專利名稱：穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路交通運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種保持鐵路軌道道床石 碴在列車動(dòng)載荷作用下穩(wěn)定的方法，尤其在高速列車載荷作用下的鐵路道床道碴的裝置及 其方法。
背景技術(shù)：
在有碴鐵路軌道中，道床是由不同大小顆粒的石碴組成，為軌道結(jié)構(gòu)提供了彈性 和排水等功能，具有成本低、給軌道結(jié)構(gòu)提供良好的彈性、施工維修方便簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在鐵 路中得到了廣泛的應(yīng)用，目前世界上絕大部分軌道結(jié)構(gòu)是屬于這種有碴軌道結(jié)構(gòu)。但是由 于道床石碴屬于一種散體結(jié)構(gòu)，在列車載荷的作用下，道床會(huì)產(chǎn)生下沉和變形，這種下沉和 變形會(huì)影響列車運(yùn)行的安全和舒適度，因此必須對(duì)軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和修復(fù)，以保持軌道 結(jié)構(gòu)幾何要求。目前軌道結(jié)構(gòu)中的主要維修工作就是對(duì)下沉和變形的道床進(jìn)行維修和復(fù) 原。隨著列車速度的不斷提高，這種變形的速率也在不斷的加快，導(dǎo)致對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)維 修工作不斷增加和維修的周期不斷的縮短，成本也不斷的增加。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致道床變 形和下沉的主要因素是列車通過(guò)軌道結(jié)構(gòu)時(shí)，列車載荷作用使道床產(chǎn)生了振動(dòng)，在一定的 振動(dòng)加速度下，道床結(jié)構(gòu)中的石碴會(huì)發(fā)生位移，導(dǎo)致了軌道道床的變形。研究還發(fā)現(xiàn)，這種 位移和變形一般是不均勻的，在軌枕的下部及四周最為嚴(yán)重，在列車載荷作用下，石碴運(yùn)動(dòng) 的主要規(guī)律是軌枕下部的石碴隨著振動(dòng)力作用向軌枕的四周運(yùn)動(dòng)位移，在軌枕底部的石 碴，隨著離開軌枕底部越遠(yuǎn)，由于振動(dòng)力衰減，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)位移也越來(lái)越小。石碴的這種運(yùn) 動(dòng)和位移與道床中的振動(dòng)加速度大小密切相關(guān)。目前在鐵路養(yǎng)護(hù)維修中控制道床的位移和 變形主要方法和思路是控制列車載荷作用下道床的振動(dòng)，主要是在車輛和軌道結(jié)構(gòu)中采取 了一些減振措施，使得作用在軌道上的輪軌作用力能夠充分的衰減，這樣將道床中的振動(dòng) 加速度控制在一定的范圍里，達(dá)到控制道床石碴運(yùn)動(dòng)和位移目的。但是隨著近年來(lái)列車速 度的不斷提高和列車載荷的不斷增大，道床的振動(dòng)和受力也不斷的加劇，尤其是在高速鐵 路的有碴軌道結(jié)構(gòu)中道床的變形趨勢(shì)更為嚴(yán)重，形成了列車運(yùn)行和維修的矛盾。在研究中發(fā)現(xiàn)，列車載荷的作用，引起道床變形的主要原因是兩個(gè)方面，一個(gè)就是 由于列車載荷作用使得道床的石碴不斷的被壓密，這種現(xiàn)象隨著荷載的不斷作用，道床被 壓密而趨于穩(wěn)定，位移變形將越來(lái)越小；另外一種現(xiàn)象就是列車荷載的作用，道床中的石碴 產(chǎn)生了振動(dòng)，道床是一種散體結(jié)構(gòu)，在理論上不會(huì)承受拉力，因此道床的石碴在受到一定強(qiáng) 度的振動(dòng)力時(shí)，尤其是在道床內(nèi)由于振動(dòng)產(chǎn)生的加速度克服了石碴中的重力后，會(huì)產(chǎn)生相 對(duì)的位移和運(yùn)動(dòng)，石碴的運(yùn)動(dòng)和位移，主要是向四周擴(kuò)散，尤其是在軌枕下的石碴向四周移 動(dòng)擴(kuò)散，造成了支承軌枕部位的道床變形使得軌枕下沉，這種現(xiàn)象與列車的荷載大小及運(yùn) 行速度直接有關(guān)，和道床的密實(shí)度增加沒有直接的關(guān)系，列車載荷越大及速度越高，道床的 下沉和變形也將越為嚴(yán)重。因此采用有效的方法和措施來(lái)控制這種變形是控制軌枕下部及 四周道床石碴由于振動(dòng)而產(chǎn)生的石碴位移是非常重要的。