一种混凝土岔枕的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种混凝土岔枕。


背景技术：

2.城市轨道交通以运量大、环境污染小等优点，已成为缓解城市拥挤和减少污染的一种有效手段。为控制和降低轨道交通振动噪声对沿线周围环境的影响，许多城市对轨道交通正线道岔位置提出了中等减振要求。目前城市轨道交通中，双层非线性减振扣件以其可拆卸性、安装维护方便、性价比高等优势，成为国内中等减振产品的首选，市场设计占有率达90％以上。采用双层非线性减振扣件配合普通混凝土岔枕，其减振效果可达3
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6db。
3.传统混凝土岔枕配合双层非线性减振扣件，通过双层铁垫板(上铁垫板、下铁垫板)加双层弹性垫板(钢轨下部弹性垫板和两层铁垫板中间的弹性垫板)来降低双层非线性减振扣件刚度从而实现减振降噪。在实际使用过程中，仍存在一些不足之处，在传统混凝土岔枕上安装双层非线性减振扣件，由于双层铁垫板减振扣件需要两层金属铁垫板来发挥不同的作用，双层铁垫板减振扣件比普通扣件多了一层铁垫板和固定连接上下两层铁垫板的零部件或者工序，成本上大幅增加，这也违背了“线路扣件需尽量简化、少一个部件是一个”的设计理念。
4.此外，传统混凝土岔枕上安装的双层非线性减振扣件安装高度较高，通常为58
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78mm以上，而普通扣件一般为40mm；安装高度的增加会侵占有限的隧道高度空间，导致隧道其他施工作业受限，或者需要将隧道的截面高度增加，从而增加隧道的施工建造成本；此外，钢轨到轨枕面的高度越高，钢轨的横向稳定性越差，对整个系统的安全性和稳定性带来不利影响，双层非线性减振扣件的零部件与普通扣件不能完全通用，这都给线路运营维保带来诸多不便。
5.传统岔枕上的双层非线性减振扣件依靠锚固道钉加盖板实现对于承轨垫板的锁紧，道钉的长度与普通扣件相比，长度增加，道钉承受的横向弯矩增加，在后期使用过程中，道钉存在受剪的风险，给行车安全带来隐患。道钉与岔枕的连接配合是通过预埋在岔枕中的带有螺纹的尼龙套管来实现，尼龙套管的材质为塑料，除了塑料自身的蠕变特性外，塑料的强度、耐磨性能都大大低于金属材质的锚固道钉，在双层非线性减振扣件运营和养护维修过程中，道钉反复拆卸和拧紧后尼龙套管的螺纹便出现失效现象，造成双层非线性减振扣件无法牢固地固定。此外，双层非线性减振扣件横向力主要依靠铁垫板与轨枕之间摩擦力和道钉传递，提供的横向力有限，在高速行车条件下，轨距动态保持能力不强，在减振的同时也降低了双层非线性减振扣件的横向刚度，加上道钉与尼龙套管配合的间隙，导致双层非线性减振扣件在小曲线地段容易发生异常波磨，目前在国内多条线路上已出现此类问题。
6.因此，亟需对现有的混凝土岔枕进行改进，以解决现有的双层非线性减振扣件安装到混凝土岔枕上后导致钢轨到轨枕面的高度高，侵占有限的隧道高度空间的问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种混凝土岔枕，以解决现有的双层非线性减振扣件安装到混凝土岔枕上后导致钢轨到轨枕面的高度高，侵占有限的隧道高度空间的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种混凝土岔枕，包括岔枕主体、预埋铁座和扣件，所述预埋铁座包括埋入部和安装部，所述埋入部和所述安装部连接，所述埋入部预埋在所述岔枕主体内，所述安装部用于与所述扣件固定连接，所述岔枕主体的上表面开设有下沉槽，所述扣件设置在所述下沉槽内。
9.可选的，所述岔枕主体的上表面沿岔枕宽度方向开设有排水沟，所述排水沟与所述下沉槽连通。
10.可选的，所述排水沟的深度自所述下沉槽的边缘向靠近所述岔枕主体的边缘的方向逐渐变深。
