本实用新型属于铁路扣件技术领域，具体涉及一种带有约束结构的预应力弹条及轨道扣件。
背景技术：
弹条是轨道扣件中对钢轨施加扣压力的核心零件；应用比较广泛的是w型和e型弹条，现有技术中安装w型弹条，是通过向下拧紧螺母使平垫圈向下挤压w弹条变形达到预设变形量后形成的反弹力来压住钢轨轨底，以阻止钢轨移动和扣件其它零件松散，安装e型弹条是直接安装在轨枕的预埋铁座或铁垫板上带安装插孔的凸起状结构上，弹条的中肢穿入预埋铁座或铁垫板上凸起状结构的安装孔中，沿水平穿入方向拉动弹条，使其趾端在变形过程中逐渐压在钢轨上、跟端压在预埋铁座上。在现有扣件制造和安装技术中，由于钢轨、弹条、扣件其它零件、轨枕承轨面等均存在制造偏差和安装误差，使得弹条实际变形后产生的反弹力即扣件扣压力与扣件设计时规定的弹条反弹力存在一定的差异，这样就导致线路上每个节点的实际扣件扣压力是不一致的，施加扣压力的弹条存在过载或欠载的情况，对钢轨的约束也是不均衡的，特别是在弯道处、桥隧区域、上下坡区域的钢轨约束失衡，将会严重影响钢轨的平顺性和车辆稳定性，也会引起扣件(包括弹条)出现早期失效(弹条扣压力降低、疲劳断裂、扣件位移)，对轨道交通运输的安全运营构成了严重的威胁。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种带有约束结构的预应力弹条，提高弹条扣压力的一致性，避免不同节点存在对轨道的扣压力差异。
为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型技术方案如下：
一种带有约束结构的预应力弹条，包括被预压缩变形的具有预应力的弹条本体以及与弹条本体连接并对弹条本体施加约束力的约束件，所述约束件压在弹条本体具有反压缩抗力的至少三个部位上，阻止所述弹条本体压缩后的反弹。
采用上述结构，通过弹条在出厂以前进行约束性预压至规定的扣压力值，使每个弹条在出厂以前具有了相等的且满足设计要求扣压力，避免了服役时因为制造、安装因素导致的不相同的现象；施工安装时，只需要将弹条安装到规定位置即可，不用在现场通过专用机具或工具进行安装或调整压紧程度；线路精调结束后，拆除弹条上的约束件，使弹条恢复反弹力即可保证弹条对钢轨或轨距块施加规定的压紧力，达到一次安装到位，提高了各节点弹条扣压力的一致性，极大地降低了安装技术要求和劳动强度。
可选地，所述弹条本体为w型弹条，包括鼻部和连接在鼻部两侧的外肢，所述约束件呈条状，该约束件横插在弹条本体两外肢下侧和弹条鼻部上表面之间，所述约束件中部压在弹条鼻部上侧，约束件两端穿过两个外肢的下方并压在两个外肢的下侧。
可选地，所述鼻部上表面设置有用于安装时抵压平垫圈或道钉盘状部或螺母的安装部，所述约束件与鼻部的接触位置避开所述安装部。
可选地，所述鼻部呈u型，包括中间的弯曲部和与弯曲部两端连接的侧臂，所述外肢与鼻部的侧臂通过弹条尾部弯曲段连接，所述外肢末端连接弹条趾端，所述外肢具有上拱部，所述约束件两端抵在上拱部下侧，所述约束件中部压在鼻部的两个侧臂上。
可选地，所述约束件与鼻部两个侧臂的接触位置靠近所述鼻部的弯曲部。
可选地，所述约束件为圆形或扁形，约束件中部相对于两端上拱。
可选地，所述弹条本体为e型弹条，包括中肢部、跟端部和趾端部，所述中肢部与跟端部之间通过第一弯曲段连接，所述跟端部与趾端部之间通过第二弯曲段连接，所述约束件为刚性的约束带，所述约束带第一端扣在趾端部上，中部绕过跟端部外侧并压在跟端部上，约束带的第二端扣在跟端中肢部上或者中肢部与第一弯曲段的连接部上。
