專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵路鋼枕木的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路鋼枕木及這種枕木的生產(chǎn)方法。
枕木是用于引導(dǎo)列車(chē)的撓性支承系統(tǒng)的整體部分。其重要作用是保持它們所支承的鋼軌的校準(zhǔn)和斜度，以及有助于維持軌道的側(cè)向和垂向公差。它們也將負(fù)載傳至一個(gè)顯著大于列車(chē)車(chē)輪所能提供的表面積上的道碴路基上，并需要以下述方式作到這一點(diǎn)，即，要能夠使道碴將所傳遞的負(fù)載散布到碴床以下的底土而不使底土變形。枕木需要在列車(chē)通過(guò)時(shí)保持軌道穩(wěn)定性，而且盡管溫度變化也要保持這種穩(wěn)定性，后一特點(diǎn)當(dāng)采用連續(xù)焊接軌道時(shí)更為重要。
目前使用的枕木中很小一部分是用鋼生產(chǎn)的，而鋼枕木的安裝成本卻低于傳統(tǒng)的混凝土或木枕木。鋼枕木一般是箱形或倒槽形截面的，較容易以較大的堆疊密度運(yùn)輸，要求的安裝設(shè)備價(jià)格低，無(wú)需再次鋪道碴，而且由于其形狀需要的道碴深度小。它們的使用導(dǎo)致較短的和可預(yù)見(jiàn)的軌道占用時(shí)間，它們的較輕重量使其比傳統(tǒng)的實(shí)心混凝土或木枕易于搬運(yùn)和安裝。另外，它們不易軌距擴(kuò)展(gauge spread)及脫軌損壞并可以修復(fù)；它們也具有廢品價(jià)值。
傳統(tǒng)的鋼枕是通過(guò)熱成形制成的，這樣制造成本相對(duì)較高。為了實(shí)現(xiàn)搗固，需要更多的初始搗固工作量。
雖然實(shí)現(xiàn)了更高的側(cè)向運(yùn)動(dòng)阻力，但是鋼枕軌道在重新校準(zhǔn)時(shí)卻更難于移動(dòng)。
DE-A-2951272公開(kāi)了一種箱形截面的鋼枕。這種鋼枕的敞開(kāi)端部通過(guò)焊接鋼板或者鋼筋混凝土或塑料嵌條封閉。箱形截面的中空內(nèi)部填充隔絕材料如水泥和水的混合物或橡膠彈性體。
WO89/10450公開(kāi)了一種倒置槽形截面的鐵路鋼枕，其包括連接及依附于鋼枕上支承面下側(cè)的限制構(gòu)件。這些構(gòu)件包括指向下方的部分，在鋼枕使用中，這些部分為鋼枕提供側(cè)向穩(wěn)定性。
這兩種公開(kāi)的鋼枕具有上面描述的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種鋼枕，它可以克服或者至少減少上述的缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種倒置槽形截面的鐵路鋼枕，其敞開(kāi)的端部可以有選擇地被端板封閉，端板可卸式連接于鋼枕的每個(gè)敞開(kāi)端部，其側(cè)邊從鋼枕的上支承面向下、向外傾斜，鋼枕是通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的。
鋼枕可以通過(guò)冷壓或冷軋生產(chǎn)。端板也可以通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)。
每個(gè)端板的深度可以超過(guò)鋼枕每個(gè)側(cè)邊的深度。
鋼枕和/或端板可以用低碳鋼或不銹鋼或高強(qiáng)度低合金鋼生產(chǎn)。如果用不銹鋼生產(chǎn)，可以進(jìn)行噴丸處理或施加防腐涂層，以便防止應(yīng)力腐蝕。
鋼枕每側(cè)的自由端可以向外、向上翻卷形成唇邊。
每個(gè)端板的頂部可以設(shè)置開(kāi)口，使道碴可以通過(guò)。作為替代或補(bǔ)充，在鋼枕的一端或每端或與其鄰近處可形成開(kāi)口，使道碴可以通過(guò)。
