[发明专利]带有垂向导向的轨道固定装置

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通领域，涉及一种轨道附件，具体为一种兼具扣件功能和减振功能的轨道固定装置。

背景技术

当今轨道交通不断向着高速重载的方向发展，给人们的生产生活带来便利的同时，也带来了许多问题，特别是轨道噪声造成的环境污染问题。为降低轨道的噪声，技术人员研发出了许多减振降噪的产品，其中就包括具有减振降噪功能的轨道固定装置，例如专利申请号为200480019707.1和专利申请号为200680045628.7的专利中均提到了可以实现悬架起铁路轨道的轨道紧固装置，其利用托架将钢轨头部支撑在弹性件上。在这种紧固系统里，轨底下设计有一条缝隙，在钢轨负重时，能使钢轨变得倾斜，这样可以降低对刚度的要求，同时对滚转与轨距提供合适的控制。此外，由于钢轨仅与弹性体保持接触，因此其振动时能量会先被弹性体吸收消耗，再传递给其他结构，所以此类轨道固定装置具有一定的减振降噪作用。但是，这种类型的轨道固定装置也存在着如下缺陷：

(1)使用此类轨道固定装置进行固定的钢轨无法承受向上的力，因此在使用中存在安全隐患。例如，当有基础沉陷情况发生时，轨道固定装置会随基础一起下降，但由于钢轨是连续的，钢轨不会随之下移，因此会导致轨道固定装置对钢轨的支撑失效，为行车安全留下隐患；

(2)使用过程中，受力时受力点会变化，弹性体与钢轨之间有磨损，在弹性件磨损后，稳定性下降；

(3)钢轨仅与弹性体保持接触，因此弹性体即要为钢轨提供垂向支撑又要提供横向约束，但为了保证减振降噪作用，此类轨道固定装置中的弹性体必须有一定的弹性，因此造成钢轨的横向刚度较小，行车过程中不可避免地出现钢轨左右摇晃现象，导致钢轨的磨损较严重，在某些城市甚至出现了大面积波磨，严重影响行车安全；

(4)由于钢轨处于悬空状态，安全储备很小，没有二级防护，一旦弹性体损坏，钢轨的位置将在各个方向失去控制，列车会脱轨，所以此种轨道固定装置对养护的要求较高，养护不到位时会影响行车安全。

科隆蛋和其它高弹性高弹性扣件也存在类似问题，由于扣件的横向刚度与垂向刚度密切相关，垂向刚度随着减振要求的提高而不断降低，横向刚度也随之降低，导致轮轨横向振动加大，列车行驶时横向晃动加大，影响了列车的舒适性，加剧了钢轨磨损，情况严重时甚至造成钢轨异常波磨，增加了钢轨养护的工作量，严重缩短了钢轨寿命。

上述缺陷极大地影响了钢轨的正常使用，造成了极大的经济损失，市场迫切需要一种可以克服上述不足的新型轨道固定装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种适用性更强、性能更稳定、安全性更好的，尤其是横向刚度与垂向刚度无关或相关性较小的带有垂向导向的轨道固定装置。

本发明带有垂向导向的轨道固定装置是这样实现的，包括底座，底座置于轨枕上，并利用锚固螺栓与轨枕固连在一起，其特征在于还包括导向组件和垂向支承元件，导向组件包括位于钢轨轨腰两侧的导向元件和导向支架，导向元件的横向刚度至少为120KN/mm，导向元件至少在钢轨轨腰的上下部分与钢轨紧密接触，并在横向对钢轨形成约束，导向元件由导向支架夹持，导向元件与导向支架之间设有滑动接触面，滑动接触面平行于钢轨垂向，二者可以沿钢轨垂向相对滑动，垂向支承元件位于钢轨下方，垂向支承元件至少在钢轨垂向具有弹性承载能力。作为一种特例，底座可以与轨枕一体化设置。

所述的导向元件由铸铁、铸钢、铝合金、尼龙、聚四氟乙烯、PVC、ABS、聚碳酸酯或玻璃钢材料制成，或由上述材料与阻尼材料共同组成的阻尼结构构成。为防止刚度较大的导向元件与钢轨直接接触产生噪声，导向元件与钢轨之间还可以设置缓冲保护垫，缓冲保护垫由弹性高分子材料制成，所述弹性高分子材料包括橡胶材料和弹性聚氨酯材料等。值得一提的是，根据钢轨在与车轮接触时两侧受力的不均衡，钢轨两侧的导向元件可以采用刚度不同的材料制成，以优化钢轨与车轮配合时的工作姿态。为了防止导向元件与导向支架的接触表面发生磨损，在导向元件与导向支架接触的表面设有表面连接板，表面连接板与导向元件牢固连接在一起。

本发明中所述的垂向支承元件多种多样，其可以由金属弹簧构成，也可以由金属弹簧与弹性高分子材料复合构成，此外，垂向支承元件还可以是由弹性高分子材料构成的压缩型、剪切型、或发泡型的弹性垫。需要指出的是，本发明中所述的金属弹簧包括螺旋弹簧、碟簧、板簧或金属弹条等不同形式的弹簧，弹性高分子材料包括橡胶或弹性聚氨酯等多种材料。