一种钢轨绝缘扣件保护结构的制作方法

1.本发明涉及钢轨扣件绝缘技术领域，特别是一种钢轨绝缘扣件保护结构。


背景技术：

2.近十年来，我国城市轨道交通建设飞速发展，所建城轨地铁线路在各大城市已实现网络化。例如：在城市地铁线路直流电气运输系统中，是利用钢轨作为返回线，由于现有钢轨安装技术在地铁复杂环境下不可能达到完全对地绝缘，总有一部分电流漏入大地而形成杂散电流。该杂散电流将对地铁洞体钢筋结构、埋地金属构件及管线设施等产生严重的电流腐蚀作用，危及建筑设施的安全，如管道爆炸或站台坍塌等，从而酿成灾难性后果。
3.目前钢轨与大地之间是通过钢轨扣件总成中的绝缘轨距块及轨下垫板进行物理隔离式绝缘的。钢轨扣件在理论设计和实验室检测上是满足绝缘要求的，但在实际现场安装后，不可避免的受到灰尘、铁屑、潮湿等因素的污染，使得钢轨扣件沿面泄漏电阻远小于扣件本体物理隔离式绝缘电阻，从而导致钢轨与大地之间的绝缘性能失效。
4.cn206941315u公开了一种弹性绝缘垫和减振扣件系统，其中弹性绝缘垫包括弹性底板，弹性底板用于包覆待安装钢轨的底端面；还包括弹性弯折板；弹性弯折板与弹性底板连接，弹性弯折板用于包覆待安装钢轨的轨脚；弹性弯折板上还设置有缺口，缺口对应的轨脚区域为轨距块的压紧区域。该技术能够提高减振扣件系统整体的绝缘性能，还能够提高锚固螺栓处的绝缘性能，且减少杂散电流的泄漏，从而降低轨道系统的电化学腐蚀。然而该技术存在以下缺陷：
①
该方案仅对钢轨进行局部包裹，特别是在轨距块处未做绝缘包裹处理，杂散电流仍可通过此处扩散到铁垫板及道床内；
②
该系统表面未设置防污机构，易被污染，污染后电流易从系统表面导通。
5.cn212688578u公开了一种扣件反扣式绝缘保护装置，包括钢轨、扣件及钢轨垫板组件，在钢轨两侧的扣件上连续覆盖有绝缘隔离层，且所述绝缘隔离层与钢轨轨底表面和侧壁贴合，所述绝缘隔离层外侧与钢轨垫板组件外壁进行密封连接。绝缘隔离层不需要对钢轨进行包裹，解决了油、水等污染物进入绝缘隔离层内部的问题，而且钢轨无需与绝缘隔离层进行严格粘接，不需对钢轨进行打磨处理，施工更为方便。然而该技术存在以下缺陷：该方案将弹条完全包裹隔离，导致日常巡检无法巡查弹条状态，不具备可实施性，且不易维修。
6.cn213114123u 公开了一种防治杂散电流腐蚀影响的钢轨绝缘套，该绝缘套连续包裹在钢轨轨底表面及两侧轨腰上，绝缘套采用单层或若干层结构设计，其本体为绝缘层，若干层结构依次包括增强层和防污层，或为增强层与防污层其中一种，绝缘套上设有配合轨距块的防磨损机构，在绝缘套上设有绝缘套保护装置。然而该技术存在以下缺陷：
①
该方案对钢轨整体包裹，需对钢轨整体打磨除锈；施工复杂、对操作过程和操作环境要求极高，实施困难；
②
轨距块处未做绝缘包裹处理，杂散电流仍可通过此处扩散到铁垫板及道床内；
③
增加了绝缘套，更改了现有的扣件结构，市场接受度低。
7.综上所述，为了解决城市轨道交通中实际应用的钢轨扣件在复杂环境下的绝缘性
能问题，有必要研制一种能够易于实施、提高防潮抗污能力的钢轨扣件，使其在灰尘、铁屑、潮湿等因素的环境污染下钢轨扣件沿面泄漏电阻仍能满足绝缘性能要求。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，易于施工，具有防潮、防污能力的钢轨绝缘扣件保护结构。