11.可选的，所述扣件包括中间弹性垫层、上铁垫板、连接套、锁紧结构、t型螺栓、轨下垫板、弹条座、弹条、锚固螺栓和平垫圈，所述预埋铁座的安装部开设有t型螺栓孔，所述t型螺栓包括头部和螺杆部，所述头部与所述螺杆部固定连接，所述中间弹性垫层设置在所述下沉槽内，所述上铁垫板设置在所述中间弹性垫层上，所述连接套套设置在所述预埋铁座的安装部上，所述中间弹性垫层和所述上铁垫板套设在所述连接套上，且所述连接套远离所述预埋铁座的埋入部的一侧向远离所述连接套的轴线的方向延伸有一限位凸缘，所述中间弹性垫层和所述上铁垫板设置在所述限位凸缘与所述岔枕主体之间，所述t型螺栓的头部设置在所述t型螺栓孔中，所述t型螺栓的螺杆部伸出所述t型螺栓孔外，所述锁紧结构位于所述预埋铁座外，且与所述t型螺杆的螺杆部螺纹连接，所述轨下垫板设置在所述上铁垫板上，钢轨设置在所述轨下垫板上，所述弹条座设置在所述上铁垫板上，所述锚固螺栓用于将所述弹条压在所述钢轨和所述弹条座上，所述平垫圈设置在所述锚固螺栓与所述弹条之间。
12.可选的，所述扣件还包括绝缘耦合垫板，所述绝缘耦合垫板设置在所述岔枕主体上，且位于所述中间弹性垫层和所述岔枕主体之间。
13.可选的，所述下沉槽设置在所述岔枕主体与钢轨位置相对应处，所述下沉槽的长度与所述扣件中中间弹性垫层的大小相适应。
14.可选的，所述预埋铁座的埋入部包括埋入主体和抗拔凸起，所述抗拔凸起设置在所述埋入主体的两侧，且关于所述埋入主体对称设置。
15.可选的，所述埋入部还包括两个定位凸起，所述定位凸起设置在所述埋入主体的两侧，且关于所述埋入主体对称设置。
16.可选的，岔枕主体包括混凝土主体、第一纵向非预应力筋、第二纵向非预应力筋、第三纵向非预应力筋、预应力钢丝、连接筋和箍筋，所述第一纵向非预应力筋设置在所述混凝土主体的上部，所述第二纵向非预应力筋设置在所述混凝土主体的下部，所述第三纵向非预应力筋设置在所述混凝土主体的底部下方，所述第二纵向非预应力筋的数量为两个，所述第三纵向非预应力筋的数量为四个，所述连接筋的纵向截面呈s型波纹状，所述连接筋的上侧与所述第二纵向非预应力筋固定连接，所述连接筋的下侧与所述第三纵向非预应力筋固定连接，且一个所述第二纵向非预应力筋连接两个连接筋，一个所述连接筋连接一个所述第三纵向非预应力筋，所述箍筋设置在所述混凝土主体内，所述第一纵向非预应力筋
与所述箍筋固定连接，所述第一纵向非预应力筋、第二纵向非预应力筋、所述预应力钢丝设置在所述箍筋内。
17.可选的，所述岔枕主体还包括沿竖直方向设置的螺纹套管和螺杆，所述螺纹套管预埋在所述混凝土主体内，所述螺杆与所述混凝土套管螺纹连接，所述螺杆底端可旋转式抵紧在外设地基上。
18.本实用新型提供的一种混凝土岔枕，具有以下有益效果：
19.通过在所述岔枕主体的上表面开设下沉槽，将所述扣件设置在所述下沉槽内，可有效解决扣件纵横向窜动问题，同时下沉槽还能降低扣件的安装高度，避免侵占有限的隧道高度空间。此外，通过预埋铁座承担轮轨横向力，扣件与岔枕主体机械联结更可靠，抗拔力和刚度更大。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例中混凝土岔枕的主视图；
21.图2是本实用新型实施例中混凝土岔枕的俯视图；
22.图3是本实用新型实施例中岔枕主体的横截面示意图；
23.图4是本实用新型实施例中混凝土岔枕的横截面示意图；
24.图5是本实用新型实施例中混凝土岔枕中的铁座的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.100
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岔枕主体；111
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下沉槽；112
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排水沟；113
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混凝土主体；114
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第一纵向非预应力筋；115
