專利名稱：鐵路抗震道床系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鐵路運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及鐵路抗震道床系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
相當(dāng)長(zhǎng)度的已有鐵路及在建的各種規(guī)格的鐵路位于地震強(qiáng)烈影響區(qū)域，其中百萬公里的鐵路對(duì)地震災(zāi)害還未進(jìn)行有效的設(shè)防。地震發(fā)生時(shí)，鐵路將遭受不可估量的損失?，F(xiàn)有技術(shù)中，鐵路道床均設(shè)計(jì)為整體傳力體系，地震能量能夠傳導(dǎo)至鋼軌，整個(gè)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(shù)，無碴道床技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用已經(jīng)成為高速鐵路/客運(yùn)專線建設(shè)的主流趨勢(shì)，目前時(shí)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(jié)構(gòu)，由混凝土整體灌筑而成，道床內(nèi)可預(yù)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(guó)家及區(qū)域仍在推進(jìn)當(dāng)中，常態(tài)運(yùn)營(yíng)的列車可達(dá)350千米/小時(shí)以上的速度。列車運(yùn)營(yíng)速度在3M千米/小時(shí)(220英里/小時(shí))時(shí)，最小的制動(dòng)距離是4，500米，最低的制動(dòng)時(shí)間約為1. 5分鐘。通常地震中地面振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間少于1分鐘。目前已建或在建鐵路道床系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)為剛性，局部設(shè)置彈性結(jié)構(gòu)，以此有限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)抗或緩沖應(yīng)力的目的，主體上體現(xiàn)出建筑材料最大的強(qiáng)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(duì)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(jié)構(gòu)間采用剛性連接，為軌道運(yùn)營(yíng)載體提供基礎(chǔ)部分的支承力，同時(shí)也毫無阻擋地傳遞基礎(chǔ)部分遭遇的破壞力，當(dāng)?shù)卣鹱饔昧Τ降来步Y(jié)構(gòu)物的整體強(qiáng)度時(shí)，道床結(jié)構(gòu)物就產(chǎn)生整體結(jié)構(gòu)的扭曲、變形及斷裂。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)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(qiáng)度的地震。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。鐵路抗震道床系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)道床和頂部鋪設(shè)鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設(shè)置于所述基礎(chǔ)道床上，所述頂面道床和基礎(chǔ)道床之間為可滑移結(jié)構(gòu)。所述基礎(chǔ)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(duì)稱形，該鋸齒面的一邊與水平面的夾角設(shè)在7° 37°之間。所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為連續(xù)且對(duì)稱的弧面。該弧面為多個(gè)連續(xù)的弧形，且對(duì)稱是中心對(duì)稱，即相對(duì)于經(jīng)過波峰的豎直中軸線對(duì)稱。所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為平面，且二者之間設(shè)置有涂層、復(fù)合材料或機(jī)械裝置。所述防滑涂層為有機(jī)涂料涂層、無機(jī)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(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為一對(duì)鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)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(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為相鄰兩對(duì)鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)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(jī)械裝置。所述基礎(chǔ)道床和頂面道床為至少兩對(duì)，相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床和頂面道床并排排列并相互接觸，且相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面相互對(duì)齊。本實(shí)用新型改變了現(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(chǔ)道床上下兩部分，上下結(jié)構(gòu)可滑動(dòng)分離，形成各自相對(duì)獨(dú)立的傳力體系， 在常態(tài)運(yùn)營(yíng)時(shí)鐵路道床上下兩部穩(wěn)定結(jié)合，共同承載道床整體結(jié)構(gòu)上方列車營(yíng)運(yùn)性荷載; 地震時(shí)，下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)道床單獨(dú)承擔(dān)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(jié)構(gòu)頂面道床的傳遞，免除地震作用力對(duì)上部結(jié)構(gòu)頂面道床的損壞，使鋼軌上高速運(yùn)營(yíng)的集約化客流及物流列車免遭瞬間傾覆的危險(xiǎn)。上述常態(tài)運(yùn)營(yíng)時(shí)鐵路道床上下兩部的穩(wěn)定結(jié)合，通過接觸面提供的摩擦力來維持，保證線路常態(tài)運(yùn)營(yíng)。