技术领域
[0001] 本实用新型属于无砟轨道相关技术领域，涉及一种采用钢管混凝土连接多个混凝土块状的技术，更具体地涉及一种钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构。
背景技术
[0002] 在
铁路无砟轨道系统中，有一种预制的轨枕，轨枕安装在道床中或者采用混凝土与道床浇筑为一体，用来安装扣件，进一步固定上方的钢轨，并需要与道床保持良好的连接性能。
[0003] 中国
专利文献CN105463948B公开了一种适用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕，用钢管混凝土作为轨枕块的连接部件，与一般的组合式
钢筋桁架连接相比，整体性更强，可有效缓解混凝土轨枕在存放、运输等过程中的
变形；同时通过钢管混凝土与轨枕混凝土块的一体成型，即在浇筑轨枕混凝土块的同时实现钢管混凝土的成形，并将钢管混凝土设计成由多根空心钢管组成，有效的增加了轨枕几何形位保持能
力，减少了钢筋用量，提高了可施工性，可在现场直接施工，满足轨枕抗弯扭能力的要求。
[0004] 然而，进一步研究表明，上述轨枕依然存在以下问题：
[0005] 钢管内灌注混凝土后形成钢管混凝土，钢管混凝土表面为较为光滑的钢材面，其直接埋入混凝土、再生
橡胶、
树脂材料等材料后，与其
接触的握裹力有限；以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，与混凝土之间形成的握裹力为2.5t，钢管混凝土与轨枕块之间的连接还有待加强。
[0006] 预制的双块式钢管混凝土轨枕在搬运到施工现场的过程中，
捆扎、吊装和堆放存在困难。
[0007] 预制的混凝土轨枕搬运到轨道线施工现场后，在道床板的现场浇筑过程中，轨枕块的埋入部分与后浇的道床板混凝土连接不够牢固，新老混凝土之间存在耐久性问题，会产生裂纹等病害，这些都还有待改进提高。实用新型内容
[0008] 针对
现有技术以上
缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，在钢管混凝土的空心钢管中贯穿设置加强件，例如钢筋等结构物，且对加强件的
位置进行了特别设计，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。
[0009] 为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块和轨道横向方向连接上述轨枕块的多根钢管混凝土，所述轨枕块由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块的制造模具内，在所述轨枕块的浇筑过程中与所述轨枕块浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；
[0010] 在空心钢管插入轨枕块的部分横向设置有开孔，在部分或全部两两空心钢管的开孔中穿设横向的加强件，且最外侧的两个轨枕块中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述加强件，从而所述加强件在所述轨枕块的浇筑过程中至少部分埋入轨枕块的混凝土中、以加强钢管混凝土与轨枕块之间的连接。
[0011] 优选地，在所述钢管混凝土的外壁上还固定有径向方向的钢棒；所述钢棒设置在不与所述开孔和所述加强件冲突的位置；且最外侧的两个轨枕块中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述钢棒。
[0012] 优选地，两个空心钢管的开孔位于轨道纵向的同一个竖直平面内，所述加强件正横向贯穿两个所述钢管混凝土；
[0013] 所述钢棒包括多个，周向分布于所述钢管混凝土的外壁，且与所述加强件在轨道纵向的同一个竖直平面上，或者与所述加强件在轨道纵向的多个不同竖直平面上。
[0014] 优选地，两个空心钢管的开孔位于轨道纵向的多个不同竖直平面内，为斜向开孔，所述加强件斜横向贯穿两个所述钢管混凝土；
[0015] 所述钢棒包括多个，周向分布于所述钢管混凝土的外壁，且位于所述斜向开孔所处在的斜向竖直平面上，或者不位于所述斜向开孔所处的斜向竖直平面上。
[0016] 优选地，所述加强件为直条形；至少包括这样一组交叉型加强件，即，两个分别斜横向设置的加强件在两钢管混凝土的轴心线所处的平面上呈X型交叉设置。
[0017] 优选地，在轨道的纵向方向上，所述加强件的两端伸出所述轨枕块的两侧面、露出端头，以此方式，所述加强件不但贯穿两个钢管混凝土，还贯穿轨枕块，从而在道床板的浇筑过程中，将轨枕块、钢管混凝土、加强件的露出端头浇筑为一体。
[0018] 优选地，所述加强件包括多个，沿所述钢管混凝土的纵向依次间隔设置；多个所述加强件作为一个整体，其整体中心从最外侧的两个轨枕块的中心偏向于内侧方向、偏心设置。
[0019] 优选地，多个所述加强件分为处于不同高度的上下两组，多个开孔也对应地分为处于不同高度的上下两组，即，既包括贯穿在两个所述钢管混凝土中、上方开孔中的加强件，又包括贯穿在两个所述钢管混凝土中、下方开孔中加强件，且上下两组加强件沿所述钢管混凝土的纵向依次交替、间隔设置，即一上一下、纵向依次交替、间隔设置。