9.本发明的技术方案是：一种钢轨绝缘扣件保护结构，包括轨距块和轨下垫板；所述轨距块包括轨距块本体以及沿轨距块本体上表面周边向外延伸出的第一保护体，所述轨下垫板包括垫板本体以及沿垫板本体周圈向外延伸出的第二保护体。
10.进一步，所述第一保护体为沿轨距块本体上表面、且将靠近铁垫板挡肩的边除外的其余边向钢轨横向及纵向延伸出的伞裙结构、弧形结构或平面结构。
11.进一步，所述伞裙结构为沿轨距块本体上表面向外延伸并向下折弯所形成的裙边结构。
12.进一步，所述轨距块本体的底端面沿长度方向开设有通槽，所述通槽与第一保护体连通形成闭环保护结构。
13.进一步，所述第二保护体为沿垫板本体四周边缘向外延伸出的平面、斜面、弧面或伞裙结构。
14.进一步，所述轨距块本体安装后，第一保护体延伸至钢轨的轨底上表面，且第一保护体与轨底上表面之间设有间隙。
15.进一步，所述第一保护体、第二保护体、轨距块本体和垫板本体将钢轨与绝缘扣件中的其它金属扣件隔离；所述金属扣件包括设于轨下垫板下部的铁垫板，所述第二保护体的下端与铁垫板的承轨面之间设有间隙。
16.进一步，所述通槽位于铁垫板的挡肩与钢轨轨底侧面的中间位置。
17.进一步，所述轨距块和/或轨下垫板上设有憎水抗污涂层。
18.进一步，所述第二保护体沿垫板本体向下倾斜延伸，与垫板本体的上表面形成8
°
~12
°
的夹角。
19.本发明的有益效果：通过采用伞裙式轨距块和轨下垫板代替现有的轨距块和轨下垫板，一方面，相对于现有对钢轨直接进行整体包裹或者对绝缘扣件各零部件进行整体包裹而言，施工简单，易于实施，也不会影响对绝缘扣件各零部件的检查或维修；另一方面，在延长了绝缘部件沿面爬电距离的同时，在沿面爬电路径上还增加了难以被污染和潮湿的绝缘界面，从而达到了在污染、潮湿等复杂环境下仍保持钢轨与大地之间良好绝缘性能的目的。
附图说明
20.图1为本发明实施例的整体结构示意图；图2为本发明实施例轨距块的横断面示意图；图3为本发明实施例轨距块的内面立体示意图；图4为本发明实施例轨距块的外部立体示意图；图5为本发明实施例轨下垫板的立体示意图；
图6为图5所示实施例轨下垫板的横断面示意图；图7为图5所示实施例轨下垫板的纵断面示意图；图8为本发明实施例铁垫板的结构示意图。
21.附图标识说明：1—轨距块；2—轨下垫板；3—弹条；4—铁垫板；5—道钉；6—钢轨；7—板下垫板；8—预埋套管；9—t型螺栓；10—轨枕；11—轨距块本体；12—第一保护体；13—通槽；21—垫板本体；22—第二保护体；41—承轨面；42—承轨槽；43—挡肩；121—第一裙边；221—第二裙边。
具体实施方式
22.如图1~图8所示：一种钢轨绝缘扣件保护结构，包括轨距块1和轨下垫板2；所述轨距块1包括轨距块本体11以及沿轨距块本体11的上表面周边、且将靠近铁垫板挡肩的边除外的其余边向钢轨横向及纵向延伸出的第一保护体12；所述轨下垫板2包括垫板本体21以及沿垫板本体21向外延伸出的第二保护体22；轨距块1和轨下垫板2将钢轨10与绝缘扣件中的其它金属扣件隔离。