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第二纵向非预应力筋；116
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第三纵向非预应力筋；117
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预应力钢丝；118
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连接筋；119
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箍筋；121
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螺纹套管；122
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螺杆；123
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螺纹筋；
27.200
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预埋铁座；211
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埋入主体；212
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抗拔凸起；213
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定位凸起；220
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安装部；
28.311
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中间弹性垫层；312
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上铁垫板；313
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连接套；314
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锁紧结构；315
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t型螺栓；316
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轨下垫板；317
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弹条座；318
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弹条；319
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锚固螺栓；321
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平垫圈；322
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绝缘耦合垫板；
29.400
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钢轨。
具体实施方式
30.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的混凝土岔枕作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
31.本实施例提供一种混凝土岔枕。参考图1、图2、图3、图4和图5，图1是本实用新型实施例中混凝土岔枕的主视图，图2是本实用新型实施例中混凝土岔枕的俯视图，图3是本实用新型实施例中岔枕主体100的横截面示意图，图4是本实用新型实施例中混凝土岔枕的横截面示意图，图5是本实用新型实施例中混凝土岔枕中的铁座的结构示意图，所述混凝土岔枕包括岔枕主体100、预埋铁座200和扣件。所述预埋铁座200包括埋入部和安装部220，所述埋入部和所述安装部220连接，所述埋入部预埋在所述岔枕主体100内，所述安装部220用于与所述扣件固定连接，所述岔枕主体100的上表面开设有下沉槽111，所述扣件设置在所述下沉槽111内。通过在所述岔枕主体100的上表面开设有下沉槽111，将所述扣件设置在所述下沉槽111内，可有效解决扣件纵横向窜动问题，同时下沉槽111还能降低扣件的安装高度，
避免侵占有限的隧道高度空间。此外，通过预埋铁座200承担轮轨横向力，扣件与岔枕主体100机械联结更可靠，抗拔力和刚度更大。
32.优选的，所述岔枕主体100的上表面沿岔枕宽度方向开设有排水沟112，所述排水沟112一端与所述下沉槽111连通，所述排水沟112另一端与所述岔枕主体100的边缘连通，能将集聚在下沉槽111内的积水排至道床表面，能有效防止下沉槽111内积水影响岔枕和扣件。
33.所述排水沟112的深度自所述下沉槽111的边缘向靠近所述岔枕主体100的边缘的方向逐渐变深，如此可在所述排水沟112的底部形成一定坡度，便于下沉槽111内的积水排出。例如，在所述下沉槽111左右两边沿岔枕主体100宽度方向设2％坡度的排水沟112进行排水；所述排水沟112宽5mm，排水沟112与下沉槽111的相交位置与所述下沉槽111同深。
34.参考图1和图2，所述扣件和所述预埋铁座200沿所述岔枕主体100的长度方向设置。
35.参考图4，所述扣件包括中间弹性垫层311、上铁垫板312、连接套313、锁紧结构314、t型螺栓315、轨下垫板316、弹条座317、弹条318、锚固螺栓319和平垫圈321。所述预埋铁座200的安装部220开设有t型螺栓孔。所述t型螺栓315包括头部和螺杆部，所述头部与所述螺杆部固定连接。所述中间弹性垫层311设置在所述下沉槽111内，所述上铁垫板312设置在所述中间弹性垫层311上。所述连接套313套设置在所述预埋铁座200的安装部220上。所述中间弹性垫层311和所述上铁垫板312套设在所述连接套313上，且所述连接套313远离所述预埋铁座200的埋入部的一侧向远离所述连接套313的轴线的方向延伸有一限位凸缘，所述中间弹性垫层311和所述上铁垫板312设置在所述限位凸缘与所述岔枕主体100之间。所述t型螺栓315的头部设置在所述t型螺栓孔中，所述t型螺栓315的螺杆部伸出所述t型螺栓孔外。所述锁紧结构314位于所述预埋铁座200外，且与所述t型螺杆122的螺杆部螺纹连接。所述轨下垫板316设置在所述上铁垫板312上，所述钢轨400设置在所述轨下垫板316上。所述弹条座317设置在所述上铁垫板312上，所述锚固螺栓319用于将所述弹条318压在所述钢轨400和所述弹条座317上，所述平垫圈321设置在所述锚固螺栓319与所述弹条318之间。如此，可通过锁紧锁紧结构314将所述中间弹性垫层311和所述上铁垫板312固定在所述岔枕主体100上。并通过弹条318将钢轨400固定上铁垫板312上，即将所述钢轨400固定在所述岔枕主体100上。
36.所述扣件优选还包括绝缘耦合垫板322，所述绝缘耦合垫板322设置在所述岔枕主体100上，且位于所述中间弹性垫层311和所述岔枕主体100之间，用于增大所述中间弹性垫层311的摩檫力。
37.参考图5，所述预埋铁座200的埋入部包括埋入主体211和抗拔凸起212，所述抗拔凸起212设置在所述埋入主体211的两侧，且关于所述埋入主体211对称设置，如此可增大预埋式铁座的抗拔力。
38.所述埋入部还包括两个定位凸起213，所述定位凸起213设置在所述埋入主体211的两侧，且关于所述埋入主体211对称设置，如此可便于将绝缘耦合垫板322套设到安装部220上。
39.所述埋入主体211上开设有两个凹槽，两个所述凹槽关于所述埋入主体211对称设置，以节省材料。
40.所述安装部220呈长方体型。
