專利名稱：玻璃鋼軌枕及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于鐵路線路的軌枕，特別是一種玻璃鋼軌枕及其制造 方法。
背景技術(shù)：
公知的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕由于它原材料豐富，易于保證制作尺寸，便 于大批量預(yù)制，質(zhì)量大、壽命長，并能提高軌道的穩(wěn)定性，有利于無縫線路的 鋪設(shè)，因此在我國和世界鐵路軌道中得到的廣泛大量的使用。但是，預(yù)應(yīng)力鋼 筋混凝土軌枕還存在以下弊端，由于彈性差，剛度大，而且絕大部分混凝土廢 枕不易處理，利用價(jià)值也不高，混凝土軌枕一旦失效棄用，必成粗大垃圾，因 此會(huì)造成對環(huán)境的污染，目前在世界范圍內(nèi)尚無處理這種作廢材料的技術(shù)措施。目前鐵路主要干線大多釆用的是鋼軌及配套混凝土軌道結(jié)構(gòu)，其鋼軌、混 凝土軌枕質(zhì)量大，這種重型軌道結(jié)構(gòu)使軌道剛度增大，會(huì)產(chǎn)生下列不利的影響 (1 )當(dāng)軌道剛度較大時(shí)，車輪踏面或鋼軌表面上有微小的扁疤或凹凸不平， 會(huì)增大輪軌之間的相互動(dòng)力作用，對機(jī)車車輛而言，過大的沖擊力會(huì)導(dǎo)致機(jī)車 車輛走行部，尤其是軸箱等的傷損，以及機(jī)車車輛的走行性能；對軌道結(jié)構(gòu)而 言，這種過大的頻繁的沖擊作用，會(huì)使道碴的粉化率速度增大，道床板結(jié)，導(dǎo) 致混凝土枕的損壞，軌道的平順性惡化，進(jìn)而增大軌道的維護(hù)工作和經(jīng)濟(jì)投入。(2) 列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音增大，惡化了鐵路周邊的生活環(huán)境，尤其是通過城市、鄉(xiāng)村及古跡、古建筑地區(qū)的鐵路影響也越來越明顯。(3) 過大的軌道剛度對既有鐵路線上的橋涵、隧道、道碴以及城市軌道、 地鐵等特殊地段都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。另外，由于混凝土軌枕自身的絕緣性能普遍比較差，因此混凝土枕在使用過程中還需進(jìn)行二次絕緣，特別是在電氣化線路中，絕緣性要求更高。混凝土 枕要求的生產(chǎn)設(shè)備投資較大，生產(chǎn)周期長，且在生產(chǎn)過程中，對車間及周邊環(huán) 境造成的噪音污染影響較大。特別是對于特殊設(shè)計(jì)的軌枕，模型的重新設(shè)計(jì)及 生產(chǎn)所需的時(shí)間周期長。本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域工作的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，為克服上述混凝土軌枕 存在的上述缺陷，從材料和結(jié)構(gòu)上解決上述問題，經(jīng)過艱苦的研發(fā)，終于開發(fā) 出本發(fā)明的玻璃鋼軌枕及其制造方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為克服上述混凝土軌枕存在的絕緣性能差、 彈性小的的缺陷，提供一種強(qiáng)度高、絕緣性能好、彈性及抗老化性能好的玻璃 鋼軌枕及其制造方法，很好的解決了列車運(yùn)行作用對橋梁、隧道、道岔、地鐵、 城市軌道等特殊地段產(chǎn)生的振動(dòng)影響及噪音污染。為此，本發(fā)明提出的玻璃鋼軌枕為由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成的中空殼體，在 所述玻璃鋼軌枕的中空部分填充有具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物；所述玻璃鋼軌 枕的上表面設(shè)有兩個(gè)承軌槽，所述承軌槽的大小、間距與輔設(shè)鋼軌的間距和軌 底尺寸相對應(yīng)。上述玻璃鋼軌枕的制造方法，包括以下步驟A、 制作軌枕模具；B、 在所述模具內(nèi)定位承軌槽預(yù)埋件；C、 在所述模具內(nèi)以玻璃鋼層壓布板制作所述軌枕的上面、側(cè)壁以及端壁；D、 沿軌枕長度方向豎直設(shè)置多個(gè)肋板；E、 在軌枕的中空部分填充具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物；F、 制作軌枕底面，將該底面壓實(shí)與所述軌枕側(cè)壁、端壁形成一體。 本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是-本發(fā)明的玻璃鋼軌枕，克服了公知的混凝土軌枕的缺陷，集合了現(xiàn)有的混凝土軌枕和木軌枕的優(yōu)點(diǎn)，具有比混凝土軌枕高的強(qiáng)度和大大高于木軌枕的彈 性及絕緣性能，使用中無需進(jìn)行二次絕緣，保證了列車的安全運(yùn)行。所述玻璃 鋼軌枕的彈性好，減小了列車行駛中對路基的振動(dòng)影響和對環(huán)境的噪音污染， 特別是在橋梁、隧道、道岔、地鐵、城市軌道等特殊地段該優(yōu)點(diǎn)尤為突出。