23.上述方案具有以下优点：通过在轨距块和轨下垫板上设置保护体，一方面，相对于现有对钢轨直接进行整体包裹或者对绝缘扣件各零部件进行整体包裹而言，施工简单，易于实施，也不会影响对绝缘扣件各零部件的检查或维修；另一方面，由于现有钢轨上的杂散电流容易通过轨距块和轨下垫板传递至铁垫板，再由铁垫板经螺栓传递到地下，从而对地基下的钢筋或者管道造成腐蚀，而本发明专门对轨距块和轨下垫板设置了绝缘保护结构，能达到抗污防潮的目的，从而防止杂散电流扩散到铁垫板及道床内，结构简单，便于安装。
24.其中，所述的向钢轨横向及纵向延伸出是指向钢轨方向延伸出，且是沿轨距块本体的上表面横向（即轨距块本体的宽度方向）和纵向（即轨距块本体的长度方向）均延伸出。本实施例的第一保护体主要是沿三个面延伸出，同时第一保护体与轨距块本体的底端面沿长度方向开设的通槽连通形成闭环保护结构。
25.现有的钢轨绝缘扣件主要包括轨距块1、轨下垫板2、铁垫板4、弹条3、板下垫板7和道钉5，钢轨6的下部依次设有轨下垫板2、铁垫板4和板下垫板7，钢轨6的轨底侧部卡接所述轨距块1，道钉5依次穿过铁垫板4和板下垫板7，并与预埋套管8固定在轨枕10中，t型螺栓9通过弹条3和轨距块1将钢轨6压覆在轨下垫板2上。
26.如图2~图4所示：本实施例中，第一保护体12可以是沿轨距块本体上表面三面向外延伸出的伞裙结构、弧形结构或平面结构。其中所述的平面结构是指沿轨距块本体的上表面水平延伸出，各面的截面为一字型结构；弧形结构是指沿轨距块本体的上表面弯曲延伸出，带有一定的弧度；所述的伞裙结构是指沿上表面向外延伸出并折弯，形成裙边结构。这几种结构都能起到抗污防潮的效果，但设计成伞裙结构效果更佳，因此本发明优选将第一保护体设计成伞裙结构。
27.本实施例的伞裙式第一保护体为沿轨距块本体11的上表面依次向上、向外延伸再向下折弯后形成的裙边结构。即在现有轨距块本体的上表面周边（靠近铁垫板挡肩43处的边除外的其余三个边）增设一先向上、再向外、最后向下折弯的第一裙边121，且三个面的第一裙边连贯成一体，截面形状类似一倒置的弯钩。本实施例之所以将第一保护体设计成伞
裙结构，因为伞裙结构能够使第一裙边121沿轨距块本体11的周边连贯起来，伞裙内部形成不易污染区域，延长了绝缘部件沿面爬电距离的同时，在沿面爬电路径上还增加了难以被污染和潮湿的绝缘界面，从而达到在污染、潮湿等复杂环境下仍保持钢轨与大地之间良好绝缘性能的目的，从而使杂散电流无法通过轨距块的上表面到达道床。
28.优选地，第一裙边121凸出轨距块本体11上表面的高度为0~5mm，凸出的高度可以是一平面，也可以高度不同；第一裙边121向外延伸的宽度为5
‑
10 mm；第一裙边121向下折弯的侧面高度为5
‑
9 mm；第一裙边121的厚度约2~2.5 mm。上述尺寸是根据安装空间限制及经济性考虑进行设计获得，以合理设计安装空间并降低成本。
29.本实施例中，第一保护体12的第一裙边121向下折弯的下端与钢轨6的轨底上表面之间设有间隙；通过设置间隙，能够防止在水或灰尘等影响下造成伞裙隔离失效。轨距块本体1的底端面沿长度方向开设有通槽13，通槽13与第一保护体12连通形成闭环保护结构。其中，第一裙边在靠近档肩43的那一边缘继续向下延伸至通槽13的位置，与通槽13连通，形成一个完整的隔离界面。通槽13位于铁垫板挡肩与钢轨轨底侧面的中间位置。
30.本实施例中，第一保护体12与轨距块本体11之间一体成型。
