一种齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁轨道技术领域，尤其是一种齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置。

背景技术：

桥梁梁端伸缩装置设置于梁缝处、用以保证钢轨在相邻桥梁间隙处的可靠过渡和支撑，由于伸缩装置布设在桥梁的最不利位置(接缝处)，因此其性能至关重要。首先，梁端伸缩装置应适应结构的所有变形，如梁端转角、梁端位移(纵向和横向)等；其次，应具有良好的刚度和强度，能承受所有施加的荷载，如列车垂向活载、横向力、支点位移等；应具有合适的支撑刚度，使轨道在此段的刚度与桥上或路基上的刚度保持接近或一致，提高乘坐的舒适性；新建铁路大跨度桥梁具有列车运行速度高(200km/h及以上)、梁端伸缩量大(达到±600mm及以上)、对轨道的平顺性要求高、通行列车密度大、养护维修时间短等特点，梁端伸缩装置除了满足使用性、安全性、舒适性要求外，还应在运营过程中具有少维修、易检查的特点。综上所述，梁端伸缩装置的合理选型和构造设计是一项关系到桥梁与轨道整体性能的重要技术。

如专利申请号为：200820108378.3、名称为“用于铁路桥梁梁端大位移的伸缩装置”的中国实用新型专利，其通过活动钢枕间的滑移改变枕距，从而适应梁端的位移。固定钢枕通过枕下垫板与位移控制箱连接，通过枕下垫板的刚度调节可满足该区段的线下刚度与相邻区域平稳过渡。同时，固定钢枕两端设有侧向导轨定位件，控制侧向导轨的横向位移，达到限制滑动轨枕横向位移的目的。支承梁一端铰结在固定端位移控制箱上，另一端插入活动端位移控制箱内，实现顺桥向自由伸缩。该种大位移梁端伸缩装置的结构构件较多，且各构件间相互关联，对生产和组装精度要求较高，通常需要工厂组装和整体运输到施工现场，且必须由专业人员进行现场安装，人员成本和运输成本较高；其次，该种大位移梁端伸缩装置与主桥和引桥连接后，当轨道线路出现非预期的水平、竖向变形时，梁端伸缩装置不具备对线路的横向位置及标高调节功能，无法满足线路平顺性的要求，当非预期的水平、竖向变形较大时，如不及时采取其它措施，将影响到梁端伸缩装置的使用性、安全性和人员乘坐的舒适性要求，因此，该公知技术对安装位置的标高控制和线路铺设精度要求较高，不利于施工和后期的养护维修。同时，支撑梁、位移箱、连杆等主要部件位于钢枕的下部，防水橡胶条安装后，上述部件在线路上方是不可见，养护维修人员在线路上进行日常观测时需拆除防水橡胶条，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

此外，目前铁路桥梁采用的另一种大位移梁端伸缩装置结构型式是：梁端伸缩装置由设置在正桥和引桥之间的过渡梁、中腿、轨枕、限位装置等部件构成，且所述正桥和引桥分别与桥墩相连接。该构造通过过渡梁的滑移改变其两侧的枕距，从而适应梁端的位移。过渡区a的钢枕固定在过渡梁上方，两根枕间距不变。支撑梁通过梁底支座与梁两端伸出的中腿连接，支撑梁与中腿间可自由滑动。过渡区钢枕与钢轨通过扣件连接，接触面为可滑移面，保证钢轨的自由伸缩。

该种大位移梁端伸缩装置通过梁端伸出的悬臂中腿承受列车荷载，受中腿截面特性和悬臂长度的限制，该结构承载能力较弱，将其用于大位移、重载荷的铁路桥梁时安全性较差；另外，支撑梁、承载支座等主要部件位于轨枕的下部，线路正常运营后，上述部件在线路上方不易观测，当部件发生病害时，需在桥墩上设置附属台架进行病害处理，因此，该种构造不满足少维修、易检查的使用要求。

因此，急需要提出一种结构简单、检修维护便捷的大位移铁路桥梁梁端伸缩装置，以提高高速列车的安全性、走行性和舒适性。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置，本实用新型采用的技术方案如下：

一种齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置，安装在桥梁接缝处、用于支撑铁路钢轨，所述齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置包括一一对应安装在两对接桥梁的端部的两组底座组件，跨接固定在同一桥梁上的一组底座组件之间、且垂直于铁路钢轨布设的桥梁连接端部固定轨枕，与铁路钢轨平行布设、且扣接在两对接桥梁的桥梁连接端部固定轨枕上、且分别置于所述铁路钢轨两侧的两根托梁，垂直于铁路钢轨布设、扣接在两根托梁上、且置于所述两对接桥梁的桥梁连接端部固定轨枕之间的活动轨枕，以及连接在同一侧的桥梁连接端部固定轨枕和活动轨枕之间的齿轮齿条伸缩组件；

所述齿轮齿条伸缩组件包括固定在一侧桥梁的桥梁连接端部固定轨枕上的下齿条安装板，固定在另一侧桥梁的桥梁连接端部固定轨枕上的上齿条安装块，固定在下齿条安装板上、沿铁路钢轨方向布设、且齿口向上的下齿条，固定在上齿条安装块下、沿铁路钢轨方向布设、且齿口向下的上齿条，固定在活动轨枕的端部、用于供上齿条和下齿条贯穿的齿条导向块，垂直于铁路钢轨方向贯穿齿条导向块设置的齿轮轴，以及套设在齿轮轴上、置于所述齿条导向块内、且啮合上齿条和下齿条的主齿轮。

