用于至少一条铁路轨道的无碎石式铁路线路上部建筑系统及其制造方法

摘要

一种用于由两条钢轨构成的铁路轨道、特别是高速路段的无碎石铁路线路上部建筑系统及其制造方法。在混凝土路基板上设有混凝土支承基座，并在其上以浇灌腔的形式制出地脚螺栓锚入孔，用于地脚螺栓锚入部分。在钢轨支承板上设有侧通孔。钢轨设置在钢轨支承板上，并借助于一个与钢轨支承板相连的钢轨固定装置固定于其上。支承基座浇灌在混凝土路基板上，并用地脚螺栓锚入部分固定在路基板中。地脚螺栓通过其头部相对于钢轨支承板上紧。

说明书

本发明涉及的是一种用于至少一条由两条钢轨构成的铁路轨道、特别是用于高速行驶路段的无碎石式铁路线路上部建筑系统。该铁路线路上部建筑系统位于一个在预定的地基上用混凝土浇灌而成的混凝土路基板上。本发明还涉及一种用于制造本发明的铁路线路上部建筑系统的方法。在本说明书中的系统一词指的是属于铁路线路上部建筑系统的部件的布置规则确定的。人们不难理解，用于混凝土路基板的地基应当显示出预先规定的密实度，该密实度也应满足预先确定的质量保证规范的要求。所要求的保证规范大部分与所有无碎石铁路线路上部建筑系统的相同。还应指出，混凝土路基板可以是一个含有加强筋的板，例如一个纤维增强板。

在一种已知的铁路线路上部建筑系统（见DE 39 01 347 A1）中，预先制出一个由钢轨和铁路轨道的轨枕构成的轨道框架。该框架支撑在混凝土路基板上。根据需要，可对该轨道框架进行调整。该轨道框架位于混凝土路基板上并在其四周突起的限位件之间用混凝土浇灌，从而使各轨枕之间的空档被混凝土充满。因此，混凝土路基板的四周必需在浇注混凝土之前先将铁路轨道的钢轨与轨道框架组合起来，然后操纵、安装、调正这个笨重的组合件。在另一种铁路线路上部建筑系统（见DE 38 40 795 A1）中，是将钢筋混凝土预制件轨枕震入到混凝土路基板的尚未固化的混凝土中而形成的，这样就必需按照专门的规则进行安装。铁路轨道的钢轨是在此之后才与轨枕相接的，这种方法仍不经济。

基于上述技术问题，本发明提供一种铁路线路上部建筑系统，在制作该铁路线路上部建筑系统时不再需要特殊的轨道框架或用钢筋混凝土预制板制成的轨枕，从而可大大地简化制造工艺并同样可满足各种要求、特别是对高速路段的重要要求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于至少一条由两条钢轨构成的铁路轨道、特别是用于高速行驶路段的无碎石铁路线路上部建筑系统，该路基结构位于一个在预定的地基上浇注而成的混凝土路基板上，其中包括：

1.1）在混凝土路基板上设置有一个由混凝土制成的、用于铁路轨道的支承基座，

1.2）在混凝土路基板上以浇灌腔的形式制出的往下沉陷的地脚螺栓锚入孔，用于放置地脚螺栓锚入部分，

1.3）设置在支承基座上的钢轨支承板，其上制有用于放置地脚螺栓的侧通孔，

1.4）钢轨设置在钢轨支承板上并借助于一个与钢轨支承板相连的钢轨固定装置固定在该钢轨支承板上的轨道。

其特征是，支承基座用混凝土浇注在混凝土路基板上并通过插入到浇灌腔中，用混凝土浇灌在支承基座混凝土中的地脚螺栓锚入部分固定在混凝土路基板中，同时地脚螺栓要用地脚螺栓头相对于钢轨支承板上紧。钢轨支承板要尽可能准确地连接在支承基座上。根据需要，钢轨支承板上最好设置一个包围着容纳地脚螺栓的通孔并支撑地脚螺栓头部的支撑套。地脚螺栓锚入部分是由一个成套筒状的锚栓与一个插入到该套筒内的地脚螺栓组合而成的组件。在本发明中所述的混合凝土一词还包括具有足够强度的砂浆。