41.具体的，所述下沉槽111设置在所述岔枕主体100与所述钢轨400位置相对应处。所述下沉槽111的长度与所述扣件中中间弹性垫层311的大小相适应。例如在所述岔枕主体100与所述钢轨400位置相对应处设有5～10mm深的下沉槽111。在岔枕宽度方向上，下沉槽11114距离岔枕边缘50mm，在岔枕长度方向上，下沉槽111的具体长度应为150mm。通过设置下沉槽111，相较于传统一体成型的中间弹性垫层311，可在开槽位置拼装中间弹性垫层311形成整体，对中间弹性垫层311的尺寸要求更低，施工更加方便和灵活。
42.所述岔枕主体100包括混凝土主体113、第一纵向非预应力筋114、第二纵向非预应力筋115、第三纵向非预应力筋116、预应力钢丝117、连接筋118和箍筋119。所述第一纵向非预应力筋114设置在所述混凝土主体113的上部，所述第二纵向非预应力筋115设置在所述混凝土主体113的下部，所述第三纵向非预应力筋116设置在所述混凝土主体113的底部下方，所述第二纵向非预应力筋115的数量为两个，所述第三纵向非预应力筋116的数量为四个，所述连接筋118的纵向截面呈s型波纹状，所述连接筋118的上侧(即波峰)与所述第二纵向非预应力筋115固定连接，所述连接筋118的下侧(波谷)与所述第三纵向非预应力筋116固定连接，且一个所述第二纵向非预应力筋115连接两个连接筋118，一个所述连接筋118连接一个所述第三纵向非预应力筋116，所述箍筋119设置在所述混凝土主体113内，所述第一纵向非预应力筋114与所述箍筋119固定连接，所述第一纵向非预应力筋114、第二纵向非预应力筋115、所述预应力钢丝117设置在所述箍筋119内。
43.通过预应力钢丝117强化岔枕以承受列车通过道岔的复杂受力，满足列车运行需要。通过设置第二纵向非预应力钢筋、第三纵向非预应力钢筋和连接筋118，并使所述连接筋118的纵向截面呈s型波纹状，所述连接筋118的上侧(即波峰)与所述第二纵向非预应力筋115固定连接，所述连接筋118的下侧(波谷)与所述第三纵向非预应力筋116固定连接，且一个所述第二纵向非预应力筋115连接两个连接筋118，一个所述连接筋118连接一个所述第三纵向非预应力筋116，所述第二纵向非预应力钢筋、第三纵向非预应力钢筋和连接筋118组成桁架结构，使之与道床板紧密连接，保证连接的牢固性。
44.其中，所述第二纵向非预应力筋115、所述连接筋118、所述第三纵向非预应力筋116连接形成的桁架的横截面呈a字形。
45.所述混凝土主体113呈梯形，所述梯形的上端为所述岔枕主体100的上部，所述梯形的下端为所述岔枕主体100的下部，如此可提高混凝土岔枕的稳定性。
46.所述第一纵向非预应力筋114和所述第二纵向非预应力筋115在所述混凝土主体113的横截面上的连线呈梯形，如此可提高混凝土岔枕的稳定性。
47.所述第一纵向非预应力筋114、所述第二纵向非预应力筋115和所述第三纵向非预应力筋116优选为螺纹钢筋。
48.所述箍筋119与所述第一纵向非预应力筋114形成钢筋笼。
49.其中，所述第一纵向非预应力筋114直径为14mm。第二纵向非预应力筋115直径为14mm；第三纵向非预应力筋116直径为14mm；所述预应力钢丝117直径为7mm；箍筋119直径为6mm；连接筋118直径为8mm。
50.所述岔枕主体100还包括沿竖直方向设置的螺纹套管121和螺杆122，所述螺纹套管121预埋在所述混凝土主体113内，所述螺杆122与所述混凝土套管螺纹连接，所述螺杆
122底端可旋转式抵紧在外设地基上。通过使螺纹套管121沿竖直方向设置，即使螺纹套管121与岔枕主体100的底面垂直，使螺杆122与岔枕主体100的底面垂直，便于调整螺杆122后岔枕的高差测量计算，有利于精密施工。通过对螺纹套管121内的螺杆122进行旋转调节，以此让螺纹套管121跟随螺杆122进行竖直方向上的运动，从而带动包含螺纹套管121的岔枕主体100一起运动，带动岔枕主体100升降，进而让岔枕主体100上铺设的钢轨400跟随一起运动，直至岔枕主体100高度符合道岔施工要求。
51.本实施例中，所述螺纹套管121距离岔枕短边边缘为15cm。
52.所述螺纹套管121设置在所述混凝土主体113的横截面中心线上。
