專利名稱：鐵路抗震道床系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鐵路運輸技術領域，特別是涉及鐵路抗震道床系統(tǒng)。
背景技術：
相當長度的已有鐵路及在建的各種規(guī)格的鐵路位于地震強烈影響區(qū)域，其中百萬公里的鐵路對地震災害還未進行有效的設防。地震發(fā)生時，鐵路將遭受不可估量的損失?，F(xiàn)有技術中，鐵路道床均設計為整體傳力體系，地震能量能夠傳導至鋼軌，整個道床系統(tǒng)不能承受破壞性水平作用力。鐵路道床包括有碴及無碴兩種技術，無碴道床技術的發(fā)展及應用已經(jīng)成為高速鐵路/客運專線建設的主流趨勢，目前時速300km/h的線路均采用無碴道床。無碴道床是以鋼筋混凝土或浙青混凝土道床取代散粒體道渣道床的整體式軌道結構，由混凝土整體灌筑而成，道床內(nèi)可預埋混凝土枕或混凝土短枕，在混凝土整體道床上直接安裝扣件、彈性墊層和鋼軌。目前無碴道床基本用途及功能的改善在不同國家及區(qū)域仍在推進當中，常態(tài)運營的列車可達350千米/小時以上的速度。列車運營速度在3M千米/小時(220英里/小時)時，最小的制動距離是4，500米，最低的制動時間約為1. 5分鐘。通常地震中地面振動的持續(xù)時間少于1分鐘。目前已建或在建鐵路道床系統(tǒng)的整體結構為剛性，局部設置彈性結構，以此有限度地實現(xiàn)對抗或緩沖應力的目的，主體上體現(xiàn)出建筑材料最大的強度以抵抗小規(guī)模水平作用力的影響?，F(xiàn)用道床體系均不能免除或減低地震尤其是巨大水平作用力對軌道造成的損壞。因其道床傳力系統(tǒng)均為整體型，道床主體結構間采用剛性連接，為軌道運營載體提供基礎部分的支承力，同時也毫無阻擋地傳遞基礎部分遭遇的破壞力，當?shù)卣鹱饔昧Τ降来步Y構物的整體強度時，道床結構物就產(chǎn)生整體結構的扭曲、變形及斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種鐵路抗震道床系統(tǒng)，其能夠抵抗較大強度的地震。本發(fā)明的目的通過以下技術措施實現(xiàn)。鐵路抗震道床系統(tǒng)，包括基礎道床和頂部鋪設鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設置于所述基礎道床上，所述頂面道床和基礎道床之間為可滑移結構。所述基礎道床和頂面道床的接觸面在橫截面上看為鋸齒面。所述鋸齒面呈對稱形，該鋸齒面的一邊與水平面的夾角設在7° 37°之間。所述基礎道床和頂面道床的接觸面為連續(xù)且對稱的弧面。該弧面為多個連續(xù)的弧形，且對稱是中心對稱，即相對于經(jīng)過波峰的豎直中軸線對稱。所述基礎道床和頂面道床的接觸面為平面，且二者之間設置有涂層、復合材料或機械裝置。所述防滑涂層為有機涂料涂層、無機涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為一對鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于每根鋼軌墊板中心的正下方。所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為相鄰兩對鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于所述中軸線的正下方。所述接觸面的縱截面為鋸齒形或弧線形，或縱向采用限位機械裝置。所述基礎道床和頂面道床為至少兩對，相鄰每對基礎道床和頂面道床并排排列并相互接觸，且相鄰每對基礎道床和頂面道床的接觸面相互對齊。本發(fā)明改變了現(xiàn)有鐵路道床傳力體系，將現(xiàn)有的整體傳力體系有效分隔，分為頂面道床和基礎道床上下兩部分，上下結構可滑動分離，形成各自相對獨立的傳力體系，在常態(tài)運營時鐵路道床上下兩部穩(wěn)定結合，共同承載道床整體結構上方列車營運性荷載；地震時，下部結構基礎道床單獨承擔破壞性水平作用力，可隨作用力滑移，以此阻斷地震作用力向上部結構頂面道床的傳遞，免除地震作用力對上部結構頂面道床的損壞，使鋼軌上高速運營的集約化客流及物流列車免遭瞬間傾覆的危險。上述常態(tài)運營時鐵路道床上下兩部的穩(wěn)定結合，通過接觸面提供的摩擦力來維持，保證線路常態(tài)運營。上述摩擦力可以通過以下幾種方式的任何一種或幾種來實現(xiàn)一、 所述基礎道床和頂面道床的接觸面為鋸齒面；二、所述基礎道床和頂面道床的接觸面為弧面；三、所述基礎道床和頂面道床的接觸面設置涂層或復合材料；四、所述基礎道床和頂面道床的接觸面設置機械裝置。實際工程應用時可結合工程量、施工難度及造價等方面綜合考慮后選用合適的方案。當?shù)卣甬a(chǎn)生的橫向加速度超過某一給定的臨閾值時，下部結構基礎道床承受的水平作用力就大于上述接觸面提供的摩擦力，此時下部結構基礎道床將隨作用力水平滑移脫開與上部結構頂面道床的貼合。