本發(fā)明的玻璃鋼軌枕還具有制作簡單，易于成型，生產(chǎn)周期短，可根據(jù)不 同的設(shè)計(jì)要求制作出特殊的玻璃鋼軌枕，適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的 玻璃鋼軌枕廢枕易于處理，而且其予埋件和填充物還具有可重復(fù)使用的價(jià)值。
圖1是本發(fā)明的玻璃鋼軌枕的剖面示意圖2是本發(fā)明的玻璃鋼軌枕的俯視示意圖； 圖3是本發(fā)明的玻璃鋼軌枕的側(cè)視示意圖； 圖3A是圖3中I處的局部放大示意圖； 圖4是本發(fā)明的預(yù)埋件主視示意圖； 圖5是本發(fā)明的預(yù)埋件的俯視示意圖； 圖6是本發(fā)明的預(yù)埋件的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施例方式
為對本發(fā)明的玻璃鋼軌枕及其制造方法的特征、效果和所要達(dá)到的技術(shù)目 的有更加清楚和全面的了解，下面配合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施 方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明所稱的玻璃鋼，即玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
如圖1一圖3所示，本發(fā)明提出的玻璃鋼軌枕10，由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成 中空的殼體1，在所述玻璃鋼軌枕的中空部分填充有具有一定強(qiáng)度的絕緣填充 物2，以提高玻璃鋼軌枕的整體性和絕緣性能，所述絕緣填充物2例如可采用 干燥的砂子和樹脂的混合物，或石英砂和樹脂的混合物等。所述玻璃鋼軌枕10 的上表面設(shè)有兩個(gè)承軌槽11，所述承軌槽11的大小與輔設(shè)的鋼軌軌底尺寸相對應(yīng)，兩承軌槽11之間的間距M與鋼軌軌距相配合。且在所述承軌槽ll內(nèi)固 定有承軌槽預(yù)埋件4。
在所述玻璃鋼軌枕10內(nèi)設(shè)有多個(gè)肋板3，各肋板3沿所述玻璃鋼軌枕10 的長度L方向間隔設(shè)置，由于軌枕的主要受力位置在軌下和軌中三個(gè)斷面處， 因此在所述每一承軌槽11的下部至少設(shè)有兩個(gè)肋板3，在兩承軌槽之間設(shè)有至 少一個(gè)肋板3。在本實(shí)施例中，如圖1所示，在所述承軌槽ll的下部設(shè)有三個(gè) 肋板3以提高該部分的強(qiáng)度。所述肋板3與軌枕10的側(cè)壁、上面和底面相連接， 以增加玻璃鋼軌枕的強(qiáng)度。所述肋板3為金屬制板材，在該肋板3的兩側(cè)設(shè)有 由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成的固定件31，且該固定件31與所述玻璃鋼軌枕的兩側(cè) 壁、上面和底面固定為一體。
此外，為進(jìn)一步提高本發(fā)明的玻璃鋼軌枕10的整體強(qiáng)度，在所述軌枕長度 方向的兩端部的玻璃鋼層壓布板中均設(shè)置肋板3。
如圖4-圖6所示，所述預(yù)埋件4具有一與承軌槽11相配合的支承板41， 所述支承板41的周側(cè)設(shè)有多個(gè)爪牙42、 43，支承板41的底部設(shè)有錨固件44， 所述爪牙42、 43嵌固在所述承軌槽11周圍的玻璃鋼層壓布板內(nèi)，所述錨固件 44穿過所述承軌槽11的底面錨固于所述殼體1內(nèi)的例如由石英砂和樹脂的混 合物或砂子和樹脂的混合物構(gòu)成的絕緣填充物2中。
所述錨固件44呈U字型，其上部兩端與支承板41相固定。為了增強(qiáng)爪牙 42、 43的錨固件44與玻璃鋼層壓布板或絕緣填充物2之間的錨固強(qiáng)度，在所 述爪牙42、 43和錨固件44上均設(shè)有凹槽或凸起，例如該爪牙42、 43和錨固件 44均可由螺紋鋼筋構(gòu)成。
本發(fā)明的上述玻璃鋼軌枕10的制造方法，包括以下步驟
A、 制作軌枕模具；為便于軌枕脫模，在所述模具的表面上涂覆有脫模劑；
B、 在所述模具內(nèi)定位承軌槽預(yù)埋件4;
