一种应用于铁路钢轨的弹性扣件及其安装方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种应用于铁路钢轨的弹性扣件及其安装方法。

背景技术：

穿越或位于闹市区的轨道交通，由轨道与车辆等噪声源产生的振动和噪声对周围环境具有十分突出的影响，直接影响了人们的生活和健康，最大限度地降低振动和噪声成为了轨道交通建设的关键之一。轨道交通振动和噪声控制是一项综合技术，在轨道结构振动控制时，需在钢轨、轨枕、扣件与道床等方面采取相应的减振措施。针对钢轨而言，当车轮滚过其顶面时，由于钢轨腹板厚度较薄，轨腰产生振动，这一振动向外界辐射，形成噪声。

在城市轨道交通中，为了减少振动噪声对于周围环境的影响，常采用弹性扣件来降低列车运行时产生的轮轨振动和噪声。弹性扣件在保持轨道结构良好的技术性能的同时，通过提供足够的弹性用于缓和列车轮轨振动和冲击，最终达到减振降噪的目的。

但国内外现有的弹性扣件普遍利用弹性橡胶层的刚度和阻尼特性来实现轨道结构的减振性能，而以固体橡胶作为减振介质的弹性扣件的减振性能不理想并且横向刚度不足；此外还加快了车轮多边形磨耗和钢轨波浪形磨耗的萌生和发展、弹条断裂等振动噪声问题。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种具有减振效果明显且不易损坏的弹性扣件及其安装方法。

本发明公开了一种应用于铁路钢轨的弹性扣件，包括钢轨固定组件和弹性组件，所述钢轨固定组件固设于承轨台上，所述承轨台下方设置所述弹性组件，所述弹性组件设于铁路道床上；所述弹性组件包括油室腔、与所述气室腔连通的油室腔，所述油室腔内充满油液，所述气室腔内充满压缩气体，所述油室腔与所述承轨台密封连接；所述气室腔设于所述油室腔的一侧，且通过油液管路与所述油室腔连通；所述承轨台上设有进油道，所述进油与所述油室腔连通，所述进油道上设有油堵；所述气室腔上设有进气口，通过所述进气口向所述气室腔内通入压缩气体；所述钢轨固定组件包括弹条，所述铁路钢轨通过弹条固设于所述承轨台上，所述铁路钢轨的两侧设有弹条安装座，所述弹条设于所述弹条安装座上；所述铁路钢轨上的应力通过所述承轨台传递至所述油室腔，进而传递至所述气室腔，所述应力在传递过程中被消耗。

优选地，所述油室腔包括两个侧壁，两个所述侧壁与所述铁路道床垂直设置，所述承轨台的两侧与两个所述侧壁密封连接，使得所述油室腔为密封空间。

优选地，所述承轨台与所述侧壁之间设有缓冲件。

优选地，所述承轨台包括承轨平台和两个承轨侧台，两个承轨侧台分别设于所述承轨平台的两侧，且与所述承轨平台垂直设置；两个所述承轨侧台分别与两个所述侧壁密封连接，且在所述油室腔为充满状态时，所述承轨侧台高于所述侧壁。

优选地，所述缓冲件包括夹层缓冲件和连接缓冲件，所述夹层缓冲件设于所述侧壁与所述承轨侧台相重合部分；所述承轨侧台不与所述侧壁重合的壁面与所述所述侧壁的顶端通过所述连接缓冲件连接。