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(shí)現(xiàn)一、 所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為鋸齒面；二、所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為弧面；三、所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面設(shè)置涂層或復(fù)合材料；四、所述基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面設(shè)置機(jī)械裝置。實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)可結(jié)合工程量、施工難度及造價(jià)等方面綜合考慮后選用合適的方案。當(dāng)?shù)卣甬a(chǎn)生的橫向加速度超過某一給定的臨閾值時(shí)，下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(shí)下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)道床將隨作用力水平滑移脫開與上部結(jié)構(gòu)頂面道床的貼合。

利用附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的地震狀態(tài)時(shí)截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中基礎(chǔ)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(jī)械裝置_6。
具體實(shí)施方式
[0030]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1本實(shí)用新型的鐵路抗震道床系統(tǒng)如圖1和圖2所示，包括基礎(chǔ)道床1和頂部鋪設(shè)鋼軌3的頂面道床2，所述頂面道床2設(shè)置于所述基礎(chǔ)道床1上；所述基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面4為對(duì)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(yùn)行時(shí)，在重力的作用下，頂面道床2能夠相對(duì)穩(wěn)定地設(shè)置于基礎(chǔ)道床1上，確保列車在鋼軌3上平穩(wěn)安全運(yùn)行。如圖2，地震發(fā)生時(shí)，基礎(chǔ)道床1在地震波的帶動(dòng)下發(fā)生瞬間強(qiáng)烈位移，頂面道床2由于并非與基礎(chǔ)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(duì)于基礎(chǔ)道床1產(chǎn)生滑移，所以鋼軌3上運(yùn)行中的列車不會(huì)傾覆。此時(shí)，基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面4發(fā)生錯(cuò)位，地震產(chǎn)生的應(yīng)力通過基礎(chǔ)道床1的滑移得以釋放，鋸齒形結(jié)構(gòu)接合面同時(shí)阻止頂面道床2完全脫離基礎(chǔ)道床1，在地震波過后，頂面道床2可以自行或借助維護(hù)施工復(fù)位?；A(chǔ)道床1的負(fù)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(fēng)力。基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面4 的設(shè)計(jì)包含了常態(tài)運(yùn)營(yíng)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(shí)將地震產(chǎn)生的應(yīng)力隔斷，不傳導(dǎo)至頂面道床2，避免頂面道床2上的結(jié)構(gòu)變形而導(dǎo)致火車傾覆。為維持系統(tǒng)在承受強(qiáng)風(fēng)和離心力沖擊時(shí)具有相對(duì)穩(wěn)定性，鋸齒接合面的斜面與水平面的夾角Φ宜設(shè)在7° 37°之間。為保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)足以承擔(dān)常態(tài)運(yùn)營(yíng)條件下的橫向載荷，系統(tǒng)部分構(gòu)件采用先張法施工，滿足結(jié)構(gòu)所需的剛度。實(shí)施例2本實(shí)施例參照?qǐng)D3，與實(shí)施例1不同的是，所述基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面 4為連續(xù)且對(duì)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(yùn)行時(shí)保證穩(wěn)定，地震發(fā)生時(shí)使基礎(chǔ)道床1和頂面道床2發(fā)生相對(duì)滑移的作用，從而保證地震發(fā)生時(shí)運(yùn)行于鋼軌3的列車不會(huì)傾覆。所述接觸面的橫截面的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為一對(duì)鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位于每根鋼軌墊板中心的正下方。實(shí)施例3本實(shí)施例參照?qǐng)D1和圖3，在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上，所述接觸面的橫截面的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為一對(duì)鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位于每根鋼軌墊板中心的正下方?；蛘?，所述接觸面的橫截面的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為相鄰兩對(duì)鋼軌墊板中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位于所述中軸線的正下方。實(shí)施例4本實(shí)施例參照?qǐng)D4，與實(shí)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(shè)置涂層或復(fù)合材料5。所述涂層為有機(jī)涂料涂層、無機(jī)涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。為了敷設(shè)涂層或復(fù)合材料5，所述基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面或輔以預(yù)埋金屬構(gòu)件維系的金屬面層，用于提高涂層或復(fù)合材料5的敷設(shè)效果。