C、 在所述膜具內(nèi)按公知的玻璃鋼制作工藝方法制作玻璃鋼層壓布板，該玻 璃鋼層壓布板構(gòu)成所述軌枕10的上面13、側(cè)壁以及端壁12;D、 沿軌枕長度方向豎直設(shè)置多個(gè)肋板3;
E、 在軌枕的中空部分填充具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物2，如砂子或石英砂 和樹脂的混合物，并將其搗固、壓實(shí)；
F、 按照公知的玻璃鋼制作工藝方法制作軌枕底面14，再用模板將該底面 14壓實(shí)與所述軌枕側(cè)壁、端壁12形成一體，并將底面壓成波紋狀，以增加與 道床之間的摩擦。
為提高所述底面14與軌枕側(cè)壁、端壁12之間的連接強(qiáng)度，將步驟C中形 成的前后側(cè)壁15以及端壁12引出的玻璃鋼層壓布板楔形搭接的形式相互擠壓 在一起。
在所述步驟D，將所述多個(gè)肋板3垂直于所述軌枕長度間隔設(shè)置，在兩承 軌槽之間設(shè)有至少一個(gè)肋板3;在對應(yīng)所述承軌槽預(yù)埋件4的位置至少設(shè)置兩 個(gè)肋板3，根據(jù)需要也可以設(shè)置多個(gè)，如圖1所示，即設(shè)置了三個(gè)肋板3，以提 高承載鋼軌處的軌枕強(qiáng)度。所述肋板3為金屬制板材，并通過玻璃鋼層壓布板 作為固定件31在兩側(cè)固定該肋板3，使該固定件31的一端及兩側(cè)面與所述玻 璃鋼軌枕的上面13和側(cè)壁固定為一體。
由于本發(fā)明的玻璃鋼軌枕10的周邊為受力體，為保證其整體強(qiáng)度，在所述 軌枕長度方向的兩端壁12的玻璃鋼層壓布板中也設(shè)置了肋板3。
在所述步驟F的軌枕底面14的制作過程中，同時(shí)將所述玻璃鋼層壓布板固 定件31的另一端與所述軌枕底面14結(jié)合為一體。
另外，如圖3A所示，所述軌枕底面14在長度方向與兩側(cè)壁之間形成半徑 R為30ram左右的過渡圓弧角，以減少所述軌枕10底部的應(yīng)力集中，提高軌枕 的強(qiáng)度。
由于軌枕主要工作的地點(diǎn)大部分是環(huán)境惡劣，受到酸堿等雜物的影響大， 因此本發(fā)明玻璃鋼軌枕在制造過程中，在所述玻璃鋼軌枕表面涂覆膠衣樹脂， 以進(jìn)一步增強(qiáng)玻璃鋼軌枕耐化學(xué)性能、耐老化性能、耐候性等，提高使用壽命。
本發(fā)明的玻璃鋼軌枕10由于在實(shí)際工作狀態(tài)中是一簡支梁形式，只有軌下和軌枕中間部分受力最大，且最大拉、壓應(yīng)力主要是在軌枕上、下表面13、 14， 因此本發(fā)明采用周邊為受力體，中心部分為填充料的結(jié)構(gòu)形式，即，如上所述
軌枕10的殼體1采用具有一定厚度(一般為30mm)的強(qiáng)度高、絕緣性能好、 彈性好的玻璃鋼層壓布板，而軌枕中心受力很小的部分例如可用干燥的砂子和 樹脂的混合物，或石英砂和樹脂的混合物填充，并將其搗固、壓實(shí)，在保證其 絕緣性能的同時(shí)，提高鋼軌的整體性；承軌槽11中設(shè)置預(yù)埋件41，該預(yù)埋件 41例如可采用鐵制材料形成，預(yù)埋件周邊的爪牙42、 43可以是與支承板41一 體構(gòu)成，為節(jié)約材料，便于制造可在所述支承板41的周邊焊接所述爪牙42、 43，在支承板41的底面焊接所述錨固件44，該爪牙42、 43可以由2 5cm長、 直徑為06 08的螺紋鋼筋構(gòu)成，將其嵌入軌枕上表面的玻璃鋼層壓布板中， 所述錨固件44可由①20或①22的U型螺紋鋼筋形成，將其錨固在玻璃鋼層壓 布板和中間的填充混合物中，使該預(yù)埋件4與所述軌枕固定為一體。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍， 即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬 本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種玻璃鋼軌枕，其特征在于所述玻璃鋼軌枕為由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成的中空殼體，在所述玻璃鋼軌枕的中空部分填充有具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物；所述玻璃鋼軌枕的上表面設(shè)有兩個(gè)承軌槽，所述承軌槽的大小、間距與輔設(shè)鋼軌的間距和軌底尺寸相對應(yīng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述玻璃鋼軌枕內(nèi)設(shè)有 多個(gè)肋板，所述肋板與軌枕的側(cè)壁、上面和底面相連接，以增加玻璃鋼軌枕的 強(qiáng)度和整體性。
