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一种铁路梁端大位移伸缩装置的制作方法

2022-05-27 00:36:01 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及桥梁结构技术领域,具体而言,涉及一种铁路梁端大位移伸缩装置。


背景技术:

2.目前铁路大跨度桥梁梁端所采用的伸缩装置结构类型主要固定连接方式分为与桥梁上部道床连接支承和与桥梁直接连接支承,其主要区别为前者通过混凝土轨枕与有梁缝两侧有砟道床半埋在一起,而后者主要采用钢结构轨枕,通过结构底部与桥梁梁端固结的方式连接在桥梁上,两种结构类型各有优缺点。
3.与道床连接支承伸缩装置结构类型承载纵梁布置在轨枕上方,由于轨道限界的原因承载纵梁高度受限,不能适应较大位移量桥梁承载需求。且该结构主要依靠两侧混凝土轨枕与道砟之间的锚固力实现桥梁伸缩时的纵向阻力,易出现轨枕歪斜轨道形位不稳定等问题。
4.与桥梁直接连接支承伸缩装置结构类型承载纵梁布置在结构底部,可通过桥梁梁端预留解决承载纵梁截面高度的问题,能适应较大位移量的桥梁承载需求。但该结构由于底部直接与桥梁固结,同样存在与两侧有砟线路的刚度不匹配、线路绝缘性差、无法进行大机捣固作业等问题。
5.如何解决目前两种结构类型在工程应用中所存在的问题,成为了大位移铁路桥梁伸缩装置较难解决的技术难题。


技术实现要素:

6.本发明旨在提供一种铁路梁端大位移伸缩装置,以解决目前与桥梁上部轨道连接支承和与桥梁直接连接支承两种伸缩装置结构类型在工程应用中所存在的问题。
7.本发明是采用以下的技术方案实现的:
8.一种铁路梁端大位移伸缩装置,包括浮动位移箱和多个间隔设置的异型轨枕,所述浮动位移箱内部设置有支承纵梁,所述浮动位移箱部分或者全部埋设于道砟内,所述浮动位移箱上连接有所述异型轨枕,所述异型轨枕包括位于梁缝两侧梁体上方的异型固定轨枕、以及位于梁缝上方的异型活动轨枕,位于梁端处的异型固定轨枕与同一梁端处的挡砟墙通过固定约束结构进行顺桥向约束,位于梁端处的异型固定轨枕与所有异型活动轨枕通过位移控制装置相连接。
9.其中,所述位移控制装置用于确保各异型活动轨枕在工作状态下的位移均匀性。
10.通常而言,梁缝是指在沿顺桥向的方向上,相邻两个梁体之间的缝隙,梁缝在水平面内的延伸方向为横桥向,上述“位于梁缝两侧梁体上方的异型固定轨枕”中的梁缝两侧梁体是指,在横桥向上,梁缝左右两侧的梁体。
11.本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置,由于浮动位移箱部分或者全部埋于道砟内部,不与桥梁结构有固结连接,能够实现与两侧有砟线路的刚度过渡匹配、两侧道砟的大机捣固和起道调整。
12.本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置,不仅可以适应线路的线性调整和匹配有砟道床刚度,而且同时采用异型轨枕,在道砟厚度和钢轨间隙之间尽量多的设置位移箱高度,能够提高支承纵梁的安装高度及高度空间的利用率,有效解决了与桥梁上部轨道连接支承类型铁路伸缩装置支承纵梁受轨道限界限制横截面高度不足的问题,能更好地适应铁路大位移桥梁的刚度承载需求。
13.在梁端设置有挡砟墙,且位于梁端的异型固定轨枕通过固定约束结构与同一梁端处的挡砟墙进行配合连接和固定约束,实现了异型固定轨枕的纵向约束,为伸缩装置提供纵向约束力,提高了伸缩装置的纵向阻力,确保了梁端处轨道系统的形位稳定性,满足大跨度桥梁对梁端伸缩装置的功能需求。
14.作为优选的技术方案:
15.所述异型固定轨枕和所述异型活动轨枕为钢枕。
16.作为优选的技术方案:
17.所述固定约束结构包括t型卡槽和绝缘滑动组件,所述绝缘滑动组件镶嵌固定于所述t型卡槽内。
18.在所述t型卡槽内设置绝缘滑动组件,用于实现伸缩装置和桥梁之间的绝缘。
19.作为优选的技术方案:
20.在梁体横桥向的两侧均设置有所述支承纵梁,所述支承纵梁的长度方向沿顺桥向,所述支承纵梁的两端分别置于梁缝两侧的浮动位移箱内。
21.作为优选的技术方案:
22.所述浮动位移箱包括位移箱框架钢制组件、位移箱上支承、位移箱下支承以及导向限位装置,所述位移箱上支承和所述位移箱下支承用于对所述支承纵梁竖向进行约束,所述导向限位装置用于对所述支承纵梁横向进行约束,所述位移箱框架钢制组件、所述位移箱上支承、所述位移箱下支承以及所述导向限位装置共同对所述支承纵梁进行纵向导向约束;