鋼枕可以具有減小寬度的腰部，該腰部可以沿鋼枕長(zhǎng)度設(shè)置在大致中部。
鋼枕內(nèi)部的中央部分可填充防止道碴進(jìn)入所述中央部分的材料。所述材料可以是消聲材料，可以包括膨脹的聚氨酯泡沫。作為替代或補(bǔ)充，鋼枕的內(nèi)壁可以至少局部地涂覆消聲材料。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種生產(chǎn)敞開(kāi)端部的倒置槽形截面的鐵路鋼枕及其端板的方法，所述方法包括以下步驟將鋼帶冷成形為需要的倒置槽形截面及所需要的端板尺寸，在每個(gè)端板和/或鋼枕的每個(gè)敞開(kāi)端部形成接頭，其用于將端板可卸式固定在鋼枕上，以便封閉其敞開(kāi)的端部。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的倒置槽形截面的鐵路鋼枕，端板可卸式地固定在鋼枕的每個(gè)敞開(kāi)端以將其封閉，鋼軌由鋼枕的上表面支承，彈簧鋼夾將鋼軌固定在鋼枕上，彈簧鋼夾包括用于接合鋼枕上表面的第一支承面、用于接合鋼枕的鋼軌支承面下側(cè)的第二支承面和在第一和第二支承面中間，在使用中接合鋼軌底部凸緣上表面的環(huán)部，工具包括用于向彈簧鋼夾的環(huán)部的內(nèi)表面施加一個(gè)力的裝置以便將其分開(kāi)從而在環(huán)和鋼軌凸緣的相對(duì)表面間插入隔絕材料并松開(kāi)工具施加的力之后，便利于支承面與鋼軌和鋼夾的環(huán)部與鋼軌凸緣的需要的接合。
隔絕材料最好經(jīng)過(guò)預(yù)成形，從而與鋼軌軌底的上表面互補(bǔ)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種使用彈簧鋼夾將鋼軌安裝在通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的倒置槽形截面且包括可卸式端板的鋼枕上的方法，該方法包括以下步驟使鋼夾的肩部設(shè)置得與鋼枕的鄰近于邊緣的鋼軌支承面下側(cè)相接舍，使鋼夾的第二支承面設(shè)置得與鋼枕的上表面相接合，使鋼夾在肩部和第二支承面中間的環(huán)部設(shè)置得以其下側(cè)處于鋼軌凸緣上方，在環(huán)部中插入一個(gè)擴(kuò)展工具并操作該工具以增大環(huán)部的口部，從而擴(kuò)大環(huán)部和鋼軌凸緣的分離，在環(huán)部和鋼軌凸緣之間插入預(yù)成形的隔緣件，松開(kāi)擴(kuò)展工具以便使兩個(gè)支承面牢固地接合鋼枕并使環(huán)部牢固地接合鋼軌凸緣。
鋼夾可以在平面圖中基本呈U形，U形的中央部分限定第一支承面，U形的每個(gè)腿部限定第二支承面，以及一個(gè)環(huán)部。
現(xiàn)在對(duì)照以下附圖以舉例的方式描述本發(fā)明

圖1是按照本發(fā)明的鋼枕的平面圖；圖2是沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線(xiàn)的剖視圖；圖3是圖1和圖2所示鋼枕端部的立體圖，帶有安裝就位的可選擇地安裝的端板；圖4的剖視圖以放大的比例表示圖3所示鋼枕和端板的細(xì)部結(jié)構(gòu)；圖5和6的平面圖和側(cè)視圖表示安裝鋼夾，其用于將鋼軌固定在圖1所示的鋼枕上；圖7和8以剖視圖表示按照本發(fā)明將鋼軌固定在鋼枕上的替代的安裝裝置。
如圖1和2所示，圖示的鋼枕1在使用時(shí)是倒置槽形截面且敞開(kāi)端部的。鋼枕的側(cè)面2向下向外傾斜以形成必要的平面角，從而形成需要的穩(wěn)定性和垂向拔出阻力。所述平面角也選擇得可以增加堆垛密度而不會(huì)形成可導(dǎo)致相鄰堆垛鋼枕卡住的摩擦。每個(gè)側(cè)面的深度大于傳統(tǒng)熱軋產(chǎn)品以增加道碴密封性。鋼枕的每個(gè)縱向側(cè)面向外和向上翻卷以形成唇邊3，從而增加剛度和垂向拉出阻力。
