[发明专利]无砟轨道刚度调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及高速铁路桥梁结构技术领域，特别地，涉及一种用于无砟轨道桥梁体系以减小梁体变形对轨道板结构的影响的无砟轨道刚度调节装置。

背景技术

铁路建设高速化是我国铁路交通发展的必然趋势，随着我国高速铁路建设逐步实施并投入运营，无砟轨道因具有较高平顺性、稳定性及维修次数少等特点而被作为高速铁路主要的轨道结构型式之一。为了满足高速铁路线路平顺性和稳定性的要求，可能要建造连续几公里甚至几十公里的高架桥。以京沪高铁为例，桥梁244座，占据正线长度的80.47％，列车基本全线运行在桥梁上。大跨度桥梁常因列车荷载或温度作用在梁端产生较大梁端转角和竖向错位，造成无砟轨道扣件系统上拔力超过扣压力，梁端局部钢轨隆起，影响行车安全性和旅客舒适度。当桥梁之间，或者桥梁与桥台之间梁缝较大，导致钢轨扣件节点间距过大无法满足车运行平顺性及轨道受力变形的要求，增加钢轨、扣件的受力，受力超过一定范围时可能引起断轨及列车脱轨，危及行车安全。

若采用纯钢或者纯混凝土结构，存在的问题如下：

(1)不能为梁体转动和竖向位移提供足够的净空：大跨度桥梁在列车荷载或温度作用下产生较大的转角或者竖向位移，而纯钢或者纯混凝土结构截面高度较大，且主板底面为平面，由此造成桥梁梁体与主板的相互作用或者碰撞产生较大内力，降低结构性能。

(2)不符合结构受力特点：混凝土材料是一种强压弱拉材料，在荷载作用下，无砟轨道刚度调节装置的主板顶部受压而底部受拉导致底部产生大量裂缝，缩短无砟轨道刚度调节装置寿命，增加结构维修次数。

(3)钢结构噪声污染严重：若采用纯钢形式的无砟轨道刚度调节装置，由于刚度较小，在列车动力荷载作用下变形大，宏观表现为主板两端与梁体反复碰撞产生严重噪音并加剧梁体损伤。

(4)结构形式：若采用纯混凝土形式的无砟轨道刚度调节装置，其相应的主板厚度大，结构形式不灵活，制作时需模板浇筑、绑扎钢筋，施工质量不易保证，安装不便。

(5)限位缺陷：若简单的通过凸出结构实现横向和纵向限位要求，列车蛇形运动或摇头作用下会磨损轨道板，严重时导致轨道板的变形而发生列车脱轨，增大维修工作量。

(6)无砟轨道刚度调节装置混凝土浇注缺陷：轨道板结构非常扁平，无砟轨道刚度调节装置需要与前后的轨道板顺接，满足钢轨顶面标高要求。混凝土往往在狭小空间不能振捣密实，无法保证混凝土质量。

特别是在大跨度桥梁，通常存在较大梁缝，导致钢轨、扣件受力增大。可见，为提高无砟轨道行车安全与舒适性。因此，开发一种无砟轨道刚度调节装置十分必要。本发明提供的一种无砟轨道刚度调节装置可以克服上述缺陷，满足列车荷载、温度荷载、桥梁挠曲、桥梁伸缩对结构本身的要求，同时调节梁端转角和竖向错位，减小扣件上拔力，保证行车安全性和旅客舒适度。

发明内容

本发明目的在于提供一种无砟轨道刚度调节装置，以减小梁体转角和竖向错位对轨道板的影响，保证行车安全与旅客舒适度。通过设置跨越梁体伸缩缝、或者跨越桥梁与桥台结合部位的无砟轨道刚度调节装置，以满足扣件间距，同时调节梁体转角和竖向错位，减小扣件上拔力。

为了实现上述技术目的，本发明专利的技术方案是：无砟轨道刚度调节装置，包括桥墩、设于路基上的桥台、设于桥墩上的梁体、铺设于桥台和梁体上的轨道板以及通过扣件固定于轨道板上的钢轨，轨道板在桥台与梁体之间的结合部位断开或者在相邻两梁体之间的结合部位断开，断开的轨道板之间设有用于调节梁体的梁端转角和竖向错位以降低扣件受到的上拔力保证列车行车安全和行车稳定性的微型支撑桥梁。当列车在钢轨上运行时，无砟轨道刚度调节装置可以减小钢轨和扣件的受力，减小梁体变形对轨道板结构的影响。视为微型桥梁的无砟轨道刚度调节装置可以满足列车运行平顺性及轨道受力变形的要求，同时可以满足扣件节点间距要求，减小扣件上拔力，保证钢轨受力在容许范围内，不会因为钢轨超过受力范围引起断轨及列车脱轨，危及行车安全。无砟轨道刚度调节装置为梁体之间或者梁体与桥台之间提供平稳的刚度过渡。无砟轨道刚度调节装置的设置防止了梁体与梁体间或梁体与桥台间因缝隙产生的刚度突变，作为一个过渡结构保证了刚度的连续性，有效的避免了在列车通过时因刚度问题产生跳轨甚至是脱轨的危险。