23.其中:所述位移箱上支承顶部固定于所述浮动位移箱的顶板内侧,所述位移箱下支承底部固定于所述浮动位移箱的底板内侧,所述位移箱上支承和所述位移箱下支承均为具有转动能力的支座,所述支承纵梁与所述位移箱上支承、所述位移箱下支承之间设有第一滑动机构,与所述位移箱上支承、所述位移箱下支承形成纵向滑动副;所述导向限位装置设置于所述浮动位移箱的侧板内侧。
24.其中,纵向导向约束中的纵向是指顺桥向。
25.以上结构对所述支承纵梁进行竖向和横向、纵向导向约束,不仅实现了对所述支承纵梁的竖向支承约束,而且能够释放转动和纵向相对位移。
26.作为优选的技术方案:
27.所述导向限位装置设置于所述浮动位移箱内部左右两侧,用于所述浮动位移箱对所述支承纵梁的纵向导向、横向及相对纵向限界约束。
28.作为优选的技术方案:
29.所述支承纵梁采用工字型结构或者c字型结构。
30.作为优选的技术方案:
31.当所述支承纵梁采用工字型结构时,所述异型轨枕的两端向上翘起,其端部形成
有向下开口的凹槽,所述异型固定轨枕两端跨坐在横向两侧浮动位移箱上,所述异型活动轨枕跨坐在横向两侧支承纵梁上,所述异型活动轨枕与两侧支承纵梁之间通过吊栏装置进行连接。
32.作为优选的技术方案:
33.所述吊栏装置固定连接在所述异型活动轨枕上,所述支承纵梁嵌套贯穿于所述吊栏装置;
34.所述吊栏装置包括吊栏框架钢制组件、吊栏上支承和吊栏下支承,所述吊栏上支承顶部固定于所述吊栏装置的顶板内侧,所述吊栏下支承底部固定于所述吊栏装置的底板内侧,所述吊栏上支承和所述吊栏下支承为具有转动能力的支座,所述支承纵梁与所述吊栏上支承、所述吊栏下支承之间设有第二滑动机构,与所述吊栏上支承、所述吊栏下支承形成纵向滑动副。
35.所述吊栏装置用于实现异型活动轨枕的纵向位移、竖向支承和横向限位。
36.作为优选的技术方案:
37.当所述支承纵梁采用工字型结构,所述异型轨枕的两端向下翘起,其端部形成有向上开口的凹槽,横向两侧的浮动位移箱跨坐在所述异型固定轨枕两端的凹槽内,所述异型活动轨枕扣挂在横向两侧的支承纵梁上,且所述异型活动轨枕与两侧支承纵梁之间采用悬扣装置、滑板装置进行连接。
38.所述悬扣装置、滑板装置用于实现异型活动轨枕的纵向位移、竖向支承和横向限位。
39.作为优选的技术方案:
40.所述异型轨枕的两端采用同时向上和向下翘起的形式,其端部形成有空心槽,横向两侧的浮动位移箱包裹在所述异型固定轨枕的空心槽内,所述异型活动轨枕包裹横向两侧的支承纵梁,所述空心槽内设置有空心槽上支承、空心槽下支承、以及空心槽横向限位装置。
41.上述结构用于对空心槽内的支承纵梁进行竖向和横向、纵向导向约束。
42.作为优选的技术方案:
43.当所述支承纵梁采用c字型结构时,所述异型轨枕的两端向上翘起、向下翘起、或者保持水平,所述异型固定轨枕的端部插入横向两侧的浮动位移箱内,与所述支承纵梁的c型面进行配合,所述支承纵梁与所述异型固定轨枕上下之间设有弹性装置,横向上设有限位装置,实现与线路竖向刚度匹配调整和纵向、横向限位;
44.所述异型活动轨枕的端部插入所述支承纵梁上的凹槽中,与其c型面进行配合,所述支承纵梁与所述异型活动轨枕上下之间设有弹性滑动装置,横向上设有滑动限位装置,实现与线路竖向刚度匹配调整、纵横向滑动导向和横向限位。
45.作为优选的技术方案:
46.所述挡砟墙为钢结构焊接件,固定于梁缝两侧的梁体端部。
47.作为优选的技术方案:
48.位于梁端处的异型固定轨枕设置在梁端挡砟墙的上方,所述位移控制装置将位于挡砟墙上方的两个异型固定轨枕和所有异型活动轨枕的端部进行串联,确保各异型活动轨枕在工作状态下的位移均匀性。
49.作为优选的技术方案:
50.针对不同异型轨枕与支承纵梁的组合,所述位移控制装置可固定于异型轨枕的两侧或底部。
51.作为优选的技术方案:
52.所述异型固定轨枕和所述异型活动轨枕可以设置为均向上翘起,也可以设置为均向下翘起,或者设置为前述两种的组合形式、还可以设置为同时向上、向下翘起(形成空心槽的形式)。
53.综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
54.本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置,不仅可以适应线路的线性调整和匹配有砟道床刚度,而且同时采用异型轨枕,在道砟厚度和钢轨间隙之间尽量多的设置位移箱高度,能够提高支承纵梁的安装高度及高度空间的利用率,有效解决了与桥梁上部轨道连接支承类型铁路伸缩装置支承纵梁受轨道限界限制横截面高度不足的问题,能更好地适应铁路大位移桥梁的刚度承载需求。梁缝两侧的梁端处分别设置有挡砟墙,梁端处的异型固定轨枕通过固定约束结构与所述挡砟墙进行配合连接和固定约束,提高了伸缩装置的纵向阻力,确保了梁端处轨道系统的形位稳定性。