由本发明可知，在一个无碎石式铁路线路上部建筑系统中，若在局部有混凝土的混凝土路基板上现场浇灌支承基座并安装嵌入在支承基座内的作为其组合部分的钢制钢轨支承板，则可省去予制的轨道框架或予制的钢筋混凝土轨枕。根据已知的常识，浇注在混凝土路基板的浇灌腔内的地脚螺栓的锚入部分会促进支承基座、钢轨支承板及钢轨和钢轨固定装置与混凝土路基板有效融合，以使此单元能满足所有的需要和要求。不难理解，本发明的铁路线路上部建筑系统的各个元件可根据需要作相应的调整。构成支承基座的浇灌混凝土的组分在强度上通常应满足所有要求。这里所述的浇灌混凝土也包括具有相当强度的砂浆。

根据具体情况，本发明的无碎石铁路线路上部建筑系统还可以采用其他组成及结构，例如支承基座可以由一个模板框架围成，该框架构成支承基座的一个组成部分，例如还可以起到护板的作用。通常在支承基座制成后要将模板框架再次取下。钢轨支承板可以作为支承基座的模板框架的一个永久的模板构件，因而，该构件嵌入在本发明的铁路线路上部建筑系统中的支承基座中。

本发明的铁路线路上部建筑系统的一个特殊的优点是制造非常简单并可利用自动的或半自动的机械装置完成。用于制造本发明的铁路线路上部建筑系统的方法见权利要求6和7。制造本发明的无碎石铁路线路上部建筑系统的其他方法见权利要求8和9。此外，至少可以根据制造特性而将自动的或半自动的机械装置有效地组合起来。

以下将借助于附图例举本发明的实施方案，从而进一步详细地说明本发明。其中：

图1是沿垂直于钢轨延伸方向截取的本发明的铁路线路上部建筑系统的剖视图;

图2为本发明的铁路线路上部建筑系统的制造方法的示意图，

图3是沿图2所示物体的A-A方向截取的放大的剖视图。

图1表示了本发明的无碎石铁路线路上部建筑系统1的截面图，该铁路线路上部建筑系统用于至少一条由两条钢轨3构成的铁路轨道2。该铁路线路上部建筑系统1特别适用于高速行驶路段。在本实施例中仅示出了一条铁路钢轨3。

由图1和2可以看出，在一给定的地基4上设置有混凝土路基板5。该路基板可用普通的生产混凝土路基板的装置制成。在混凝土路基板5上以浇灌腔6的形式向下制出若干地脚螺栓锚入孔，用于接纳地脚螺栓的锚入部分7。由图1可以看出一支承基座8及设置在支承基座8上的钢轨支承板9，该钢轨支承板上制有用于地脚螺栓11的侧通孔10。该侧通孔也可以是钻成的孔。

铁路钢轨3设置在钢轨支承板9上并通过一个与钢轨支承板9相连的钢轨固定装置12被固定在钢轨支承板9上。在本实施例中，钢轨固定装置12由钢轨固定螺栓13与相应的弹性元件14（图中仅示意性地表示了该元件）构成。

众所周知，支承基座8是用混凝土浇灌在混凝土路基板5上的。人们还知道，支承基座8是通过灌到浇灌腔6内的支承基座混凝土与混凝土路基板5固定成一体的，这样同时将地脚螺栓锚入部分7一同浇灌在其中。地脚螺栓11通过地脚螺栓头部15相对于轨道支承板9上紧。钢轨支承板9准确地连接在支承基座8上。从图1还可看出，有一包围地脚螺栓11的用于地脚螺栓头部15的支撑套16。图1所示的支承基座8围有一模板框架17。钢轨支承板9同时也是支承基座8的一个永久模板构件，并埋在支承基座8中。