优选地，所述夹层缓冲件与所述连接缓冲件连接。

优选地，所述铁路钢轨与所述承轨平台之间设有轨下垫板。

优选地，所述弹条安装座与所述铁路钢轨之间设有安装间隙；所述安装间隙内设有轨距限位块，限制所述铁路钢轨在所述安装间隙内的径向位移。

优选地，所述铁路道床与所述弹性组件之间设有安装底板，所述安装底板通过锚固件固设于所述铁路道床上。

一种应用于铁路钢轨的弹性扣件的安装方法，用于安装上述权利要求1-9任一所述的弹性扣件，所述缓冲件为橡胶材质，所述安装方法包括：s1、所述侧壁通过焊接固设于所述安装底板上；s2、将所述侧壁、所述缓冲件、所述承轨侧台通过硫化过程进行固连，使得所述气室腔和所述油室腔为密闭的腔室；s3、打开所述油堵，向所述油室腔内注入油液，所述油液通过所述油液管路进入所述气室腔；接着打开所述进气开关，通过所述进气道向所述气室腔内充入压缩气体，使得所述油室腔膨胀至所述承轨侧台高于所述侧壁。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.油液以流体形式作为减振介质填充于密封良好的所述油室腔，所述油室腔设置于所述钢轨固定组件与所述铁路道床之间，极大减缓和改善了轮轨振动噪声；通过将所述油室腔与所述充满压缩气体的所述气室腔连通，一方面可保证油室腔内的压力，从而保证良好的减振降噪效果，另一方面，所述气室腔内的所述压缩气体可受力被压缩，使得所述铁路钢轨在受压时由于所述气室腔内的压缩气体的弹性作用可进行往复运动，保证所述油室腔即使在受压状态下也能保持良好的密封性。

2.通过所述侧壁将所述油室腔固定，间接固定了所述钢轨固定组件，实现对架空的所述铁路钢轨的定位；

3.通过在所述油室腔的所述侧壁与所述钢轨固定组件之间设置所述第一缓冲件，可为两者原有的刚性连接转为弹性介质连接，配合所述油室腔，进一步加强了减振效果；

4.将所述承轨侧台设置为在所述油室腔为充满状态时高于所述侧壁，可为所述钢轨固定组件的径向往复运动提供运动空间；

5.所述承轨侧台高出所述侧壁的部分也通过所述连接缓冲件与所述侧壁的顶端连接，使得所述承轨台与所述侧壁为完整连接，稳定性强，可承受足够的垂向载荷和纵向载荷；

6.所述铁路钢轨通过弹条固设于所述钢轨固定组件上，通过所述弹条提供相对于所述油室腔和所述第一缓冲件的初级减振效果。

7.所述侧壁、所述缓冲件、所述承轨侧台之间通过所述硫化过程可实现稳固的密封。

附图说明

图1为本发明提供的一种优选实施例的垂向截面图。

附图标记：1-油室腔，2-承轨台，3-侧壁，4-第一缓冲件，5-气室腔，6-油液管路，7-铁路钢轨，8-弹条，9-弹条安装座，10-轨距限位块，11-轨下垫板，12-安装底板，13-锚固件，14-进油道，15-进气道。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图1，本发明公开了一种应用于铁路钢轨7的弹性扣件，包括钢轨固定组件和弹性组件，钢轨固定组件固设于承轨台2上，铁路钢轨7通过钢轨固定组件固定于承轨台2上，承轨台2下方设置弹性组件，弹性组件设于铁路道床上，通过弹性组件极大减缓和改善了铁路钢轨7的振动噪声。

具体的，钢轨固定组件包括弹条8，且铁路钢轨7的两侧设有弹条安装座9，两侧的弹条安装座9上都设置有弹条8，铁路钢轨7的两侧分别通过两侧的弹条8固设于承轨台2上，通过弹条8提供相对于油室腔1和缓冲件4的初级减振效果。

弹性组件包括油室腔1和气室腔5，油室腔1内充满油液，气室腔内充满压缩气体，油室腔1与承轨台2密封连接、且与气室腔5连通，铁路钢轨7上的应力通过承轨台2传递至油室腔1，通过油液作为减振介质，有效降低振动能量。由于铁路钢轨7在列车驶过或其他受压情况会向朝道床位移，气室腔5可保证油室腔1内的压力，以支撑铁路钢轨7，防止铁路钢轨7的塌陷。

在本实施例中，承轨台2上设有进油道14，进油道14与油室腔1连通，进油道14上设有油堵，通过进油道14向油室腔1内充进油液。气室腔5设于油室腔1的一侧，且油室腔1与气室5腔通过油液管路6连通，气室腔5上设有进气口15，进气口15上设有进气开关，通过进气口15向气室腔5内通入压缩气体使油室腔1膨胀足以支撑钢轨固定组件，由此实现钢轨固定组件相对于油室腔1的的架空，进而实现油室腔1对钢轨固定组件的吸能减振降噪。