利用附圖對本發(fā)明做進一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構成對本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明的一個實施例的截面結構示意圖。圖2是本發(fā)明的一個實施例的地震狀態(tài)時截面結構示意圖。圖3是本發(fā)明的另一個實施例的截面結構示意圖。圖4是本發(fā)明的另一個實施例的截面結構示意圖。圖5是本發(fā)明的另一個實施例的截面結構示意圖。圖6是本發(fā)明的另一個實施例的截面結構示意圖。圖中基礎道床-1 ；頂面道床-2 ；鋼軌-3 ；接觸面-4 ；防滑涂層或防滑材料-5 ；防滑機械裝置_6。
具體實施例方式結合以下實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
本發(fā)明的鐵路抗震道床系統(tǒng)如圖1和圖2所示，包括基礎道床1和頂部鋪設鋼軌3的頂面道床2，所述頂面道床2設置于所述基礎道床1上；所述基礎道床1和頂面道床2的接觸面4為對稱的鋸齒形，且鋸齒的一邊與水平面的夾角為7° 37°。所述鋸齒形指的是在垂直于鋼軌3延伸的方向的橫截面上看，接觸面4為鋸齒形。如圖1，正常運行時，在重力的作用下，頂面道床2能夠相對穩(wěn)定地設置于基礎道床1上，確保列車在鋼軌3上平穩(wěn)安全運行。如圖2，地震發(fā)生時，基礎道床1在地震波的帶動下發(fā)生瞬間強烈位移，頂面道床2由于并非與基礎道床1固定連接，所以在慣性的作用下保持位置不變，從而使頂面道床2相對于基礎道床1產(chǎn)生滑移，所以鋼軌3上運行中的列車不會傾覆。此時，基礎道床1和頂面道床2的接觸面4發(fā)生錯位，地震產(chǎn)生的應力通過基礎道床1的滑移得以釋放，鋸齒形結構接合面同時阻止頂面道床2完全脫離基礎道床1，在地震波過后，頂面道床2可以自行或借助維護施工復位。基礎道床1的負載包括垂直作用力和水平作用力，垂直作用力包括頂面道床2的重量和火車的重量，水平作用力包括離心力和風力?；A道床1和頂面道床2的接觸面4 的設計包含了常態(tài)運營所需的水平抵抗作用力，頂面道床2不產(chǎn)生過大的位移，在地震發(fā)生時將地震產(chǎn)生的應力隔斷，不傳導至頂面道床2，避免頂面道床2上的結構變形而導致火車傾覆。為維持系統(tǒng)在承受強風和離心力沖擊時具有相對穩(wěn)定性，鋸齒接合面的斜面與水平面的夾角Φ宜設在7° 37°之間。為保證系統(tǒng)結構足以承擔常態(tài)運營條件下的橫向載荷，系統(tǒng)部分構件采用先張法施工，滿足結構所需的剛度。實施例2
本實施例參照圖3，與實施例1不同的是，所述基礎道床1和頂面道床2的接觸面4為連續(xù)且對稱的弧面?；∶嫱瑯邮窃跈M截面上看為弧面，弧面具有在正常運行時保證穩(wěn)定，地震發(fā)生時使基礎道床1和頂面道床2發(fā)生相對滑移的作用，從而保證地震發(fā)生時運行于鋼軌3的列車不會傾覆。所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為一對鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于每根鋼軌墊板中心的正下方。實施例3
本實施例參照圖1和圖3，在實施例1或2的基礎上，所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為一對鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于每根鋼軌墊板中心的正下方?；蛘撸鼋佑|面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為相鄰兩對鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于所述中軸線的正下方。實施例4
本實施例參照圖4，與實施例1和2不同的是，所述接觸面4的橫截面為平面，且該平面設置涂層或復合材料5。所述涂層為有機涂料涂層、無機涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。為了敷設涂層或復合材料5，所述基礎道床1和頂面道床2的接觸面或輔以預埋金屬構件維系的金屬面層，用于提高涂層或復合材料5的敷設效果。所述涂層可依基礎道床1和頂面道床2結構間所需的摩擦系數(shù)，選用有機涂料涂層、無機涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。涂層或復合材料5能夠產(chǎn)生足夠的摩擦力確保正常運行時的基礎道床1和頂面道床2的穩(wěn)定，地震發(fā)生時的地震作用力大于摩擦力時，基礎道床1和頂面道床2產(chǎn)生相對滑移，從而避免頂面道床2的瞬間大位移，使運行于鋼軌3的列車免遭傾覆。在地震波過后，頂面道床2可以借助維護施工復位。實施例5