附图说明
55.图1a为本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置轴向结构示意图。
56.图1b为本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置平面结构示意图。
57.图1c为本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置纵断面结构示意图。
58.图1d为本发明所述的铁路桥梁大位移伸缩装置挡砟墙处局部结构示意图。
59.图2a为本发明所述的异型轨枕端部向上翘起的结构示意图。
60.图2b为本发明所述的异型轨枕端部向下翘起的结构示意图。
61.图2c为本发明所述的异型轨枕端部同时向上和向下翘起的结构示意图。
62.图3a为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上翘起时,a-a方向的剖面图。
63.图3b为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上翘起时,b-b方向的剖面图。
64.图3c为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上翘起时,c-c方向的剖面图。
65.图3d为图3a中i处的放大图。
66.图3e为图3c中ii处的放大图。
67.图4a为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,a-a方向的剖面图。
68.图4b为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,b-b方向的剖面图。
69.图4c为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,c-c方向的剖面图。
70.图5a为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上、向下翘起时,a-a方
向的剖面图。
71.图5b为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上、向下翘起时,b-b方向的剖面图。
72.图5c为图1b中当支承纵梁为工字型,异型轨枕端部同时向上、向下翘起时,c-c方向的剖面图。
73.图6a为工字型支承纵梁的横断面图。
74.图6b为c字型支承纵梁的横断面图。
75.图7a为图1b中当支承纵梁为c字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,a-a方向的剖面图。
76.图7b为图1b中当支承纵梁为c字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,b-b方向的剖面图。
77.图7c为图1b中当支承纵梁为c字型,异型轨枕端部同时向下翘起时,c-c方向的剖面图。
78.图7d为图7c中ⅲ处的放大图。
79.图7e为图7a中ⅳ处的放大图。
80.图标:1-异型固定轨枕,2-异型活动轨枕,3-位移控制装置,4-浮动位移箱,5-支承纵梁,6-挡砟墙,7-固定约束结构,8-吊栏装置,9-悬扣装置,10-滑板装置,11-弹性装置,12-限位装置,13-弹性滑动装置,14-滑动限位装置,15-钢轨,16-梁缝,17-道床,18-梁体,19-混凝土轨枕(参考件),41-位移箱框架钢制组件,42-位移箱上支承,43-位移箱下支承,44-导向限位装置,81-吊栏框架钢制组件,82-吊栏上支承,83-吊栏下支承,71-t型卡槽,72-绝缘滑动组件。
具体实施方式
81.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
82.实施例1
83.参见图1a-图1d,本实施例提出一种铁路桥梁大位移伸缩装置,包括异型固定轨枕1、异型活动轨枕2、以及位移控制装置3,在异型固定轨枕1底部设置有浮动位移箱4,浮动位移箱4内部设置有支承纵梁5。所述浮动位移箱4半埋或全埋于道砟内部,不与桥梁结构有固结连接。图1c中,h为道床17的高度。