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種能控制和改善鐵路軌道結(jié)構(gòu)在列 車荷載作用下，道床在振動(dòng)時(shí)，軌枕下部石碴向四周擴(kuò)散和位移的裝置及方法，目的是減少 由于軌枕下的石碴位移而引起的道床下沉，保持這一區(qū)域的道床穩(wěn)定。本實(shí)用新型的基本 思路是在軌枕四周的道床內(nèi)設(shè)置一個(gè)裝置，這個(gè)裝置主要功能不是減小這一區(qū)域內(nèi)道床石 碴的振動(dòng)幅度，該裝置的主要功能是使該區(qū)域內(nèi)的石碴在振動(dòng)時(shí)位移和運(yùn)動(dòng)受到限制，石 碴不能像通常一樣在受到振動(dòng)力時(shí)，向四周擴(kuò)散和移動(dòng)，從而也就不會(huì)造成由于軌枕下的 石碴向四周移動(dòng)而產(chǎn)生軌枕下的道床下沉，起到了改善鐵路軌道道床在列車荷載作用下的 穩(wěn)定。為了解決以上的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，在 軌枕下部及其四周的道床內(nèi)設(shè)置帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置，袋狀裝置內(nèi)置軌枕，軌枕與袋狀裝 置、袋狀裝置與道床之間的間隙用道碴填充，網(wǎng)孔的大小不大于道碴的粒徑。網(wǎng)孔大小按照 以下要求設(shè)定，保證袋狀裝置內(nèi)的道碴與袋狀裝置外的道碴之間能夠有效傳遞相互間的作 用力，能夠有效防止袋狀裝置內(nèi)的道碴通過(guò)網(wǎng)孔穿出，同時(shí)也能夠有效防止袋狀裝置外的 道碴通過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)入袋狀裝置之內(nèi)，使袋狀裝置起到阻擋道碴位移的目的。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置為一面開口，三面封閉。該帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的頂面 為開口面，且開口面的寬度稍大于軌枕的寬度。軌枕從上面放入袋狀裝置里面，并不妨礙維 修工具在軌道結(jié)構(gòu)中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修搗固作業(yè)，但是也不能太大，有效限制袋狀裝置內(nèi)道碴 的運(yùn)動(dòng)。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的側(cè)面與軌枕的最大距離不大于10cm。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的線材是金屬、或是高分子材料。線材的直徑不宜太粗， 使得袋狀裝置中帶有網(wǎng)孔面的部分有一定的韌性和柔軟度，保證袋狀裝置安置在道床中 時(shí)，其四周和底部等部分內(nèi)外的道碴緊密的貼合，內(nèi)外道碴之間的力傳遞不會(huì)受到網(wǎng)格的 影響。帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的線材也應(yīng)有一定的強(qiáng)度和耐候性。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于1)將所有帶有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的軌枕按照線路的幾何形位要求鋪設(shè)在線路上，帶有軌枕 的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)與網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的空隙中，用同樣材質(zhì)和粒徑的道碴填充，形成了完整的有碴軌道 結(jié)構(gòu)，不會(huì)對(duì)軌道的彈性和均勻性產(chǎn)生影響，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被道床的道碴覆蓋在整個(gè)道床的石 碴之中，在道床之中形成了約束屏障，阻止了道床中石碴的水平或向下的移動(dòng)；2)由于網(wǎng)孔的作用，在列車荷載作用下，道床中的道碴雖然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)響 