如圖3和4所示，鋼枕的敞開(kāi)端部由可分開(kāi)的基本垂向的端板4封閉，端板通過(guò)其每側(cè)形成的定位凸塊5可卸式固定在鋼枕上，凸塊與沿鋼枕每條端緣形成的鎖定片6互鎖。鋼枕端板的裝配可自動(dòng)或使用專(zhuān)用手工工具完成。因此，端板只能通過(guò)使用專(zhuān)用工具除去，因而它們是可防撬的。在鋼枕或端板上形成開(kāi)口7，使道碴可進(jìn)入鋼枕內(nèi)部。如圖所示，這些開(kāi)口包括在鋼枕上部軌道支承面的自由邊緣上形成的槽縫。
如圖1所示，鋼枕具有腰形中央部分8。這個(gè)腰部對(duì)進(jìn)入鋼枕內(nèi)部的道碴形成較大的鎖定作用，并且減少了必須填充鋼枕內(nèi)部的道碴量。消聲材料可以施加在一些或全部鋼枕內(nèi)表面上，類(lèi)似材料也可用于中央部分8的內(nèi)部，不只用來(lái)消聲，而且用于防止道碴進(jìn)入所述中央部分。一種適當(dāng)?shù)牟牧侠缈梢允桥蛎浀木郾揭蚁┡菽?br> 在鋼枕上表面沖出孔9以接納安裝鋼夾，其用于將鋼軌固定在鋼枕上。這將對(duì)照?qǐng)D5至8進(jìn)行描述。由鋼枕支承的鋼軌的位置由點(diǎn)劃線(xiàn)10表示。
如圖3所示，每個(gè)端板4比鋼枕的側(cè)壁2向下延伸更大的距離，從而改善側(cè)向穩(wěn)定性，并且在為鋼枕再校準(zhǔn)作準(zhǔn)備時(shí)，只要除去端板，從而減少了肩部道碴。
倒置槽形截面鋼枕是通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的。在一個(gè)生產(chǎn)方法實(shí)例中，來(lái)自地下卷取機(jī)的鋼帶通過(guò)平整機(jī)后剪切成冷成形加工尺寸。在鋼帶的縱向或橫向上，鋼枕可以這樣單件的成形，或作為復(fù)合體成形。在剪切時(shí)廢棄的材料可以送至次級(jí)成形壓床以便生產(chǎn)端板4。或者，端板也可以通過(guò)冷成形適當(dāng)?shù)某尚武搸?lái)生產(chǎn)。端部凸塊5和片6是通過(guò)專(zhuān)用工具及補(bǔ)充操作來(lái)形成的。
在制造過(guò)程中避免了焊接，這可以顯著地降低成本。
在準(zhǔn)備好的道碴床上鋪設(shè)按照本發(fā)明的鋼枕時(shí)，每個(gè)鋼枕由于其形狀和開(kāi)口端部因而可以簡(jiǎn)便地滑動(dòng)到位。因此，可以更方便地實(shí)現(xiàn)鋼枕的鋪設(shè)?；蛘?，已裝好端板的鋼枕可以按照傳統(tǒng)的方式鋪設(shè)在適當(dāng)鋪展的道碴床上。
在鋼枕上安裝端板之前，可以在最佳的壓力下將道碴通過(guò)敞開(kāi)端部吹入鋼枕以填充在鋼枕傾斜區(qū)域下的所有空腔。這樣就無(wú)需傳統(tǒng)鋼枕所需要的額外搗固作業(yè)。因此，可以提高道碴壽命、避免搗固帶來(lái)的損壞。如果已裝好端板4，那么，道碴可通過(guò)開(kāi)口7吹入鋼枕內(nèi)部。
如前所述，在鋼枕1的上表面沖有孔9，以便接納安裝鋼夾，從而將鋼軌10固定在鋼枕上。在孔9附近鋼枕可進(jìn)行噴丸處理以改善殘余應(yīng)力分布型式和完整性。這種安排由于消除所有的突出部(protrusions)因而可增進(jìn)將鋼枕滑移到位的好處。
圖5和6所示的安裝鋼夾為由矩形截面的彈簧鋼制成的夾。也可以采用其它種截面如圓形或橢圓形。如圖5所示，在平面圖中這種緊固件基本呈U形，具有一對(duì)臂14，臂與基本垂直于臂的中央部分15相接。
如圖6所示，鋼夾的每條臂自由端有一肩部16，該肩部沿著朝向中央部分15的方向延伸，一腿部17基本垂直于肩部16，一個(gè)環(huán)18具有一個(gè)頸部19和一個(gè)通向中央部分15的彎曲部分20。
擴(kuò)展工具可插入頸部19中，用于增大頸部寬度，實(shí)現(xiàn)腿部17的延長(zhǎng)。
