一种轮轨低动力作用钢轨及使用方法

本发明涉及轨道交通，特别是一种轮轨低动力作用钢轨。

背景技术：

1、目前轨道交通的钢轨采用工字型结构，钢轮和钢轨之间的冲击较大，车轮表面和钢轨表面容易发生病害。车轮镟修和钢轨打磨需要投入大型设备，投入大量的技术人员，上述维修本身会降低车轮和钢轨的使用寿命。并且钢轨轨头磨耗量大于10mm或使用10年以后需要整体更换，造成的浪费和处理成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种轮轨低动力作用钢轨。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种轮轨低动力作用钢轨，包括轨头、轨腰和轨座，所述轨腰和所述轨座为一体成型构件，所述轨头和所述轨腰扣合连接，所述轨头和所述轨腰之间设有弹性阻尼层。

4、采用本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，通过上部的所述轨头和下部的所述轨座的分体设计，使得所述轨头和所述弹性阻尼层能够更换，所述轨座能够长期使用，大幅降低材料成本；通过设置所述弹性阻尼层可以缓冲车轮通过时的动力作用，使钢轨表面的应力大幅降低，所述轨头能够采用硬度更低的钢材或高分子材料，起到保护车轮和减缓钢轨表面病害发生的作用；通过设置所述弹性阻尼层可以增加轮轨接触斑的面积，增大轮轨蠕滑力，从而提高列车的加速能力、制动能力和爬坡能力，以及运行平稳性；通过设置所述弹性阻尼层可以吸收车轮通过时产生的振动，降低轮轨噪声以及振动通过钢轨向下传递引起的环境振动；该钢轨可以铺设无缝线路、有缝线路，也可以通过异形钢轨与传统钢轨实现无缝或有缝连接；该钢轨力学性能优良，关键部件可以更换，能有效提升轨道系统的综合服役性能。

5、作为本发明优选地技术方案，所述轨腰的顶部设有头部，所述头部的宽度大于所述轨腰本体的宽度，所述头部和所述轨腰本体交界处设有台阶。

6、作为本发明进一步优选地技术方案，所述轨头的两侧分别设有臂部，所述臂部的底端设有钩部，两个所述臂部之间的区域用于设置所述头部和所述弹性阻尼层，所述钩部与所述台阶相扣合。

7、作为本发明进一步优选地技术方案，所述头部的顶面和两个侧面均包覆所述弹性阻尼层。

8、作为本发明优选地技术方案，所述轨头为钢材构件或者高分子材料构件。

9、作为本发明优选地技术方案，所述弹性阻尼层为橡胶结构件或者聚氨酯结构件。

10、作为本发明优选地技术方案，该轮轨低动力作用钢轨为左右对称结构。

11、第二方面，本发明还提供了一种用如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨铺设无缝线路的方法，包括以下步骤：

12、采用定尺的所述轨头单元和所述轨座单元，分别焊接形成所述轨头条和所述轨座条；

13、将所述弹性阻尼层嵌入所述轨头与所述轨腰配合的一侧内；

14、将所述轨头与所述轨腰的横截面中线对正，施加压力使所述轨头扣合于所述轨腰，形成长轨条。

15、第三方面，本发明还提供了一种如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨无缝线路断轨恢复方法，包括以下步骤：

16、从断轨处开始，沿钢轨两侧松开钢轨扣件，便于轮轨低动力作用钢轨的所述轨头和所述轨座发生必要的弹性位移；

17、将所述断轨处两侧的所述轨头和所述轨座上下分离，且在所述断轨处两侧将所述轨座底部撑起，从所述轨头内拉出所述弹性阻尼层；

18、根据不同的焊接方法调节所述轨座缝和所述轨头缝的尺寸，将所述轨座焊接并对焊缝进行打磨，将所述轨头焊接并对焊缝进行打磨；

19、将所述弹性阻尼层嵌入所述轨头与所述轨腰配合的一侧内；

20、将所述轨头与所述轨腰的横截面中线对正，施加压力使所述轨头扣合于所述轨腰，恢复无缝线路。

21、第四方面，本发明还提供了一种用如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨铺设有缝线路的方法，包括以下步骤：

22、采用定尺的所述轨头、所述轨座和所述弹性阻尼层，所述轨腰的端部具有螺栓孔；

23、通过硫化连接或者粘接将所述弹性阻尼层安装在所述轨头与所述轨腰配合的一侧内；

24、将所述轨头与所述轨腰的横截面中线对正，施加压力使所述轨头扣合于所述轨腰，形成短轨条；

25、在铺轨现场通过夹板螺栓连接所述螺栓孔，形成钢轨接头。

26、第五方面，本发明还提供了一种如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨无缝线路的轨头更换方法，包括以下步骤：

27、需要更换的一段所述轨头两端设置割断处，将所述轨头割断，施加拉力将所述轨头和所述轨座分离，移除需要更换的所述轨头，对更换范围内的所述弹性阻尼层切断同时更换；

28、将更新的所述轨头与钢轨保留的所述轨头进行焊接，将更新的所述弹性阻尼层端部与钢轨保留的所述弹性阻尼层端部粘接；

29、将所述轨头与所述轨腰的横截面中线对正，施加压力使所述轨头扣合于所述轨腰，恢复无缝线路。

30、第六方面，本发明还提供了一种如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨有缝线路的轨头更换方法，包括以下步骤：

31、在需要更换的轨段施加拉力将所述轨头和所述轨座分离，并将对应的所述弹性阻尼层清除；

32、通过硫化连接或者粘接将更新的所述弹性阻尼层安装在更新的所述轨头与所述轨腰配合的一侧内；

33、将所述轨头与所述轨腰的横截面中线对正，施加压力使所述轨头扣合于所述轨腰，恢复有缝线路。

34、第七方面，本发明还提供了一种异形钢轨，包括依次连接的普通钢轨区、外轮廓过渡区、弹性渐变区和轮轨低动力作用钢轨区；

35、所述轮轨低动力作用钢轨区采用如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨结构，所述弹性渐变区采用如以上任一项所述的轮轨低动力作用钢轨结构、且采用的所述弹性阻尼层为厚度渐变的弹性阻尼层；

36、所述厚度渐变的弹性阻尼层的厚度由所述外轮廓过渡区向所述轮轨低动力作用钢轨区逐渐增大至所述轮轨低动力作用钢轨区中所述弹性阻尼层的厚度；

37、所述外轮廓过渡区的轨头形状由所述普通钢轨区的轨头形状渐变为所述弹性渐变区的轨头形状。

38、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

39、1、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，通过上部的所述轨头和下部的所述轨座的分体设计，使得所述轨头和所述弹性阻尼层能够更换，所述轨座能够长期使用，大幅降低材料成本；

40、2、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，通过设置所述弹性阻尼层可以缓冲车轮通过时的动力作用，使钢轨表面的应力大幅降低，所述轨头能够采用硬度更低的钢材或高分子材料，起到保护车轮和减缓钢轨表面病害发生的作用；

41、3、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，通过设置所述弹性阻尼层可以增加轮轨接触斑的面积，增大轮轨蠕滑力，从而提高列车的加速能力、制动能力和爬坡能力，以及运行平稳性；

42、4、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，通过设置所述弹性阻尼层可以吸收车轮通过时产生的振动，降低轮轨噪声以及振动通过钢轨向下传递引起的环境振动；

43、5、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，可以铺设无缝线路、有缝线路，也可以通过异形钢轨与传统钢轨实现无缝或有缝连接；

44、6、本发明所述的一种轮轨低动力作用钢轨，其力学性能优良，关键部件可以更换，能有效提升轨道系统的综合服役性能。