图2说明了图1中用剖面示出的本发明的无碎石式铁路线路上部建筑系统的制造方法。

从图2可知，首先浇灌出混凝土路基板5，也就是采用类似于道路工程中用的压路机的压路机压实机18浇灌出路基板5。然后，在已浇灌好的混凝土路基板5上一层一层地浇灌支承基座8。此时，可采用混凝土浇灌车19。待支承基座8硬化后，对该支承基座进行高度及位置上的精确打磨。对此，可采用自动打磨机20。

随后，用相应的自动钻孔机21在支承基座和混凝土路基板5上制出浇灌腔6。用该钻孔机还可同时对腔孔进行清洁和干燥。

接着，为了制造支承基座8，用平板自动安装机22安装一个模板框架17，然后开始浇灌混凝土。与此同时，安装并调整钢轨支承板9。所有这一切都是平板自动安装机22与混凝土浇灌装置共同完成的。然后，用一个专门的钢轨自动安装机23安装铁路钢轨3并通过钢轨固定装置12用螺栓固定该钢轨。

由以上描述可以得出，支承基座8的混凝土浇灌、支承基座8的打磨、钻出浇灌腔6中的钻孔、模板框架17的安装和钢轨支承板9的安装、调整及固定都可用自动地或半自动地工作的、可移动的机械装置18、19、20、21和22完成。它们也可用于安装及用螺栓固定钢轨。

从图2可以明显地看出，也可以采用其他工作方式，此时，可省去权利要求6所述方法中的步骤6.1）和6.2）。根据本发明的教导，制作无碎石铁路线路上部建筑系统的方法可采用如下步骤：首先，通过钻孔将浇灌腔6做在混凝土路基板5中。然后，将用于支承基座8的模板框架17（从俯视图上看，该框架包围浇灌腔室6）放到混凝土路基板5上。接着，在其上在型模框架17内安放钢轨支承板9，使其作为永久的上部模板构件，同时，将地脚螺栓锚入部分7插入钢轨支承板9中。此时，该锚入部分也嵌入到混凝土路基板5的浇灌腔6中。现在，就可在由模板框架17与钢轨支承板9构成的型腔内浇灌支承基座8的混凝土并将地脚螺栓锚入部分7用混凝土浇灌在浇灌腔内，使支承基座8与钢轨支承板9和混凝土路基板5相互固定在一起。然后安装铁路钢轨3并借助于钢轨固定装置12用螺栓将其固定。在此，浇灌腔6的制造、模板框架17的安装、钢轨支承板9的安放与调整和混凝土的浇灌均可用自动地或半自动地工作的、可移动的机械装置21、22完成。它们也可用于用钢轨固定装置12安装及用螺栓固定铁路钢轨3。

由图2可知，自动地或半自动地工作的机械装置21、22和23可有效地组合在一个制造列车上。

在图3中可以看出平板自动安装机22的细节。可以特别看到，在平板自动安装机22上有可以转换的框架24，它可以在混凝土路基板5上暂时如此停放，以使它能正好对准在已经准备好的轨道平面上。在框架24上设有具有与钢轨处于同一平面的夹持器26或类似装置的固定及调整夹钳25。在前进方向上不断送入铁路钢轨3，并在机械设备23中对其进行调整，用螺栓将它与钢轨支承板9固定在一起。灌入的灰浆的固化过程通常取决于形成强度的组分和灰浆的温度与混凝土路基的周围地区的温度。因此，在平板自动安装机上还有用于控制温度的装置。此装置可预先接上或以后接上。平板自动安装机22有较多的上面所描述的框架24，它们也可以一个接一个地放置，并可按不同的工作循环工作。在图中示出了两个这样的框架24。

当铁路钢轨3不用碎石安装在混凝土路基板上，进行修理，而且只要更换具有构件8、9和12的轨道支承时，本发明的措施就很重要。在这种情况下，可以在两个需要修理的轨道支承之间放入新的轨道支承。