53.参考图3，所述岔枕主体100包括两个螺纹套管121和螺杆122，两个螺纹套管121和螺杆122沿所述混凝土主体113的纵向设置，且分别位于所述混凝土主体113的两侧。可以只对岔枕的一侧进行高度调节，也可对岔枕两侧的高度进行同步调节，保证岔枕两侧的调整方位能够准确的进行计算和调整。
54.所述螺纹套管121和螺杆122与所述预埋铁座200错开设置。优选的，所述螺纹套管121较所述预埋铁座200靠近所述混凝土主体113的纵向两端设置。
55.所述螺杆122顶端设置有螺帽，便于螺杆122的受力，有利于外部调整器对螺杆122上的螺帽受力，以便对螺杆122进行旋转调整。
56.岔枕主体100下方设置有与螺杆122适配的凹槽，螺杆122穿过岔枕主体100内的螺纹套管121后与外设地基相接触，凹槽能够将螺杆122的底端位置固定，保证螺杆122只在规定方向上进行移动，不会发生偏移，保证施工的精细度。
57.所述岔枕主体100还包括螺纹筋123，所述螺纹筋123设置在所述混凝土主体113内，且螺旋缠绕在所述螺纹套管121外。本实施例中，所述螺纹筋123直径为5mm。
58.所述岔枕主体100全长为2.35m～5.0m；本实例岔枕长2.35m，高130mm，底面宽2900mm，上表面宽260mm。
59.相比于现有技术，本实用新型具有如下优点：
60.首先，通过将预制铁座预埋到岔枕主体100中，配合扣件，实现“单层铁垫板、双层弹性体减振”的独特结构设计，打破了传统岔枕上安装减振扣件两层铁垫板的设计，解决传统双层减振扣件安装高度高、零部件多、造价成本高的一系列缺陷，充分发挥了双层非线性减振扣件的特点和优势。通过预埋铁座200上的抗拔凸起212结构不至于使岔枕上部扣件扣压太紧导致橡胶减振垫刚度发生变化；同时下部的定位凸起213能加强与岔枕的连接和方便扣件定位与安装。
61.其次，依靠预埋铁座200承担轮轨横向力，将原有双层减振扣件依靠下铁垫板与岔枕主体100间摩擦力和道钉承受横向力改为依靠预埋铁座200来承担横向力，扣件与岔枕机械联结更可靠，抗拔力和刚度更大；轨距保持能力和安全性更高，无道钉受剪风险，能够提高岔区轨道动态轨距稳定性；预埋在岔枕主体100中的预埋铁座200替代锚固道钉与尼龙套管，安装扣件时不需再反复拆卸道钉；零部件数量减少，扣件可靠性提高，运营维保工作量降低，安装更简单、维保更便捷。扣件与岔枕主体100的连接采用预埋形式，避免了尼龙套管与锚固螺栓319发生失效现象的同时，钢轨400的横向刚度进一步增加，从而控制钢轨400的动态轨头偏转，对于保持轨距、控制钢轨400波磨都起到有益效果，提高可靠性和稳定性。
62.其次，岔枕主体100上部安装的扣件可采用独特的单层铁垫板、双层弹性体的设
计，能够在钢轨400安装高度上降低一层铁垫板的厚度，与线路上的其他普通扣件完全对接，统一全线扣件形式，大大减少备品种类数量，大大降低了运营维保工作量，整体造价低；在主体结构不变的情况下，扣件既可设计为刚度较大的普通扣件，也可设计为刚度较小的中等减振扣件，两种刚度设计采用具有同样的尺寸设计和接口设计，扣件的安装高度保持一致，在其作为普通扣件使用的路段，后期遇到减振升级改造需求时，仅需要更换板下弹性垫板即可实现从普通扣件到减振扣件的改造，避免目前减振升级改造中需要对扣件进行整体更换的问题，同时还需要考虑高度过渡，为后期运营改造提供了巨大便利。
63.再次，设置有沿竖直方向布置的螺纹套管121，螺纹套管121内套设有可以旋转的螺杆122，螺杆122顶端超过岔枕上端面且超出部分能够满足规定的操作尺寸，螺杆122底端可旋转式抵紧在岔枕下方的外设地基上。当需要调整钢轨400高度时，旋转螺杆122使螺纹套管121产生竖直方向上的移动，螺纹套管121进而带动岔枕进行竖直方向上的移动，由此岔枕上铺设的钢轨400能够跟随岔枕一起上下移动，由此实现钢轨400高度的调节。本实用新型中的混凝土岔枕可替代支撑架托举轨枕上的钢轨400进行上下移动，减小了轨道的整体重量，极大的方便岔枕的架设与施工调整。
64.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。