阅读说明：本技术 一种城市轨道交通用无挡肩扣件 (Retaining shoulder-free fastener for urban rail transit ) 是由 辛杰 方杭玮 宋剑伟 伍卫凡 刘锦辉 闫子权 龙宏德 陈春辉 王伟华 寇胜宇 王 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种城市轨道交通用无挡肩扣件,包括：铁垫板、绝缘缓冲垫板、轨下垫板、绝缘轨距块、弹条、第一螺栓紧固件、第二螺栓紧固件、平垫块和预埋套管；绝缘缓冲垫板和铁垫板自下而上依次铺设在轨枕顶部,且绝缘缓冲垫板和铁垫板的对角处均形成有螺栓贯通孔,铁垫板上还设有平垫块,平垫块与铁垫板贴合处形成有锯齿结构,第一螺栓紧固件分别依次穿过平垫块、铁垫板和绝缘缓冲垫板旋入预埋套管内；铁垫板的另一对角处设有铁座,第二螺栓紧固件将弹条抵接固定在铁座上；绝缘轨距块嵌设固定于钢轨和铁座之间。该扣件是对现有的地铁用扣件及高铁用扣件作出的巨大改进,其结构简单,设计合理,更加适用于城市轨道交通系统,应用前景好。(The invention discloses a no shoulder fastener for urban rail transit, which comprises: the device comprises an iron base plate, an insulating buffer base plate, a rail lower base plate, an insulating gauge block, an elastic strip, a first bolt fastener, a second bolt fastener, a flat base plate and a pre-buried sleeve; the insulating buffer base plate and the iron base plate are sequentially laid on the top of the sleeper from bottom to top, bolt through holes are formed at the diagonal positions of the insulating buffer base plate and the iron base plate, a flat cushion block is further arranged on the iron base plate, a sawtooth structure is formed at the joint of the flat cushion block and the iron base plate, and a first bolt fastener sequentially penetrates through the flat cushion block, the iron base plate and the insulating buffer base plate and is screwed into the embedded sleeve; an iron seat is arranged at the other diagonal position of the iron base plate, and the elastic strip is abutted and fixed on the iron seat through a second bolt fastener; the insulating gauge block is embedded and fixed between the steel rail and the iron base. The fastener is a huge improvement on the existing fasteners for the subway and the high-speed rail, has a simple structure and reasonable design, is more suitable for urban rail transit systems, and has a good application prospect.)

一种城市轨道交通用无挡肩扣件

技术领域

本发明涉及钢轨扣件技术领域，更具体的说是涉及一种城市轨道交通用无挡肩扣件。

背景技术

随着我国城市规模的快速壮大，轨道交通网络也得到快速发展，线路长度及运营速度不断增加。我国既有城市轨道交通用无挡肩扣件主要适用于100km/h及以下时速的线路，而目前越来越多的新建城市轨道线路时速普遍提高到120km/h及以上，在该运营条件下的城市轨道交通用无挡肩扣件系统在国内尚属空白。

当前与本专利扣件系统类似或相近的技术主要有地铁用WJ-2型扣件、WJ-2A型扣件和DTVI2型扣件、DTVII2型扣件，以及高铁用WJ-7型扣件。然而，WJ-2型扣件、WJ-2A型扣件和DTVII2型扣件只具有钢轨小阻力功能，而不具备钢轨常规阻力功能。而DTVI2型扣件采用无螺栓弹条扣压钢轨，其只具有钢轨常规阻力功能，而不具备钢轨小阻力功能，且该扣件只能通过铁垫板下垫入调高垫板来调整钢轨高低位置，而不能在轨下垫入调高垫板调整钢轨高低位置。WJ-7型扣件由于采用直列式结构(锚固螺栓、弹条位于垂直于钢轨的同一条直线上)，导致其扣件横向宽度较大，而地铁轨道一般位于地下隧道内，由于地下隧道内横向空间有限，从而导致该扣件不能满足现场施工要求，再者，该扣件所用的弹条固有频率与地铁线路钢轨波磨地段的轮轨激振频率较为接近，使用过程中容易出现弹条共振断裂。

因此，提供一种既可实现钢轨常规阻力功能又可实现钢轨小阻力功能，且可通过轨下和铁垫板下垫入调高垫板的方式对钢轨高低位置进行调整，以及能够有效避免弹条在轮轨激振频率下出现共振断裂现象发生的城市轨道交通用无挡肩扣件是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中地铁用扣件不能同时满足钢轨小阻力功能和钢轨常阻力功能以及高铁用扣件横向宽度大、易发生与轮轨激振频率共振而断裂等技术问题，本发明提供了一种既可实现钢轨常规阻力功能又可实现钢轨小阻力功能，且可通过轨下和铁垫板下垫入调高垫板的方式对钢轨高低位置进行调整，以及能够有效避免弹条在轮轨激振频率下出现共振断裂现象发生的城市轨道交通用无挡肩扣件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种城市轨道交通用无挡肩扣件，用于调整固定钢轨，包括：