84.在梁体18横桥向的两侧均设置有所述支承纵梁5,所述支承纵梁5的长度方向沿顺桥向,支承纵梁5跨过两梁体18之间的梁缝16,其两端分别置于梁缝16两侧的异型固定轨枕1底部的浮动位移箱4内,两梁体18的梁端处均固定设置有钢制挡砟墙6,所述挡砟墙6固定于梁缝16两端,位于挡砟墙6上的异型固定轨枕1通过固定约束结构7与挡砟墙6配合连接,进行纵桥向约束,为伸缩装置提供纵向约束力,确保梁端处轨道系统的形位稳定性,满足大跨度桥梁对梁端伸缩装置的功能需求。
85.具体的,所述固定约束结构7包括t型卡槽71和绝缘滑动组件72,所述绝缘滑动组
件72镶嵌固定于所述t型卡槽71内,所述绝缘滑动组件72用于实现伸缩装置和桥梁之间的绝缘。所述挡砟墙6的顶部卡在所述t型卡槽71中,所述绝缘滑动组件72与所述挡砟墙6相接触。
86.参见图2a、图3a-图3c、图6a,当支承纵梁5采用工字型结构时,所述异型固定轨枕1和异型活动轨枕2可同时采用端部向上翘起,异型固定轨枕1两端跨坐在横向两侧浮动位移箱4上,异型活动轨枕2跨坐在横向两侧支承纵梁5上,且所述异型活动轨枕2与两侧支承纵梁5之间用吊栏装置8进行连接,实现异型活动轨枕2的纵向位移、竖向支承和横向限位。
87.所述位移控制装置3,将位于挡砟墙6上方的两异型固定轨枕1和所有异型活动轨枕2的端部进行串联,所述位移控制装置3固定于异型轨枕两侧。
88.参见图3d和图3e,所述浮动位移箱4包括位移箱框架钢制组件41、位移箱上支承42、位移箱下支承43以及导向限位装置44,所述位移箱上支承42和所述位移箱下支承43用于对所述支承纵梁5竖向进行约束,所述导向限位装置44用于对所述支承纵梁5横向进行约束,所述位移箱框架钢制组件41、所述位移箱上支承42、所述位移箱下支承43以及所述导向限位装置44共同对所述支承纵梁5进行纵向导向约束;
89.其中:所述位移箱上支承42顶部固定于所述浮动位移箱4的顶板内侧,所述位移箱下支承43底部固定于所述浮动位移箱4的底板内侧,所述位移箱上支承42和所述位移箱下支承43均为具有转动能力的支座,所述支承纵梁5与所述位移箱上支承42、所述位移箱下支承43之间设有第一滑动机构,与所述位移箱上支承42、所述位移箱下支承43形成纵向滑动副;所述导向限位装置44设置于所述浮动位移箱4内部左右两侧。
90.在本实施例中,所述异型固定轨枕1和所述异型活动轨枕2为钢枕。
91.实施例2
92.本实施例与实施例1的区别在于:
93.参见图2b、图4a-图4c,所述异型固定轨枕1和异型活动轨枕2可同时采用端部向下翘起,横向两侧浮动位移箱4跨坐异型固定轨枕1两端凹槽内,异型活动轨枕2扣挂在横向两侧支承纵梁5上,且所述异型活动轨枕2与两侧支承纵梁5之间采用悬扣装置9、滑板装置10进行连接,实现异型活动轨枕2的纵向位移、竖向支承和横向限位。
94.具体的,所述悬扣装置9、滑板装置10设置于所述异型活动轨枕2端部的凹槽内,所述滑板装置10设于浮动位移箱4的底部,所述悬扣装置9设于浮动位移箱4的侧面,并将工字型支承纵梁5的下翼缘卡住。
95.实施例3
96.本实施例与实施例1的区别在于:
97.参见图2c、图5a-图5c,所述异型固定轨枕1和所述异型活动轨枕2可同时采用端部向下向上翘起,端部形成有空心槽,横向两侧的浮动位移箱4包裹在所述异型固定轨枕1的空心槽内,所述异型活动轨枕2包裹横向两侧的支承纵梁5,所述空心槽内设置有空心槽上支承、空心槽下支承、以及空心槽横向限位装置。
98.实施例4
99.本实施例与实施例1的区别在于:
100.参见图6b、图7a-图7e,当支承纵梁5采用c字型结构时,所述异型固定轨枕1梁端插入横向两侧浮动位移箱4,与支承纵梁5的c型面进行配合,所述支承纵梁5与异型固定轨枕1
上下间采用弹性装置11、限位装置12,实现与线路竖向刚度匹配调整和纵向、横向限位。
101.所述异型活动轨枕2梁端同样插入支承纵梁5的c型面进行配合,所述支承纵梁5与异型固定轨枕1上下间采用弹性滑动装置13,横向采用滑动限位装置14,实现与线路竖向刚度匹配调整和纵横向滑动导向和横向限位。
102.所述异型固定轨枕1和异型活动轨枕2端部向上、向下翘起或平行组合形式都满足实施例4中上述内容,附图只表现异型固定轨枕1和异型活动轨枕2同时向下翘起一种形式,但不限于附图中所表示的形式。
103.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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