所述涂層可依基礎(chǔ)道床1和頂面道床2結(jié)構(gòu)間所需的摩擦系數(shù)，選用有機(jī)涂料涂層、無機(jī)涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。涂層或復(fù)合材料5能夠產(chǎn)生足夠的摩擦力確保正常運(yùn)行時(shí)的基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的穩(wěn)定，地震發(fā)生時(shí)的地震作用力大于摩擦力時(shí)，基礎(chǔ)道床1和頂面道床2產(chǎn)生相對(duì)滑移，從而避免頂面道床2的瞬間大位移，使運(yùn)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(hù)施工復(fù)位。實(shí)施例5本實(shí)施例參照?qǐng)D5，與實(shí)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(shè)置機(jī)械裝置6。在地震波過后，頂面道床2可以自行或借助維護(hù)施工復(fù)位。實(shí)施例6本實(shí)施例中，所述接觸面的縱截面為鋸齒形或弧線形。縱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(shí)施例7本實(shí)施例參照?qǐng)D6，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述基礎(chǔ)道床1和頂面道床2為至少兩對(duì)，相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床1和頂面道床2并排排列并相互接觸，且相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床1和頂面道床2的接觸面4相互對(duì)齊。在地震發(fā)生時(shí)，相鄰的兩個(gè)頂面道床2能夠互相支持，一側(cè)的頂面道床2移動(dòng)時(shí)， 也能夠帶動(dòng)相鄰的頂面道床2移動(dòng)，從而在地震時(shí)基礎(chǔ)道床1被地震波帶動(dòng)的瞬間，頂面道床2相對(duì)穩(wěn)定不動(dòng)，避免火車傾覆。以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于包括基礎(chǔ)道床和頂部鋪設(shè)鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設(shè)置于所述基礎(chǔ)道床上，所述頂面道床和基礎(chǔ)道床之間為可滑移結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)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(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為鋸齒面。
3.根據(jù)權(quán)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(duì)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(quán)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(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為連續(xù)且對(duì)稱的弧面。
5.根據(jù)權(quán)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(chǔ)道床和頂面道床的接觸面為平面，且二者之間設(shè)置有防滑涂層、防滑復(fù)合材料或防滑機(jī)械裝置。
6.根據(jù)權(quán)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(jī)涂料涂層、無機(jī)涂料涂層、熱鍍金屬粉末層或噴涂金屬粉末層。
7.根據(jù)權(quán)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(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為一對(duì)鋼軌的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位于每根鋼軌墊板中心的正下方。
8.根據(jù)權(quán)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(diǎn)或最低點(diǎn)之間的間距為相鄰兩對(duì)鋼軌墊板的中軸線的間距，且所述最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位于所述中軸線的正下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求2- 8任一項(xiàng)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(quán)利要求2- 8任一項(xiàng)所述的鐵路抗震道床系統(tǒng)，其特征在于所述基礎(chǔ)道床和頂面道床為至少兩對(duì)，相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床和頂面道床并排排列并相互接觸，且相鄰每對(duì)基礎(chǔ)道床和頂面道床的接觸面相互對(duì)齊。
專利摘要鐵路抗震道床系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)道床和頂部預(yù)埋軌枕及鋪設(shè)鋼軌的頂面道床，所述頂面道床設(shè)置于所述基礎(chǔ)道床上，形成各自相對(duì)獨(dú)立的傳力體系；上下結(jié)構(gòu)間布設(shè)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(shí)現(xiàn)虛鉸連接，或采用機(jī)械裝置及其它方式實(shí)現(xiàn)虛鉸連接，具備既定條件時(shí)上下結(jié)構(gòu)分離，各自承擔(dān)傳力體系內(nèi)的荷載。在常態(tài)運(yùn)營(yíng)時(shí)，頂面道床依靠自重及列車運(yùn)營(yíng)性荷載在接觸面產(chǎn)生的摩擦力與基礎(chǔ)道床形成虛鉸連接，上下兩部分共同承載道床整體結(jié)構(gòu)上方列車營(yíng)運(yùn)性荷載；地震狀態(tài)下，基礎(chǔ)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(hào)E01B1/00GK202157248SQ20112025313
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:廣州瀚陽工程咨詢有限公司