铁垫板、绝缘缓冲垫板、轨下垫板、绝缘轨距块、弹条、第一螺栓紧固件、第二螺栓紧固件、平垫块和预埋套管；所述绝缘缓冲垫板和所述铁垫板自下而上依次铺设在轨枕顶部，且所述绝缘缓冲垫板和所述铁垫板的对角处均形成有螺栓贯通孔，所述铁垫板上还设有所述平垫块，所述平垫块与所述铁垫板贴合处形成有锯齿结构；所述预埋套管预埋入所述轨枕内，所述第一螺栓紧固件分别依次穿过所述平垫块、所述铁垫板和所述绝缘缓冲垫板旋入所述预埋套管内；所述轨下垫板设于所述铁垫板顶部中央，且所述轨下垫板位于所述钢轨下方；所述铁垫板的另一对角处设有铁座，位于所述钢轨同一侧的所述铁座和所述螺栓贯通孔沿所述钢轨长度方向布置，所述第二螺栓紧固件穿过所述弹条中肢的螺栓紧固部位将所述弹条抵接固定在所述铁座上；所述绝缘轨距块截面呈L型，且所述绝缘轨距块的一侧壁嵌设固定于所述钢轨和所述铁座之间，所述弹条的中肢及侧肢末端抵接在所述绝缘轨距块的另一侧壁上。

经由上述技术方案可知，与现有技术方案相比，本发明公开提供了一种城市轨道交通用无挡肩扣件，通过利用第一螺栓紧固件与弹条在铁垫板上的错列式排布结构，减小了扣件的横向尺寸，优化了扣件结构，从而减小了扣件的整体空间尺寸，使其能够适用于地下隧道有限的横向空间内，有利于城市轨道隧道和桥梁的施工。另外，由于城市轨道交通线路的曲线半径较小，列车轮轨横向力相对较大，利用本申请中铁垫板和平垫块之间的锯齿结构，有效增加了扣件抗横向荷载能力，提高了扣件的横向稳定性。本发明的一种城市轨道交通用无挡肩扣件，是对现有的地铁用扣件及高铁用扣件作出的巨大改进，其结构简单，设计合理，更加适用于城市轨道交通系统，具有良好的应用前景。

进一步的，所述铁垫板的长度为350-390mm。

可选的，所述铁垫板的长度为370mm。

采用上述技术方案产生的有益效果是，极大地缩短了现有技术中铁垫板的长度(现有技术中铁垫板的长度为456mm)，减小了扣件的横向尺寸，使其能够适用于地下隧道有限的横向空间内，有利于城市轨道隧道和桥梁的施工。

进一步的，所述第一螺栓紧固件包括锚固螺栓和重型弹簧垫圈，所述重型弹簧垫圈套设于所述锚固螺栓上，且位于所述平垫块上方，所述锚固螺栓依次穿过所述平垫块、所述铁垫板和所述绝缘缓冲垫板旋入所述预埋套管内。

采用上述技术方案产生的有益效果是，提高了该扣件整体结构的稳定性，使得该扣件能够满足城市轨道交通的功能要求，性能可靠，通用性强，且结构稳定性好。

进一步的，所述第二螺栓紧固件包括T型螺栓、平垫圈和螺母，所述T型螺栓自下而上依次穿过所述铁垫板和所述弹条中肢的螺栓紧固部位，所述平垫圈和所述螺母均与所述T型螺栓螺纹连接，用于将所述弹条抵接在所述铁座上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，提高了该扣件的整体结构稳定性，同时优化了扣件结构，减小了扣件的整体空间尺寸。

进一步的，所述铁垫板的轨底坡度为0°。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得锚固螺栓承受的疲劳荷载作用小，锚固螺栓和预埋套管不易损坏。

进一步的，所述弹条为ω形弹条，且所述弹条采用常规扣压力弹条和小扣压力弹条中的一种。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该扣件在不同路段下通过更换个别零部件既可实现钢轨常规阻力功能又可实现钢轨小阻力功能。

进一步的，所述常规扣压力弹条的截面直径为13.5-14.5mm，所述小扣压力弹条的截面直径为12.5-13.5mm；所述常规扣压力弹条和所述小扣压力弹条的中肢及侧肢尾端至中肢及侧肢最高点的距离d为36.5-37.5mm，所述常规扣压力弹条和所述小扣压力弹条的总宽L为83.5-84.5mm，所述常规扣压力弹条和所述小扣压力弹条的中肢扣压端与侧肢扣压端的高度差h为10-12mm。