[0020] 优选地，所述加强件的形状构造为具有放大头结构，所述放大头结构至少设置在所述加强件的两端部，所述放大头结构的尺寸大于所述加强件其他位置的尺寸。
[0021] 优选地，所述加强件在两个所述钢管混凝土之间的部分，其轴心线至少局部为波浪形或折线形或螺旋形；
[0022] 或者，所述加强件只有一端，其轴心线至少局部为波浪形或折线形或螺旋形。
[0023] 上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024] 总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0025] 1、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，在两个钢管连接件之间贯穿设置有横向加强件，例如钢筋等结构物，在轨枕块的现场浇筑过程中埋入轨枕块中、浇筑为一体，同
时空心钢管内灌满混凝土，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。
[0026] 2、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中，对加强件在轨枕块中的具体位置分别进行了特别设计；进一步研究发现，无砟轨道的钢管混凝土轨枕的实际应用中，钢管受到向外的力，钢管伸入轨枕块较浅的部分受力较大，病害较多，该发现还未见有现有技术报道；基于此发现，将加强件尽量偏向于轨枕块靠内侧布置，具体地，从轨枕块中心偏向于内侧方向、偏心设置的加强件，距离轨枕块的内侧50-100mm，该位置处钢管混凝土与轨枕块之间产生的
锁定效果最好，列车运行后，可有效减少钢管混凝土与轨枕块连接处的病害。同样以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，通过实际测试，施加8t的荷载后直到混凝土破裂钢管仍然没有拔出。按上述两方面的设置、将钢管与混凝土等材料进行锁定，向外拔钢管时由于钢管内部贯穿的钢筋已经横向伸入到混凝土等材料的内部，大大提高钢管与混凝土等材料的结合力。
[0027] 3、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过周向
焊接加强小钢棒的构造和偏心位置的特别设计，与贯穿钢筋联合使用，加强了综合效果；同时根据贯穿钢筋与加强小钢棒之间位置关系、布置数量的变化，实现了加强结构连接强度的调节，获得了多级梯度的综合加强效果，适应不同地区的强度要求，同时在减重方面取得平衡。
[0028] 4、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋的直条形构造，便于加工制造，且通过斜向钢筋的设置，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋的长度，加大了连接紧固力，特别是通过两钢管混凝土的轴心线平面上的X型交叉钢筋的构造，除了具有钢管横向分量之外，还具有钢管纵向分量，形成了面状空间，可以有效抵御和传递列车运行中的震动，减少病害。
[0029] 5、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，还具有一个突出的特点，贯穿钢筋不仅贯穿了两个钢管混凝土，还贯穿了轨枕块，这样将双块式钢管混凝土轨枕搬运到道床施工现场的过程中，伸出轨枕块外侧的钢筋有利于搬运，可作为人工或者绳索等工具的受力
支撑点，在运输过程中还可通过绳索等吊具穿过外伸出的钢筋来打捆轨枕，或者堆放过程中固定轨枕，一次对方的层数可以更多，单次运量更大，而且使得轨枕运输存放过程中安全稳定。在道床板的混凝土现场浇筑的过程中，将轨枕块、钢管混凝土、加强件的露出端头浇筑为一体，轨枕块的下部不再像现有技术那样直接和道床板直接浇筑，而是通过预埋的钢筋伸出端，加强了轨枕块和道床板之间的连接强度。
[0030] 6、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过多个加强件作为一个整体组合的构造来发挥作用，且可以组合出各种整体互连方案，例如既可以沿钢管混凝土的纵向依次间隔、平行设置，也可以通过开孔高度的变化实现一上一下、纵向依次交替、间隔设置，由此通过上下方向的错位合力，避免同一高度上多处小裂纹的连接生成贯穿长裂纹，进一步提升加强强度，同时，依然遵循偏心设置的布置原则。
[0031] 7、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋的放大结构及其位置的设计，类似于
螺纹桩底部的放大头，在局部起到了
基础和阻力
迟滞的作用，防止了钢筋的移动。