31.如图5~图7所示：本实施例中，轨下垫板2的第二保护体22优选为沿垫板本体21四周边缘向外延伸的伞裙结构。具体而言，轨下垫板的断面结构是在垫板本体的四周侧面靠近上表面处增设一个先向外延伸再向下折弯的第二裙边221，第二裙边221的形状呈倒u型，类似于一倒置的弯钩。通过垫板本体21上设置第二裙边221，一方面，由于垫板本体、轨距块本体设于钢轨与铁垫板之间，形成物理隔离式绝缘；另一方面，通过将轨下垫板伞裙和轨距块伞裙相结合，防止灰尘和水积聚，起到防潮隔污作用，能够将钢轨与铁垫板、道钉等金属扣件完全绝缘隔离。例如，通过在轨距块上设置第一保护体，防止灰尘和水积聚，起到防潮隔污作用，使钢轨轨底的杂散电流无法从轨距块的第一保护体上表面通过，由第一保护体形成绝缘界面；通过在轨下垫板上设置第二保护体，防止灰尘和水积聚，起到防潮隔污作用，能够阻止钢轨轨底下部的杂散电流经轨下垫板进入铁垫板造成各部件之间的连通。因此，经过垫板本体、轨距块本体以及轨下垫板伞裙、轨距块伞裙的双重保护，钢轨对地绝缘效果显著。
32.本实施例中，第二裙边221沿垫板本体21的侧面上端周边连贯起来形成伞裙式结构。第二裙边221向外延伸的宽度为7~10 mm，第二裙边221向下折弯的侧面高度为6~8 mm，第二裙边的厚度约2~2.5 mm。第二裙边221的上表面向下倾斜，与垫板本体21的上平面形成8
°
~12
°
的夹角。上述尺寸是根据安装空间限制及经济性考虑进行设计获得，以合理设计安装空间并降低成本。
33.本实施例中，轨下垫板2的第二裙边221向下折弯的下端与铁垫板4的承轨面41之间设有间隙。另外，第二裙边的侧面端部与铁垫板4的挡肩43之间也设有间隙。上述间隙均≥3mm，优选间隙为5mm。通过设置间隙，能够防止水或灰尘等污染因素对伞裙造成隔离失效。
34.本实施例中，轨距块1和轨下垫板2的各上表面、侧面及第一裙边和第二裙边的外侧和内凹面均可涂覆憎水抗污涂层，如憎水纳米涂层等。通过设置憎水抗污涂层，能够进一步防止水分、油污或者灰尘的积聚，从而阻止钢轨与铁垫板、道钉等金属扣件之间的连通，以保护地下钢筋、管道等不受腐蚀。
35.本实施例中，第二保护体与轨下垫板本体之间一体成型。
36.可以理解的是，第一保护体也可以是沿轨距块本体的上表面直接向外延伸再向下折弯的伞裙结构。
37.可以理解的是，第二保护体也可以是沿垫板本体四周边缘向外并向下延伸的斜面结构，即不作折弯处理。
38.本实施例的工作原理为：通过将轨距块设计成伞裙结构，延长了绝缘部件沿面爬电距离，当电流沿钢轨的轨底爬电时，由于伞裙的遮挡，伞裙的内凹面是保持干燥且不易积灰的，而没有水和/或灰尘搭桥，在爬电路径上就会受到阻碍，不会到达轨距块的上表面，进而不会经轨距块本体的上表面与其它金属构件连通，从而伞裙起到绝缘隔离的作用；通过将轨下垫板设计成伞裙结构，能够将钢轨与其底部的金属扣件（如铁垫板）隔离开，即由于轨下垫板伞裙的隔离，伞裙内面不易积水和积灰，导致钢轨的电流不易沿轨下垫板的伞裙进入铁垫板，从而起到绝缘效果。再加之在轨距块和轨下垫板上涂覆憎水抗污涂层，使其表面更不容易积水和粘灰尘，大大保证绝缘性能。
39.以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。