應(yīng)，但是網(wǎng)孔內(nèi)的道碴受到了網(wǎng)孔的阻擋，不能穿過(guò)網(wǎng)孔擴(kuò)散到網(wǎng)孔之外，同樣網(wǎng)孔外的 道碴受到了網(wǎng)孔的阻擋，也不能穿過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)入到網(wǎng)孔之內(nèi)，達(dá)到改善道床各部位穩(wěn)定的目 的；3)本實(shí)用新型適用于任何一種有碴軌道結(jié)構(gòu)，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)中的軌枕、 道床等部件沒有任何的特殊要求，也不會(huì)改變道床內(nèi)石碴之間的受力狀態(tài)的傳遞關(guān)系，不 會(huì)改變道床的彈性、排水等功能，鋪設(shè)以后可以減少軌道的道碴養(yǎng)護(hù)維修工作，對(duì)軌道結(jié)構(gòu) 的其他維修工作不會(huì)增加任何不利和不便的副作用。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例沿鋼軌方向的縱斷面示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例沿鋼軌方向的橫斷面示意圖；圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-軌枕；2-帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置；3-袋內(nèi)的道碴； 4-袋外的道碴；5-道床；6-鋼軌。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，在軌枕1下 部及其四周的道床5內(nèi)設(shè)置帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置2，袋狀裝置2內(nèi)置軌枕1，軌枕1與袋狀 裝置2、袋狀裝置2與道床5之間的間隙用道碴填充，網(wǎng)孔的大小不大于道碴的粒徑。網(wǎng)孔 大小按照以下要求設(shè)定，保證袋狀裝置內(nèi)的道碴3與袋狀裝置外的道碴4之間能夠有效傳 遞相互間的作用力，能夠有效防止袋狀裝置內(nèi)的道碴3通過(guò)網(wǎng)孔穿出，同時(shí)也能夠有效防 止袋狀裝置外的道碴4通過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)入袋狀裝置之內(nèi)，使袋狀裝置2起到阻擋道碴位移的目 的。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置2為一面開口，底部和側(cè)面封閉。該帶有網(wǎng)孔的袋狀裝 置2的頂面為開口面，且開口面的寬度稍大于軌枕1的寬度。軌枕1從上面放入袋狀裝置2 里面，并不妨礙維修工具在軌道結(jié)構(gòu)中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修搗固作業(yè)，但是也不能太大，有效限制 袋狀裝置內(nèi)道碴3的運(yùn)動(dòng)。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置2的側(cè)面與軌枕1的最大距離不大于10cm。所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置2的線材是金屬、或是高分子材料。所述的線材應(yīng)有足夠 的強(qiáng)度和耐磨性，確保該袋狀裝置2在道床5內(nèi)能夠承受石碴之間的擠壓、磨損而不會(huì)受到損 壞，保證有足夠的使用壽命。線材的直徑不宜太粗，使得袋狀裝置2中帶有網(wǎng)孔面的部分有一 定的韌性和柔軟度，保證袋狀裝置2安置在道床5中時(shí)，其四周和底部等部分內(nèi)外的道碴緊密 的貼合，內(nèi)外道碴之間的力傳遞不會(huì)受到網(wǎng)格的影響。韌性能使嵌入在道床5結(jié)構(gòu)內(nèi)的袋狀 裝置2在石碴之間會(huì)產(chǎn)生一定的形狀變化余地，保證該袋狀裝置2與道床5的石碴充分的密 貼，也保證了袋狀裝置2內(nèi)外的石碴有較好的接觸，不會(huì)影響道床5的原有性能。