[0032] 8、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋自身延伸方向上不同构型的独特设计，特别是加强件中部或一个端部，局部或全部波浪形、折线形、螺纹形等构型，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋与混凝土的接触长度，提高了紧固力，从而提高了钢管混凝土与轨枕混凝土之间的握裹力，同时保证了上述曲线的构型不妨碍穿过两个钢管的操作。
附图说明
[0033] 图1是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中双块轨枕时的示意图；
[0034] 图2是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中三块轨枕时的示意图；
[0035] 图3是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中贯穿加强件的侧剖视示意图；
[0036] 图4是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中钢棒加强件的侧剖视示意图；
[0037] 图5是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中加强件贯穿轨枕块时的侧剖视示意图；
[0038] 图6是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中加强件端部放大结构的侧剖视示意图；
[0039] 图7是本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中加强件端部和中部放大结构的侧剖视示意图。
具体实施方式
[0040] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。
[0041] 本实用新型提供一种钢管混凝土与轨枕块的连接加强结构，用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕中，所述钢管混凝土轨枕包括两个或更多轨枕块1和连接上述轨枕块1的多根钢管混凝土2，所述轨枕块1由混凝土浇筑而成，所述钢管混凝土2构造为利用空心钢管布置于彼此相邻的两个轨枕块1的制造模具内，在所述轨枕块1的现场浇筑过程中与所述轨枕块1浇筑为一体，同时所述空心钢管内灌满混凝土；在钢管混凝土2与轨枕块1之间设置连接加强结构，和/或在轨枕块1与道床之间设置连接加强结构。
[0042] 如图1-7所示，在空心钢管插入轨枕块1的部分横向设置有开孔，在部分或全部两两空心钢管的开孔中穿设横向的加强件3(如图3所示)，优选在贯穿开孔处进行焊接，且最外侧的两个轨枕块1中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述加强件3(如图1所示)，从而所述加强件3在所述轨枕块1的浇筑过程中至少部分埋入轨枕块的混凝土中、以加强钢管混凝土2与轨枕块1之间的连接。如图2所示，若有三个(或更多)轨枕块，例如
道岔处，由于中间轨枕块与两侧轨枕块都有连接，中间轨枕块中的加强件可以分为两组，还是遵循上述偏心设置原理，分别对应两侧的轨枕块，图2中仅示出了偏向左侧一组加强件的情况。当然，加强件的设置应避开预埋
螺栓套管。
[0043] 本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，在两个钢管连接件之间贯穿设置有横向加强件，例如钢筋等结构物，在轨枕块的现场浇筑过程中埋入轨枕块中、浇筑为一体，同时空心钢管内灌满混凝土，使得钢管混凝土与轨枕块的混凝土等材料之间的结合更为牢固。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构中，对加强件在轨枕块中的具体位置分别进行了特别设计；进一步研究发现，无砟轨道的钢管混凝土轨枕的实际应用中，钢管受到向外的力，钢管伸入轨枕块较浅的部分受力较大，病害较多，该发现还未见有现有技术报道；基于此发现，将加强件尽量偏向于轨枕块靠内侧布置，具体地，从轨枕块中心偏向于内侧方向、偏心设置的加强件，距离轨枕块的内侧50-100mm，该位置处钢管混凝土与轨枕块之间产生的锁定效果最好，列车运行后，可有效减少钢管混凝土与轨枕块连接处的病害。同样以两根外径40mm的钢管插入200mm深度的混凝土轨枕块内为例，通过实际测试，施加8t的荷载后直到混凝土破裂钢管仍然没有拔出。按上述两方面的设置、将钢管与混凝土等材料进行锁定，向外拔钢管时由于钢管内部贯穿的钢筋已经横向伸入到混凝土等材料的内部，大大提高钢管与混凝土等材料的结合力。
[0044] 优选地，如图4所示，在所述钢管混凝土2的外壁上还固定有径向方向的钢棒4；所述钢棒4设置在不与所述开孔和所述加强件3冲突的位置；且最外侧的两个轨枕块1中从中心偏向于内侧方向、偏心设置所述钢棒4。优选地，两个空心钢管的开孔位于轨道纵向的同一个竖直平面内，所述加强件3正横向贯穿两个所述钢管混凝土2；所述钢棒4包括多个，均匀周向分布于所述钢管混凝土2的外壁，且与所述加强件3在轨道纵向的同一个竖直平面上，或者与所述加强件3在轨道纵向的多个不同竖直平面上。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过周向焊接加强小钢棒的构造和偏心位置的特别设计，与贯穿钢筋联合使用，加强了综合效果；同时根据贯穿钢筋与加强小钢棒之间位置关系、布置数量的变化，实现了加强结构连接强度的调节，获得了多级梯度的综合加强效果，适应不同地区的强度要求，同时在减重方面取得平衡。