较佳地，油室腔1包括两个侧壁3，两个侧壁3与铁路道床垂直设置，承轨台2的两侧与两个侧壁3密封连接，使得油室腔1为密封空间。侧壁3为硬质材料，通过侧壁3将油室腔1固定，间接固定了钢轨固定组件，实现对架空的铁路钢轨7的定位。

较佳地，油室腔1的两个侧壁3和承轨台2都为硬质材料，两相连接会产生除钢轨、钢轨固定组件、承轨台2之外的振动，即使采用焊接固连，也会导致振动能量越过油室腔1内的气体介质直接通过侧壁3传递至铁路道床上，故本发明在承轨台2与侧壁3之间设有缓冲件4，将承轨台2与侧壁3之间设为弹性连接，铁路钢轨7在受压时由于油室腔1内的油液、气室腔5内的压缩气体、缓冲件4的弹性作用可进行往复运动，一方面避免振动能量直接传递至铁路道床，以最大的发挥油室腔1内油液的减振作用；另一方面缓冲件可作为另一减振件，吸收振动能量，进一步加强降噪效果。

在本实施例中，缓冲件4选用橡胶材质，在其他实施例中，亦可选用其他具有弹性功能的材质，此处不做限制。

较佳地，承轨台2包括承轨平台和两个承轨侧台，两个承轨侧台分别设于承轨平台的两侧，且与承轨平台垂直设置；两个承轨侧台分别与两个侧壁3通过缓冲件4密封连接，且在油室腔1为充满状态时，承轨侧台高于侧壁3，为钢轨固定组件的径向往复运动提供运动空间。

较佳地，缓冲件4包括夹层缓冲件和连接缓冲件，夹层缓冲件设于侧壁3与承轨侧台相重合部分，作为侧壁3与承轨侧台相重合部分的减振介质；而承轨侧台高出侧壁3的部分也通过连接缓冲件与侧壁3的顶端连接，使得承轨台2与侧壁3为完整连接，稳定性强，可承受足够的垂向载荷和纵向载荷。

较佳地，夹层缓冲件与连接缓冲件连接，使得缓冲件4结构完整，稳定性更强。而在其他实施例中，夹层缓冲件不与连接缓冲件连接亦可实施，此处不做限制。

较佳地，铁路钢轨7与承轨平台之间设有轨下垫板11，轨下垫板11也可提供吸振功能。

较佳地，弹条安装座9与铁路钢轨7之间设有安装间隙，安装间隙内设有轨距限位块10，以限制铁路钢轨7在安装间隙内的径向位移，防止铁路钢轨7由于径向位移导致轨距改变而带来的安全问题。本实施例的轨距限位块10为绝缘块，防止与铁路钢轨7直接摩擦产生火花而引起安全问题。

较佳地，铁路道床与弹性组件之间设有安装底板12，安装底板12的两侧设有螺纹安装孔，锚固件13穿过于螺纹安装孔插设进铁路道床，安装底板12通过锚固件13固设于铁路道床上，由此，油室腔1的两个侧壁3、承轨台2的承轨平台、安装底板12四个面组成容纳压缩气体的密闭腔室。

本发明提供的一种应用于铁路钢轨的弹性扣件的安装方法包括：通过锚固件13将安装底板12固设于铁路道床上，将两个侧壁3通过焊接固设于安装底板12上；将侧壁3、缓冲件5、承轨侧台通过硫化过程进行固连，使得油室腔1成为一个密闭的腔室，侧壁3上设有连通孔，油液管路6一端与连通孔连接，另一端与气室腔5连接，从而将油室腔1余气室腔5连通；将铁路钢轨7通过钢轨固定组件固设于承轨台2上，打开进气开关，通过进油道14向油室腔1内注入油液，通过进气道15向气室腔5内充入一定压力的压缩气体，使得油室腔膨胀至承轨侧台高于侧壁3，关闭进气开关，盖上油堵，使得油室腔1与气室腔5成为一个充满油液和压缩气体的密闭腔室。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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