[发明专利]一种用于Strub齿轨铁路桥梁伸缩缝处的可变齿距齿轨

说明书

本发明公开了一种用于Strub齿轨铁路桥梁伸缩缝处的可变齿距齿轨，横跨桥梁伸缩缝位置处的齿轨为可变齿距齿轨，可变齿距齿轨由多个齿轨单元拼接而成，可放开式齿轨夹臂装置用于纵向约束和放松齿轨单元，可变齿距齿轨的两侧均安装有多个弹性拉伸件，包括驱动夹臂压紧各个齿座的气缸。通过使用多个独立齿轨单元之间的齿距等量位移总和代替伸缩缝位移，而不是单一的整节齿轨刚性紧固连接在伸缩缝的两边，解决了采用单一齿条的纵向内应力以及消除了扣件处螺栓的剪切力，增加了齿轨列车与齿轨啮合的稳定性，提高了齿轨铁路的安全性，避免了单一齿轨受拉产生断裂以及扣件螺栓受巨大剪切载荷问题。

技术领域

本发明属于轨道交通规划研究技术领域，特别是涉及一种用于Strub齿轨铁路桥梁伸缩缝处的可变齿距齿轨。

背景技术

齿轨铁路是在普通轮轨铁路系统基础上引入一种登山铁路的助力机构，即在常规铁路轨道中间平行增设一条齿条，并在齿轨车辆的转向架上装备齿轮装置，依靠齿轮齿轨啮合力代替常规黏着力，为车辆提供强大前进动力。

齿轨铁路在国外应用相对较多，第一条齿轨铁路已经安全运营150余年。国内齿轨铁路多应用于煤矿运输，较少应用于景区旅游轨道交通，且缺乏国家及行业层面的齿轨铁路规范和标准。近年来，为了解决列车爬坡及在山区运行困难的问题，国内已经有多个省市开展了齿轨铁路规划建设、技术攻关和应用。但国内地形分布多样，因此桥梁在铁路建设中得到了广泛应用，桥梁受外界载荷影响产生伸缩变形，导致梁端伸缩缝处的缝隙尺寸出现变化，齿轨铁路与桥梁伸缩缝处的配合问题由此产生，为保证齿轨的线路适应能力以及保障齿轨铁路在桥梁上运输的行车安全，需要对桥梁伸缩缝处的齿轨铁路实施可靠性改进。

齿轨铁路中采用了不同跨度及不同形式的桥梁结构，不同桥梁在外界载荷作用下，会导致伸缩缝处出现几厘米甚至几十厘米的巨大变形，普通齿轨线路上的连接方式会对该处的齿轨与桥梁之间的连接和对齿轨与齿轨车辆驱动齿轮的配合直接构成恶劣影响。若采用传统的单一齿轨直接纵跨伸缩缝，伸缩缝两边距离最近的齿轨与桥梁间的连接扣件受桥梁伸缩变形而产生较大剪切力，极有可能将固定螺栓剪断；同时齿轨在伸缩缝变形下在产生纵向拉应力，桥梁伸缩较大时甚至还可能出现齿轨拉断的情况，导致齿轮与齿轨无法进行正常啮合。若采用两根独立的齿轨安装在伸缩缝的两边，在伸缩缝位移较大时，则易出现齿轮齿轨未啮合，齿轮空转情况，甚至可能产生齿轮齿轨巨大冲击。

鉴于齿轨铁路目前没有明确的技术标准，针对齿轨铁路中桥梁伸缩缝路段齿轨铁路布置是亟待解决的问题之一，主要是设计一种用于齿轨铁路在桥梁伸缩缝处的过渡装置，实现齿轨与桥梁伸缩缝的稳定连接，以保证齿轨车辆的安全运行。

发明内容

针对现阶段未提出桥梁伸缩缝的齿轨铁路布置形式，桥梁受温度与车辆载荷产生的伸缩缝变形对Strub系统齿轨铁路扣件受剪、齿轨受拉、以及齿轮齿轨啮合不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于Strub齿轨铁路桥梁伸缩缝处的可变齿距齿轨，包括架设于桥梁之上的两条钢轨，两条钢轨中央安装有齿轨，所述钢轨和齿轨与桥梁的桥面之间均匀排布有轨枕；

桥梁伸缩缝的位置，横跨桥梁伸缩缝位置处的齿轨为可变齿距齿轨，可变齿距齿轨由多个齿轨单元拼接而成，可变齿距齿轨对应桥梁伸缩缝的两侧均安装有可放开式齿轨夹臂装置，可放开式齿轨夹臂装置用于纵向约束和放松齿轨单元；

所述齿轨单元包括齿头和齿座，可变齿距齿轨的两侧均安装有多个弹性拉伸件，所述弹性拉伸件位于相邻的齿座之间；

可开放式齿轨夹臂装置包括夹臂，还包括驱动夹臂压紧各个齿座的气缸，桥梁伸缩缝的位置安装有用于控制气缸运作的位移传感器。