优选地，所述上齿条与上齿条安装块之间、下齿条安装板与下齿条之间设置有数颗连接螺栓。

优选地，所述齿条导向块上设置有供齿轮轴贯穿、并向齿轮轴提供滚动支撑的轴承及轴承座。

进一步地，所述桥梁连接端部固定轨枕与活动轨枕的结构相同，且所述活动轨枕包括垂直于铁路钢轨方向布设的钢枕，一一对应设置在钢枕的端部、且相对扣接在托梁上的l扣板，以及从上至下贯穿l扣板和钢枕设置、并将托梁挤压在钢枕上的扣接螺栓。

更进一步地，所述底座组件包括垂直于铁路钢轨方向的截面共同构成工字形状的底板、腹板和顶部，与底板、腹板和顶部固定连接的筋板，以及设置在顶部上、且与桥梁连接端部固定轨枕固定连接的树根轨枕连接螺栓。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型巧妙地设置了齿轮齿条伸缩组件，其采用齿轮齿条连接，在发生伸缩时，活动钢枕与固定钢枕之间相对运动可靠性更强，并且双齿条结构解决了活动钢枕组件需始终位于装置对称中心的问题，且稳定性更好；

(2)本实用新型采用齿轮齿条连接，安装高度不超过钢枕，在发生伸缩过程中不会导致装置在竖向高度空间上发生形状和高度的改变，减少了因伸缩装置故障造成的对列车运行安全的隐患；

(3)本实用新型使用过程中，不发生横向和竖向的结构变化，减小了对安装空间的需求。

(4)本实用新型的桥梁连接端部固定轨枕和活动轨枕的结构相同，其无需另设计专用的部件，仅通过齿轮齿条伸缩组件即可满足支撑强度和活动灵活性；

综上所述，本实用新型具有结构简单、检查直观、维护便捷等等优点，在桥梁轨道技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为本实用新型的轨枕与托梁安装截面示意图。

图3为本实用新型的齿轮齿条伸缩组件的结构示意图。

图4为本实用新型的活动轨枕的结构示意图。

图5为本实用新型的底座组件的结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-桥梁连接端部固定轨枕，2-活动轨枕，3-底座组件，4-托梁，5-齿轮齿条伸缩组件，21-钢枕，22-l扣板，23-扣接螺栓，31-底板，32-腹板，32-顶部，34-筋板，35-轨枕连接螺栓，51-下齿条安装板，52-下齿条，53-连接螺栓，54-齿条导向块，55-主齿轮，56-上齿条，57-轴承及轴承座，58-齿轮轴，59-上齿条安装块，101-桥梁固定轨枕。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图5所示，一种齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置，安装在桥梁接缝处、用于支撑铁路钢轨，其中，在桥梁上均与间隔安装有数个桥梁固定轨枕101，所述齿轮齿条式桥梁大位移伸缩装置包括一一对应安装在两对接桥梁的端部的两组底座组件3，跨接固定在同一桥梁上的一组底座组件3之间、且垂直于铁路钢轨布设的桥梁连接端部固定轨枕1，与铁路钢轨平行布设、且扣接在两对接桥梁的桥梁连接端部固定轨枕1上、且分别置于所述铁路钢轨两侧的两根托梁4，垂直于铁路钢轨布设、扣接在两根托梁4上、且置于所述两对接桥梁的桥梁连接端部固定轨枕1之间的活动轨枕2，以及连接在同一侧的桥梁连接端部固定轨枕1和活动轨枕2之间的齿轮齿条伸缩组件5。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的。

具体来说，本实施例的齿轮齿条伸缩组件5包括固定在一侧桥梁的桥梁连接端部固定轨枕1上的下齿条安装板51，固定在另一侧桥梁的桥梁连接端部固定轨枕1上的上齿条安装块59，固定在下齿条安装板51上、沿铁路钢轨方向布设、且齿口向上的下齿条52，固定在上齿条安装块59下、沿铁路钢轨方向布设、且齿口向下的上齿条56，固定在活动轨枕2的端部、用于供上齿条56和下齿条52贯穿的齿条导向块54，垂直于铁路钢轨方向贯穿齿条导向块54设置的齿轮轴58，套设在齿轮轴58上、置于所述齿条导向块54内、且啮合上齿条56和下齿条52的主齿轮55，设置在上齿条56与上齿条安装块59之间、下齿条安装板51与下齿条52之间的数颗连接螺栓53，以及设置在齿条导向块54上、供齿轮轴58贯穿、并向齿轮轴58提供滚动支撑的轴承及轴承座57。

另外，本实施例的桥梁连接端部固定轨枕1与活动轨枕2的结构相同，且所述活动轨枕2包括垂直于铁路钢轨方向布设的钢枕21，一一对应设置在钢枕21的端部、且相对扣接在托梁4上的l扣板22，以及从上至下贯穿l扣板22和钢枕21设置、并将托梁4挤压在钢枕21上的扣接螺栓23。本实施例通过调整扣接螺栓23的松紧度，以改变l扣板22与托梁4扣接松紧度。与此同时，本实施例的底座组件3包括垂直于铁路钢轨方向的截面共同构成工字形状的底板31、腹板32和顶部33，与底板31、腹板32和顶部33固定连接的筋板34，以及设置在顶部33上、且与桥梁连接端部固定轨枕1固定连接的树根轨枕连接螺栓35。

在本实施例中，当两桥梁发生相向移动(即距离缩小)时，上齿条56和下齿条52相向移动，与此同时，主齿轮55逆时针旋转；同理地，当两桥梁发生相对移动(即距离缩小)时，上齿条56和下齿条52相对移动，主齿轮55顺时针旋转；在桥梁端部伸缩时，始终保持活动钢枕组件位于装置对称中心。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

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