[0045] 优选地，两个空心钢管的开孔位于轨道纵向的多个不同竖直平面内，为斜向开孔(未示出)，所述加强件3斜横向贯穿两个所述钢管混凝土2；所述钢棒4包括多个，周向分布于所述钢管混凝土2的外壁，且位于所述斜向开孔所处在的斜向竖直平面上，或者不位于所述斜向开孔所处的斜向竖直平面上。优选地，所述加强件3为直条形；至少包括这样一组交叉型加强件，即，两个分别斜横向设置的加强件在两钢管混凝土2的轴心线所处的平面上呈X型交叉设置。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋的直条形构造，便于加工制造，且通过斜向钢筋的设置，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋的长度，加大了连接紧固力，特别是通过两钢管混凝土的轴心线平面上的X型交叉钢筋的构造，除了具有钢管横向分量之外，还具有钢管纵向分量，形成了面状空间，可以有效抵御和传递列车运行中的震动，减少病害。
[0046] 优选地，如图5所示，在轨道的纵向方向上，所述加强件3的两端伸出所述轨枕块1的两侧面、露出端头，以此方式，所述加强件3不但贯穿两个钢管混凝土2，还贯穿轨枕块1，从而在道床板的浇筑过程中，将轨枕块1、钢管混凝土2、加强件3的露出端头浇筑为一体。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，还具有一个突出的特点，贯穿钢筋不仅贯穿了两个钢管混凝土，还贯穿了轨枕块，这样将双块式钢管混凝土轨枕搬运到道床施工现场的过程中，伸出轨枕块外侧的钢筋有利于搬运，可作为人工或者绳索等工具的受力支撑点，在运输过程中还可通过绳索等吊具穿过外伸出的钢筋来打捆轨枕，或者堆放过程中固定轨枕，一次对方的层数可以更多，单次运量更大，而且使得轨枕运输存放过程中安全稳定。在道床板的混凝土现场浇筑的过程中，将轨枕块、钢管混凝土、加强件的露出端头浇筑为一体，轨枕块的下部不再像现有技术那样直接和道床板直接浇筑，而是通过预埋的钢筋伸出端，加强了轨枕块和道床板之间的连接强度。
[0047] 优选地，如图1-2所示，所述加强件3包括多个，沿所述钢管混凝土2的纵向依次间隔设置；多个所述加强件3作为一个整体，其整体中心从最外侧的两个轨枕块的中心偏向于内侧方向、偏心设置。优选地，所述加强件3为直条形；至少包括这样一组平行的加强件，即，沿所述钢管混凝土2的纵向依次的两个加强件相互平行。优选地，多个所述加强件3分为处于不同高度的上下两组，多个开孔也对应地分为处于不同高度的上下两组，即，既包括贯穿在两个所述钢管混凝土2中、上方开孔中的加强件，又包括贯穿在两个所述钢管混凝土2中、下方开孔中加强件，且上下两组加强件沿所述钢管混凝土2的纵向依次交替、间隔设置，即一上一下、纵向依次交替、间隔设置。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过多个加强件作为一个整体组合的构造来发挥作用，且可以组合出各种整体互连方案，例如既可以沿钢管混凝土的纵向依次间隔、平行设置，也可以通过开孔高度的变化实现一上一下、纵向依次交替、间隔设置，由此通过上下方向的错位合力，避免同一高度上多处小裂纹的连接生成贯穿长裂纹，进一步提升加强强度，同时，依然遵循偏心设置的布置原则。
[0048] 优选地，如图6-7所示，所述加强件3的形状构造为具有放大头结构5，所述放大头结构5至少设置在所述加强件的两端部，所述放大头结构5的尺寸大于所述加强件其他位置的尺寸。例如，加强件3贯穿钢管后，端部的放大头可以是拧上的或焊接的螺栓，中部的放大头可以是焊接的钢棒或焊接的螺栓等。本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋的放大结构及其位置的设计，类似于螺纹桩底部的放大头，在局部起到了基础和阻力迟滞的作用，防止了钢筋的移动。
[0049] 优选地，所述加强件3在两个所述钢管混凝土2之间的部分，其轴心线至少局部为波浪形或折线形或螺旋形(未示出)；或者，所述加强件3只有一端，其轴心线至少局部为波浪形或折线形或螺旋形(未示出)。8、本实用新型的钢管混凝土与轨枕块的贯穿式连接加强结构，通过加强钢筋自身延伸方向上不同构型的独特设计，特别是加强件中部或一个端部，局部或全部波浪形、折线形、螺纹形等构型，在单位大小的轨枕块中增加了加强钢筋与混凝土的接触长度，提高了紧固力，从而提高了钢管混凝土与轨枕混凝土之间的握裹力，同时保证了上述曲线的构型不妨碍穿过两个钢管的操作。
[0050] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