圖6中也畫(huà)出支承在鋼枕1上的鋼軌10。預(yù)成形的隔絕件21放置在鋼軌10的底部凸緣上。鋼軌放置在傳統(tǒng)的隔墊22上。
在將鋼夾裝配在鋼軌和鋼枕上時(shí)，將擴(kuò)展工具插入頸部19中，用于增加頸部寬度，實(shí)現(xiàn)腿部的延長(zhǎng)，從而增大環(huán)和鋼軌凸緣之間的間隔。然后，鋼夾的每條臂14的自由端穿過(guò)有關(guān)的孔9，將鋼夾移至圖6所示位置，在該位置上，肩部16接合鋼枕的下表面，腿部17接觸孔邊。在該位置上，鋼夾的中央部分15抵靠鋼枕的上表面，環(huán)18處于鋼軌凸緣上方(此時(shí)不存在預(yù)成形的隔絕件21)。擴(kuò)展工具在位時(shí)，將預(yù)成形的隔絕件21插在鋼夾和鋼軌凸緣之間。松開(kāi)并撤回?cái)U(kuò)展工具，使限制負(fù)載施加在鋼軌凸緣上，從而保持可靠的校準(zhǔn)。并不需要其它的固定，如上所述，將擴(kuò)展工具插入頸部19以實(shí)現(xiàn)腿部的延長(zhǎng)，除去預(yù)成形隔絕件就可以簡(jiǎn)單地除去鋼夾。鋼夾還可以適當(dāng)?shù)卦俣仁褂谩?br> 也可以采用與圖5和6所示不同形狀和類(lèi)型的鋼夾。
在圖7所示的實(shí)施例中，鋼軌10通過(guò)粘合材料隔絕材料復(fù)合層25粘接在鋼軌上表面上形成的淺凹部中。
在圖8中，鋼軌10支承并固定在彈簧鋼夾27中，鋼夾27又粘合在枕面上，也可以粘合在與圖7所示的類(lèi)似凹部中。鋼夾可以螺栓連接、焊接或粘接在鋼枕上，隔墊28設(shè)置在鋼軌凸緣和鋼夾的相對(duì)表面之間。
顯然，以上只是對(duì)本發(fā)明鋼枕的舉例，可以對(duì)其作各種修改和變化而并不超出權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種倒置槽形截面的鐵路鋼枕，其敞開(kāi)端可以選擇性地由端板封閉，這些端板可卸式地連接于鋼枕的每個(gè)敞開(kāi)端，其側(cè)面從鋼枕的上部鋼軌支承面向下、向外傾斜，所述鋼枕是通過(guò)帶鋼冷成形生產(chǎn)的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼枕，其特征在于它是通過(guò)冷壓或冷軋生產(chǎn)的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的鋼枕，其特征在于所述端板是通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋼枕，其特征在于每塊端板的深度超過(guò)鋼枕每側(cè)的深度。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼枕，其特征在于鋼枕每側(cè)的自由端向外向上翻轉(zhuǎn)而形成一條唇邊。
6．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼枕，其特征在于在每塊端板上部形成一個(gè)道碴可以通過(guò)的開(kāi)口。
7．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼枕，其特征在于在鋼枕每端或其附近形成一個(gè)道渣可以通過(guò)的開(kāi)口。
8．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼枕，其特征在于它具有一個(gè)寬度減小的腰部。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼枕，其特征在于所述腰部基本位于沿鋼枕長(zhǎng)度的中間部位。
10．根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼枕，其特征在于鋼枕內(nèi)部的中央部分填充防止道碴進(jìn)入該中央部分的材料。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋼枕，其特征在于所述材料包括膨脹的聚氨酯泡沫。