本實施例參照圖5，與實施例3不同的是，所述接觸面4的橫截面為平面，且該平面設置機械裝置6。在地震波過后，頂面道床2可以自行或借助維護施工復位。實施例6
本實施例中，所述接觸面的縱截面為鋸齒形或弧線形?？v截面指的是垂直于水平面且沿鋼軌3方向的截面，縱截面為鋸齒形或弧線形使頂面道床2更為穩(wěn)定。實施例7
本實施例參照圖6，在實施例1的基礎上，所述基礎道床1和頂面道床2為至少兩對，相鄰每對基礎道床1和頂面道床2并排排列并相互接觸，且相鄰每對基礎道床1和頂面道床 2的接觸面4相互對齊。在地震發(fā)生時，相鄰的兩個頂面道床2能夠互相支持，一側(cè)的頂面道床2移動時， 也能夠帶動相鄰的頂面道床2移動，從而在地震時基礎道床1被地震波帶動的瞬間，頂面道床2相對穩(wěn)定不動，避免火車傾覆。以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。
權利要求
1.鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于包括基礎道床和頂部鋪設鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設置于所述基礎道床上，所述頂面道床和基礎道床之間為可滑移結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述基礎道床和頂面道床的接觸面為鋸齒面。
3.根據(jù)權利要求2所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述鋸齒面為對稱的鋸齒面，且該鋸齒面的一邊與水平面的夾角為7° 37°。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述基礎道床和頂面道床的接觸面為連續(xù)且對稱的弧面。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述基礎道床和頂面道床的接觸面為平面，且二者之間設置有防滑涂層、防滑復合材料或防滑機械裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述防滑涂層為有機涂料涂層、無機涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。
7 根據(jù)權利要求2或4所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為一對鋼軌的間距，且所述最高點或最低點位于每根鋼軌墊板中心的正下方。
8.根據(jù)權利要求2或4所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述接觸面的橫截面的最高點或最低點之間的間距為相鄰兩對鋼軌墊板的中軸線的間距，且所述最高點或最低點位于所述中軸線的正下方。
9.根據(jù)權利要求2- 8任一項所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述接觸面的縱截面為鋸齒形或弧線形。
10.根據(jù)權利要求2- 8任一項所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述基礎道床和頂面道床為至少兩對，相鄰每對基礎道床和頂面道床并排排列并相互接觸，且相鄰每對基礎道床和頂面道床的接觸面相互對齊。
全文摘要
鐵路抗震道床系統(tǒng)，包括基礎道床和頂部預埋軌枕及鋪設鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設置于所述基礎道床上，形成各自相對獨立的傳力體系；上下結構間布設虛鉸連接形式的接合面，可采用鋸齒形或弧形摩擦接合面實現(xiàn)虛鉸連接，或采用機械裝置及其它方式實現(xiàn)虛鉸連接，具備既定條件時上下結構分離，各自承擔傳力體系內(nèi)的荷載。在常態(tài)運營時，頂面道床依靠自重及列車運營性荷載在接觸面產(chǎn)生的摩擦力與基礎道床形成虛鉸連接，上下兩部分共同承載道床整體結構上方列車營運性荷載；地震狀態(tài)下，基礎道床與頂面道床脫開并隨作用力滑移，傳向頂面道床的作用力被阻斷，避免火車傾覆。
文檔編號E01B1/00GK102345253SQ20111020069
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權日2011年7月18日
發(fā)明者史帝汶·馬爾克斯, 夫雷德·塞泊, 孫峻嶺, 本森·成 申請人:廣州瀚陽工程咨詢有限公司