、v、v’和w則為下列數(shù)值u＝10mmv＝6mmv’＝8mmw＝2mm正如測量結果所清楚表示的那樣，已經實現(xiàn)了開始所要求的靜態(tài)正割剛度。
此外，另一試驗表明，關于動態(tài)剛性因數(shù)，本發(fā)明的彈性襯板也滿足開始所說的輪廓要求。
權利要求
1.一種用于鐵道軌床結構如固定干線上的鋼軌安裝結構，它包括一個彈性襯板(3、3’)，該彈性襯板位于軌底和一個硬支座(6)之間，且大多設有兩個用于鋼軌固定螺栓(7)的通孔(16、16’)，在此，該彈性襯板(3、3’)-由一個單件的硫化橡膠組成，它用橡膠混合物制成，特別是以下列材料為基的天然橡膠(NR)、環(huán)氧化天然橡膠(ENR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、丙烯酸酯橡膠(ACM)、丁苯橡膠(SBR)或這類橡膠的下腳料，特別是NR/SBR-或NR/BR-下腳料，以及通常的混合成分，如填料、增塑劑、防老化劑以及必要時用的其他添加劑；-具有一個基本上平的表面(20)，而其底面則有一個環(huán)邊(9，9’)，該環(huán)邊大多設有至少一個沿鋼軌橫向延伸的排水槽(18、18’)，在此，該環(huán)邊包括一個由隆起(10、11、12、13；10’、11’、12’、13’)和凹座(14、15；14’、15’)構成的系統(tǒng)，最好具有大致鏡像對稱的總結構，而且是相對于沿鋼軌橫向和鋼軌縱向延伸的中間平面(X、Y)，在此，底面大多緊貼著硬支座(6)；-具有三個基本平行于鋼軌縱向延伸的區(qū)(A、B)，其中，關于隆起和凹座構成的系統(tǒng)，中區(qū)(B)的結構與兩個結構相等的側區(qū)(A)不同，確切地說是這樣的中區(qū)(B)的膠彈變形性大于兩個側區(qū)(A)；其特征在于-在三個區(qū)(A、B)內的凹座(14、15；14’、15’)構成了非有效面，它們共同形成基底(19)，該基底相對于彈性襯板的表面(20)是封閉邊界，在此，在中區(qū)(B)內的非有效面比兩個側區(qū)(A)的非有效面深；-在中區(qū)(B)內的隆起(10、11；10’、11’)有效面的總面積小于在各側區(qū)(A)內的隆起(12、13；12’、13’)有效面的總面積；-兩個側區(qū)(A)的面積分別大于中區(qū)(B)的面積。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在彈性襯板(3、3’)上，一個區(qū)(A、B)內的非有效面具有基本相等的深度(v、v’)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在彈性襯板(3、3’)上，兩個側區(qū)(A)內的非有效面(凹座15、15’)的最小深度(v)為3mm，特別為4mm。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在彈性襯板(3、3’)上，中區(qū)(B)內的非有效面(凹座14、14’)的最小深度(v’)至少為1mm，特別至少為2mm，大于在兩個側區(qū)(A)內的。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)具有一個與隆起(10、11、12、13；10’、11’、12’、13’)有效面的總高度有關的總厚度(u)，至少為10mm，特別是總厚度(u)為10-12mm。
6.根據(jù)權利要求1至5之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在中區(qū)(B)內的凹座(14、14’)的非有效面和彈性襯板(3、3’)的表面(20)之間的基底(19)的最小厚度(w)為2mm，特別為3mm。
7.根據(jù)權利要求1至6之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在彈性襯板(3、3’)上，隆起(10、11、12、13；10’、11’、12’、13’)的有效面和環(huán)邊(9、9’)的表面是這樣形成的，即，在無負荷狀態(tài)下形成一個基本上平的支承面。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在彈性襯板(3、3’)上，在三個區(qū)(A、B)內的所有隆起(10、11、12、13；10’、11’、12’、13’)的有效面的總面積≤在三個區(qū)(A、B)內的所有凹座(14、15；14’、15’)的非有效面的總面積。
9.根據(jù)權利要求1至8之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)的中區(qū)(B)至少具有一個布置在中間區(qū)域且不與環(huán)邊(9、9’)相連的隆起。
10.根據(jù)權利要求9所述的鋼軌安裝結構，其特征在于中區(qū)(B)具有四個彼此分隔開的隆起(10、10’)。
11.根據(jù)權利要求1至10之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)的中區(qū)(B)還有兩個接片形隆起(11、11’)，它們被布置在沿鋼軌縱向延伸的中間平面(Y)區(qū)域內并且分別與環(huán)邊(9、9’)相連接。