12．一種生產(chǎn)端部敞開(kāi)的倒置槽形截面的鐵路鋼枕及其端板的方法，該方法包括以下步驟將鋼帶冷成形為所需要的倒置槽形截面，以及冷成形為所需要的端板尺寸，在每塊端板和/或鋼枕每個(gè)敞開(kāi)端上形成裝配接頭，其用于將端板可卸式地固定在鋼枕上以封閉其敞開(kāi)端。
13．一種通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的倒置槽形截面的鐵路鋼枕，端板可卸式地固定在鋼枕的每個(gè)敞開(kāi)端以將其封閉，鋼軌由鋼枕的上表面支承，彈簧鋼夾將鋼軌固定在鋼枕上，彈簧鋼夾包括用于接合鋼枕上表面的第一支承面、用于接合鋼枕的鋼軌支承面下側(cè)的第二支承面和在第一和第二支承面中間，在使用中接合鋼軌底部凸緣上表面的環(huán)部，工具包括用于向彈簧鋼夾的環(huán)部的內(nèi)表面施加一個(gè)力的裝置，以便將其分開(kāi)從而在環(huán)和鋼軌凸緣的相對(duì)表面間插入隔絕材料并松開(kāi)工具施加的力之后，便利于支承面與鋼軌和鋼夾的環(huán)部與鋼軌凸緣的需要的接合。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋼枕，其特征在于所述隔絕材料是預(yù)成形的，與鋼軌凸緣的上表面互補(bǔ)。
15．一種使用彈簧鋼夾將鋼軌安裝在通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的倒置槽形截面且包括可卸式端板的鋼枕上的方法，該方法包括以下步驟使鋼夾的肩部設(shè)置得與鋼枕的鄰近于邊緣的鋼軌支承面下側(cè)相接合，使鋼夾的第二支承面設(shè)置得與鋼枕的上表面相接合，使鋼夾在肩部和第二支承面中間的環(huán)部設(shè)置得以其下側(cè)處于鋼軌凸緣上方，在環(huán)部中插入一個(gè)擴(kuò)展工具并操作該工具以增大環(huán)部的口部，從而擴(kuò)大環(huán)部和鋼軌凸緣的分離，在環(huán)部和鋼軌凸緣之間插入預(yù)成形的隔緣件，松開(kāi)擴(kuò)展工具以便使兩個(gè)支承面牢固地接合鋼枕并使環(huán)部牢固地接合鋼軌凸緣。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述鋼夾在平面圖中基本呈U形，U形的中央部分限定第一支承面，U形的每個(gè)腿部限定第二支承表面，以及一個(gè)環(huán)部。
全文摘要
一種倒置槽形截面的鐵路鋼枕(1),其敞開(kāi)的端可選擇性地由可卸式連接于鋼枕(1)每個(gè)敞開(kāi)端的端板(4)封閉,其側(cè)面從鋼枕(1)的上部鋼軌支承面向下、向外傾斜,該鋼枕(1)是通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)的。鋼枕(1)可以通過(guò)冷壓或冷軋生產(chǎn),端板(4)也可以通過(guò)鋼帶冷成形生產(chǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中,鋼枕(1)具有一個(gè)寬度減小的腰部(8)。該腰部(8)可以設(shè)置在沿鋼枕(1)長(zhǎng)度的中間部位。鋼枕的中央部分可以填充防止道碴進(jìn)入該中央部分的材料。
文檔編號(hào)E01B3/00GK1231709SQ9719834
公開(kāi)日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1997年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者凱里·希爾, 西德尼·雷爾夫 申請(qǐng)人:英國(guó)鋼鐵公司