使用上述穩(wěn)定鐵路道床道碴裝置用于穩(wěn)定道床的穩(wěn)定方法，該穩(wěn)定方法包含如下 的步驟步驟①將軌枕1放入帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置2 ；步驟②在袋狀裝置2內(nèi)放置道碴3，填充軌枕1與袋狀裝置2的間隙，將空隙充 實(shí)；步驟③在要鋪設(shè)袋狀裝置2的軌道結(jié)構(gòu)線路上鋪設(shè)一層石碴4 ；按照線路要求將 裝有軌枕1、填充道碴3的袋狀裝置2鋪設(shè)在預(yù)鋪設(shè)的道床5上；步驟④用道碴4填平袋狀裝置2與道床5之間的間隙，形成完整的道床結(jié)構(gòu)；步驟⑤在軌枕上依次鋪設(shè)鋼軌6、調(diào)整軌道幾何形位，具有能夠提高道床石碴穩(wěn) 定性能軌道結(jié)構(gòu)裝置鋪設(shè)完畢。[0030]上述實(shí)施例中軌道結(jié)構(gòu)的軌枕、鋼軌和道床材料均為鐵路通用部件。由于袋狀裝 置2的作用，在列車載荷作用下袋內(nèi)的石碴3在振動(dòng)中它的位移受到了袋狀裝置2的限制， 不會(huì)越過(guò)袋狀裝置2進(jìn)入道碴4，改善了道碴3從袋狀裝置2的網(wǎng)孔中移出而導(dǎo)致軌枕1下 沉，達(dá)到了穩(wěn)定道床的目的。由于阻止了袋狀裝置2內(nèi)的道碴3向袋外移動(dòng)，通過(guò)孔狀結(jié)構(gòu)，使袋內(nèi)的道碴3與 袋外的道碴4密貼接觸，相互作用力也得到有效的傳遞，因此整個(gè)道床結(jié)構(gòu)的受力也不會(huì) 被改變，原有的道床彈性等功能也不會(huì)被改變或受到影響。
權(quán)利要求一種穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，其特征在于在軌枕下部及其四周的道床內(nèi)設(shè)置帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置，袋狀裝置內(nèi)置軌枕，軌枕與袋狀裝置、袋狀裝置與道床之間的間隙用道碴填充，網(wǎng)孔的大小不大于道碴的粒徑。
2.按權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，其特征在于 所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置為一面開口，其余封閉。
3.按權(quán)利要求1或2所述的穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，其特征在于所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的頂面為開口面，且開口面的寬度稍大于軌枕的寬度。
4.按權(quán)利要求3所述的穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，其特征在于 所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的側(cè)面與軌枕的最大距離不大于10cm。
5.按權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置，其特征在于 所述帶有網(wǎng)孔的袋狀裝置的線材是金屬、或是高分子材料。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種穩(wěn)定鐵路道床道碴的裝置及方法，通過(guò)在軌枕下部和四周設(shè)置帶有網(wǎng)格的袋狀裝置，在軌枕四周有道碴填充，將所有帶有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的軌枕按照線路的幾何形位要求鋪設(shè)在線路上，帶有軌枕的袋狀結(jié)構(gòu)與其余袋狀結(jié)構(gòu)的空隙用道碴填充，形成完整的有碴軌道結(jié)構(gòu)，袋狀裝置在道床內(nèi)形成了約屏障，阻止了道床中石碴水平或向下的移動(dòng)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在列車荷載作用下，道床中的道碴會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)，但是袋內(nèi)的道碴受到了網(wǎng)孔屏障的阻擋，不能穿過(guò)網(wǎng)孔擴(kuò)散到袋外，同樣袋外的道碴受到了網(wǎng)孔屏障的阻擋，也不能穿過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)入到袋內(nèi)，道碴之間的移動(dòng)受到了限制和約束，達(dá)到改善了道床各部位的穩(wěn)定性目的。
文檔編號(hào)E01B1/00GK201713733SQ20102013179
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者印海平, 羅雁云 申請(qǐng)人:上海鐵院軌道交通科技有限公司;同濟(jì)大學(xué)