12.根據(jù)權利要求1至11之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)的兩個側區(qū)(A)分別具有一個大的基礎隆起(12、12’)，它被布置在沿鋼軌橫向延伸的中間平面(X)區(qū)域內并且與環(huán)邊(9、9’)相連接，在此，每個基礎隆起都設有一個用于鋼軌固定螺栓(7)的通孔(16、16’)。
13.根據(jù)權利要求12所述的鋼軌安裝結構，其特征在于基礎隆起(12、12’)設有至少一個沿鋼軌縱向和/或鋼軌橫向延伸的排水槽(17、17’)，從而形成了一個具有多個部分的基礎隆起(12a、12b；12’a、12’b、12’c)。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在基礎隆起(12、12’)和環(huán)邊(9、9’)之間還分別布置了另一個隆起(13、13’)，該隆起最好不與環(huán)邊(9、9’)相連接。
15.根據(jù)權利要求14所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在基礎隆起(12)和環(huán)邊(9)之間只有一個唯一的隆起(13)，最好是其最長的延伸尺寸在鋼軌橫向上。
16.根據(jù)權利要求14所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在基礎隆起(12’)和環(huán)邊(9’)之間分別有兩到三個彼此分隔開的隆起(13’)。
17.根據(jù)權利要求16所述的鋼軌安裝結構，其特征在于在基礎隆起(12’)和環(huán)邊(9’)之間分別具有尺寸大致相等的有效面，該有效面最好還與中區(qū)(B)的中間區(qū)域內的各隆起(10’)的有效面大致相同。
18.根據(jù)權利要求1至17之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)的中區(qū)(B)在鋼軌橫向上的寬度小于軌底的寬度。
19.根據(jù)權利要求1至18之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)的橡膠部分的重量占45-75％，特別是55-65％。
20.根據(jù)權利要求1至19之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于可以不使用其他的彈性襯墊而將彈性襯板(3、3’)布置在軌底和硬支座(6)之間。
21.根據(jù)權利要求1至19之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯板(3、3’)與一個彈性襯墊(1)組合在串接結構的框架中，確切地說是這樣的在襯板上面的附加襯墊直接放在軌底下面，在此，一個用來將鋼軌固定的金屬底板(2)把襯墊(1)與襯板(3、3’)分隔開。
22.根據(jù)權利要求21所述的鋼軌安裝結構，其特征在于附加彈性襯墊(1)由一個單件的硫化橡膠組成，最好是以與彈性襯板(3、3’)相同的材料為基的。
23.根據(jù)權利要求21或22所述的鋼軌安裝結構，其特征在于附加彈性襯墊(1)有一個基本上平的表面，而其底面則有一個環(huán)邊，該環(huán)邊大多設有至少一個沿鋼軌橫向延伸的排水槽，在此，該環(huán)邊包括一個由隆起和凹座構成的系統(tǒng)，最好具有大致鏡像對稱的總結構，而且是相對于沿鋼軌橫向和鋼軌縱向延伸的中間平面，其中，形成非有效面的凹座基本上到處都具有相同的深度，此外，隆起的有效面和環(huán)邊的表面是這樣形成的，即，在無負荷狀態(tài)下形成一個基本上平的支承面。
24.根據(jù)權利要求23所述的鋼軌安裝結構，其特征在于附加彈性襯墊(1)的總厚度至少為7mm，而大多小于彈性襯板的總厚度(u)，非有效面的最小深度為3mm。
25.根據(jù)權利要求23或24所述的鋼軌安裝結構，其特征在于彈性襯墊(1)上，所有隆起的有效面的總面積≥所有凹座的非有效面的總面積。
26.根據(jù)權利要求21至25之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于與彈性襯墊(1)相比，彈性襯板(3、3’)大約需要兩倍的工作面積。
27.根據(jù)權利要求21至26之一所述的鋼軌安裝結構，其特征在于合成剛度總是小于單件最小剛度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鐵道軌床結構如固定干線上的鋼軌安裝結構,它包括一個彈性襯板(3),該彈性襯板位于軌底和一個混凝土軌枕形式的硬支座(6)之間,且設有兩個用于鋼軌固定螺栓(7)的通孔。解決辦法是選擇串接安裝,即,彈性襯板(3)與一個彈性襯墊(1)以這樣的方式組合:在襯板上面的附加襯墊直接放在軌底下面,在此,一個用來將鋼軌固定的金屬底板(2)把襯墊(1)與襯板(3)分隔開。根據(jù)本發(fā)明,該彈性襯板(3)由一個單件的硫化橡膠組成,它用橡膠混合物制成且具有三個涉及隆起(有效面)和凹座(非有效面)新型排列的結構區(qū),在此,在中區(qū)內的非有效面比兩個側區(qū)的非有效面深。本發(fā)明還涉及彈性襯板(3)的其他結構特征。
文檔編號E01B9/62GK1260850SQ98806359
公開日2000年7月19日 申請日期1998年5月28日 優(yōu)先權日1997年6月18日
發(fā)明者米夏埃爾·布魯?shù)? 米哈伊爾·拉布金, 卡爾－海因茨·克勞澤, 埃德加·伯姆, 格哈德·默克曼, 彼得·施沃布, 克勞斯·蒂別利 申請人:鳳凰股份有限公司