可选地，所述常规扣压力弹条的截面直径为14mm，所述小扣压力弹条的截面直径为13mm；所述常规扣压力弹条和所述小扣压力弹条的中肢及侧肢尾端至中肢及侧肢最高点的距离d为37mm，所述常规扣压力弹条和所述小扣压力弹条的总宽L为84mm，所述常规扣压力弹条的中肢扣压端与侧肢扣压端的高度差h为12mm，所述小扣压力弹条的中肢扣压端与侧肢扣压端的高度差h为10mm。

进一步的，所述常规扣压力弹条的第一阶固有频率为830-880Hz，第二阶固有频率为900-950Hz；所述小扣压力弹条的第一阶固有频率为630-680Hz，第二阶固有频率为670-720Hz。

可选地，所述常规扣压力弹条的第一阶固有频率为863Hz，第二阶固有频率为930Hz；所述小扣压力弹条的第一阶固有频率为653Hz，第二阶固有频率为700Hz。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该扣件中的常规扣压力弹条的第一阶和第二阶固有频率始终大于轮轨的激振频率(根据钢轨波磨和车速推算的轮轨激振频率约为764Hz)，小扣压力弹条的第一阶和第二阶固有频率始终小于轮轨的激振频率，即常规扣压力弹条和小扣压力弹条的固有频率与轮轨激振频率差别较为明显，能够有效避免弹条与轮轨出现共振断裂。

进一步的，所述轨下垫板的厚度为14mm，且所述轨下垫板的顶端面和底端面均形成有横向沟槽。

进一步，所述轨下垫板采用的材质为橡胶材质。

采用上述技术方案产生的有益效果是，为轨下垫板提供了良好的弹性变形的空间，限制了轨下垫板的变形，提高了轨下垫板的弹性性能。

进一步的，还包括调高垫板，所述调高垫板包括轨下调高垫板和铁垫板下调高垫板，所述轨下调高垫板设于所述轨下垫板和所述铁垫板之间，且所述轨下调高垫板尺寸与所述轨下垫板尺寸适配；所述铁垫板下调高垫板设于所述铁垫板和所述绝缘缓冲垫板之间，并与所述铁垫板尺寸适配。

采用上述技术方案产生的有益效果是，能够实现对钢轨高低及左右位置的调整，且调整量大大超过现有扣件，极大地方便了铁路轨道的养护维修作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件的剖视图；

图2附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件的立体结构示意图；

图3附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件的爆炸图；

图4附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件的俯视图；

图5附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件中铁垫板的主视图；

图6附图为图1附图中A处的局部放大图；

图7附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件中弹条的主视剖面图；

图8附图为本发明提供的一种城市轨道交通用无挡肩扣件中轨下垫板的结构示意图。

其中：1-铁垫板，11-铁座，2-绝缘缓冲垫板，3-轨下垫板，31-横向沟槽，4-绝缘轨距块，5-弹条，6-第一螺栓紧固件，61-锚固螺栓，62-重型弹簧垫圈，7-第二螺栓紧固件，71-T型螺栓，72-平垫圈，73-螺母，8-平垫块，9-预埋套管，10-调高垫板，101-轨下调高垫板，102-铁垫板下调高垫板，100-钢轨，200-轨枕。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明公开了一种城市轨道交通用无挡肩扣件，用于调整固定钢轨100，包括：

铁垫板1、绝缘缓冲垫板2、轨下垫板3、绝缘轨距块4、弹条5、第一螺栓紧固件6、第二螺栓紧固件7、平垫块8和预埋套管9；绝缘缓冲垫板2和铁垫板1自下而上依次铺设在轨枕200顶部，且绝缘缓冲垫板2和铁垫板1的对角处均形成有螺栓贯通孔，铁垫板1上还设有平垫块8，平垫块8与铁垫板1贴合处形成有锯齿结构；预埋套管9预埋入轨枕200内，第一螺栓紧固件6分别依次穿过平垫块8、铁垫板1和绝缘缓冲垫板2旋入预埋套管9内；轨下垫板3设于铁垫板1顶部中央，且轨下垫板3位于钢轨100下方；铁垫板1的另一对角处设有铁座11，位于钢轨100同一侧的铁座11和螺栓贯通孔沿钢轨100长度方向布置，第二螺栓紧固件7穿过弹条5中肢的螺栓紧固部位将弹条5抵接固定在铁座11上；绝缘轨距块4截面呈L型，且绝缘轨距块4的一侧壁嵌设固定于钢轨100和铁座11之间，弹条5的中肢及侧肢末端抵接在绝缘轨距块4的另一侧壁上。