3、 如權(quán)利要求2所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述多個(gè)肋板沿所述玻 璃鋼軌枕的長度方向間隔設(shè)置，且在所述每一承軌槽的下部至少設(shè)有兩個(gè)肋板。
4、 如權(quán)利要求2所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述肋板為金屬制板材， 在該肋板的兩側(cè)設(shè)有由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成的固定件，且該固定件與所述玻璃 鋼軌枕的兩側(cè)壁、上面和底面固定為一體。
5、 如權(quán)利要求1所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述絕緣填充物為砂子 和樹脂的混合物，或石英砂和樹脂的混合物。
6、 如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述承軌槽內(nèi)固定有承軌槽預(yù)埋件。
7、 如權(quán)利要求6所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述承軌槽預(yù)埋件具有一與承軌槽相配合的支承板，所述支承板的周側(cè)設(shè)有多個(gè)爪牙，支承板的底部 設(shè)有錨固件，所述爪牙嵌固在所述承軌槽周圍的玻璃鋼層壓布板內(nèi)，所述錨固 件穿過所述承軌槽底面錨固于所述殼體內(nèi)的絕緣填充物中。
8、 如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的玻璃鋼軌枕，其特征在于所述玻璃鋼 軌枕的底面壓制成波紋狀，以增加與道床之間的摩擦。
9、 一種玻璃鋼軌枕的制造方法，包括以下步驟A、 制作軌枕模具；B、 在所述模具內(nèi)定位承軌槽預(yù)埋件；C、 在所述模具內(nèi)以玻璃鋼層壓布板制作所述軌枕的上面、側(cè)壁以及端壁；D、 沿軌枕長度方向豎直設(shè)置多個(gè)肋板；E、 在軌枕的中空部分填充具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物；F、 制作軌枕底面，將該底面壓實(shí)與所述軌枕側(cè)壁、端壁形成一體。
10、 如權(quán)利要求9所述的玻璃鋼軌枕的制造方法，其特征在于在所述步 驟D，將所述多個(gè)肋板垂直于所述軌枕長度間隔設(shè)置，在對應(yīng)所述承軌槽預(yù)埋 件的位置至少設(shè)置兩個(gè)肋板，所述肋板為金屬制板材，并用玻璃鋼層壓布板作 為固定件在兩側(cè)固定該肋板，使該固定件的一端及兩側(cè)面與所述玻璃鋼軌枕的 上面和側(cè)壁固定為一體。
11、 如權(quán)利要求10所述的玻璃鋼軌枕的制造方法，其特征在于在所述步驟F，將所述玻璃鋼層壓布板固定件的另一端與所述軌枕底面結(jié)合為一體。
12、 如權(quán)利要求ll所述的玻璃鋼軌枕的制造方法，其特征在于所述軌枕 底面在長度方向與兩側(cè)面之間形成半徑為30mm左右的過渡圓弧角。
13、 如權(quán)利要求9所述的玻璃鋼軌枕的制造方法，其特征在于步驟E中 所述的絕緣填充物為砂子和樹脂的混合物或石英砂和樹脂的混合物，并將其反 復(fù)搗固、壓實(shí)。
14、 如權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的玻璃鋼軌枕的制造方法，其特征在于 進(jìn)一步包括在所述玻璃鋼軌枕表面涂覆有膠衣樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃鋼軌枕及其制造方法，所述玻璃鋼軌枕為由玻璃鋼層壓布板構(gòu)成的中空殼體，在所述玻璃鋼軌枕的中空部分填充有具有一定強(qiáng)度的絕緣填充物；所述玻璃鋼軌枕的上表面設(shè)有兩個(gè)承軌槽，所述承軌槽的大小、間距與輔設(shè)鋼軌的間距和軌底尺寸相對應(yīng)。本發(fā)明克服了公知技術(shù)的缺陷，具有比混凝土軌枕高的強(qiáng)度和大大高于木軌枕的彈性及絕緣性能，使用中無需進(jìn)行二次絕緣，保證了列車的安全運(yùn)行。所述玻璃鋼軌枕的彈性好，減小了列車行駛中對路基的振動(dòng)影響和對環(huán)境的噪音污染。本發(fā)明制作簡單，易于成型，生產(chǎn)周期短，適用范圍廣，且廢枕易于處理，其預(yù)埋件和填充物可重復(fù)使用。
文檔編號E01B3/46GK101289826SQ200710065569
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者馮毅杰, 凌烈鵬, 張格明, 暴學(xué)志, 李家林, 成 江 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所