根据本发明的一个可选实施例，铁垫板1的长度为370mm，从而极大地缩短了现有技术中铁垫板的长度(现有技术中铁垫板的长度为456mm)，减小了扣件的横向尺寸，使其能够适用于地下隧道有限的横向空间内，有利于城市轨道隧道和桥梁的施工。

根据本发明的一个可选实施例，第一螺栓紧固件6包括锚固螺栓61和重型弹簧垫圈62，重型弹簧垫圈62套设于锚固螺栓61上，且位于平垫块8上方，锚固螺栓61依次穿过平垫块8、铁垫板1和绝缘缓冲垫板2旋入预埋套管9内，从而提高了该扣件整体结构的稳定性，使得该扣件能够满足城市轨道交通的功能要求，性能可靠，通用性强，且结构稳定性好。

根据本发明的一个可选实施例，第二螺栓紧固件7包括T型螺栓71、平垫圈72和螺母73，T型螺栓71自下而上依次穿过铁垫板1和弹条5中肢的螺栓紧固部位，平垫圈72和螺母73均与T型螺栓71螺纹连接，用于将弹条5抵接在铁座11上，从而提高了该扣件的整体结构稳定性，同时优化了扣件结构，减小了扣件的整体空间尺寸。

根据本发明的一个可选实施例，铁垫板1的轨底坡度为0°，从而使得锚固螺栓承受的疲劳荷载作用小，锚固螺栓和预埋套管不易损坏。

根据本发明的一个可选实施例，弹条5为ω形弹条，且弹条5采用常规扣压力弹条和小扣压力弹条中的一种，从而使得该扣件在不同路段下通过更换个别零部件既可实现钢轨常规阻力功能又可实现钢轨小阻力功能。

根据本发明的一个可选实施例，常规扣压力弹条的截面直径为14mm，小扣压力弹条的截面直径为13mm；常规扣压力弹条和小扣压力弹条的中肢及侧肢尾端至中肢及侧肢最高点的距离d为37mm，常规扣压力弹条和小扣压力弹条的总宽L为84mm，常规扣压力弹条的中肢扣压端与侧肢扣压端的高度差h为12mm，小扣压力弹条的中肢扣压端与侧肢扣压端的高度差h为10mm。

根据本发明的一个可选实施例，常规扣压力弹条的第一阶固有频率为863Hz，第二阶固有频率为930Hz；小扣压力弹条的第一阶固有频率为653Hz，第二阶固有频率为700Hz，从而使得该扣件中的常规扣压力弹条的第一阶和第二阶固有频率始终大于轮轨的激振频率(根据钢轨波磨和车速推算的轮轨激振频率约为764Hz)，小扣压力弹条的第一阶和第二阶固有频率始终小于轮轨的激振频率，即常规扣压力弹条和小扣压力弹条的固有频率与轮轨激振频率差别较为明显，能够有效避免弹条与轮轨出现共振断裂。

根据本发明的一个可选实施例，轨下垫板3的厚度为14mm，且轨下垫板3的顶端面和底端面均形成有横向沟槽31；具体地，轨下垫板采用的材质为橡胶材质，从而为轨下垫板提供了良好的弹性变形的空间，限制了轨下垫板的变形，提高了轨下垫板的弹性性能。

根据本发明的一个可选实施例，还包括调高垫板10，调高垫板10包括轨下调高垫板101和铁垫板下调高垫板102，轨下调高垫板101设于轨下垫板3和铁垫板1之间，且轨下调高垫板101尺寸与轨下垫板3尺寸适配；铁垫板下调高垫板102设于铁垫板1和绝缘缓冲垫板2之间，并与铁垫板1尺寸适配，从而能够实现对钢轨高低及左右位置的调整，且调整量大大超过现有扣件，极大地方便了铁路轨道的养护维修作业。

本发明的一种城市轨道交通用无挡肩扣件，通过利用第一螺栓紧固件与弹条在铁垫板上的错列式排布结构，减小了扣件的横向尺寸，优化了扣件结构，从而减小了扣件的整体空间尺寸，使其能够适用于地下隧道有限的横向空间内，有利于城市轨道隧道和桥梁的施工。另外，由于城市轨道交通线路的曲线半径较小，列车轮轨横向力相对较大，利用本申请中铁垫板和平垫块之间的锯齿结构，有效增加了扣件抗横向荷载能力，提高了扣件的横向稳定性。本发明的一种城市轨道交通用无挡肩扣件，是对现有的地铁用扣件及高铁用扣件作出的巨大改进，其结构简单，设计合理，更加适用于城市轨道交通系统，具有良好的应用前景。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。