可选地，所述约束带的第一端由趾端部的内侧或外侧通过后扣在所述趾端部上；所述约束带的第二端穿过中肢部与跟端部之间的空隙后扣在中肢部上或者所述连接部上，或者约束带的第二端从中肢部下侧或连接部的下侧通过后扣在所述中肢部或连接部上。
可选地，所述约束带与两端具有弧形的扣压部，所述约束带第一端的扣压部至少一部分扣在趾端部的下表面。
可选地，所述弹条本体外包覆有热缩材料制成的热缩套。
本实用新型还提供一种轨道扣件，包括权利要求所述的带有约束结构的预应力弹条。
如上所述，本实用新型的有益效果是：本实用新型，通过弹条在出厂以前进行约束性预压至规定的扣压力值，使每个弹条在出厂以前具有了相等的且满足设计要求扣压力，避免了服役时因为制造、安装因素导致的不相同的现象；施工安装时，只需要将弹条通过摆放的方式安装到规定位置即可，不用在现场通过专用机具或工具进行安装或调整弹条对钢轨或轨距块压紧程度；线路精调结束后，拆除弹条上的约束件，使弹条恢复反弹力即可保证弹条对钢轨或轨距块施加规定的压紧力，达到一次安装到位，提高了各节点弹条扣压力的一致性，极大地降低了安装技术要求和劳动强度。
附图说明
图1为w型弹条的结构示意图；
图2为本实用新型带有约束结构的预应力弹条的一个实施例的示意图(w型)；
图3为图2的俯视示意图；
图4为e型弹条的结构示意图；
图5为本实用新型带有约束结构的预应力弹条的一个实施例的左视图(e型)；
图6为本实用新型带有约束结构的预应力弹条的一个实施例的俯视图；
图7为本实用新型带有约束结构的预应力弹条的另一个实施例的左视图(e型)；
图8为本实用新型带有约束结构的预应力弹条的另一个实施例的俯视图；
图9为本实用新型带有约束结构的预应力弹条4种约束方式的简化示意图(e型)；
图10为w型弹条安装在轨道扣件上的半剖示意图；
图11为w型弹条安装在轨道扣件上的俯视示意图；
图12为e型弹条安装在轨道扣件上的半剖示意图；
图13为e型弹条安装在轨道扣件上的俯视示意图。
零件标号说明：
1-w型弹条；11-鼻部；11a-弯曲部；11b-侧壁；12-弹条尾部弯曲段；13-外肢；14-弹条趾端；2-条状约束件；3-e型弹条；31-中肢部；32-第一弯曲段；33-跟端部；34-第二弯曲段；35-趾端部；4-约束带；41-第一端；42-第二端；5-轨枕；6-钢轨；71-轨距块；72-螺旋道钉；73-轨下垫板；74-铁座；75-轨距块；76-弹簧垫圈；77-调高垫板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点及功效。
实施例1
本例提供一种带有约束结构的预应力弹条，包括弹条本体和约束件，其中弹条本体被预压缩变形且具有预应力，所述约束压在弹条本体具有反压缩抗力的至少三个部位上，对弹条本体施加约束力，阻止所述弹条本体压缩后的反弹，即阻止其回复原状。在解除约束件的约束后弹条本体能够恢复。
通过弹条在出厂以前进行约束性预压至规定的扣压力值，并通过约束件进行约束，使每个弹条在出厂以前具有了相等的且满足设计要求扣压力，避免了服役时因为制造、安装因素导致的不相同的现象；施工安装时，只需要将弹条通过摆放的方式安装到规定位置即可，不用在现场通过专用机具或工具进行安装或调整弹条对钢轨或轨距块压紧程度；线路精调结束后，拆除弹条上的约束件，使弹条恢复反弹力即可保证弹条对钢轨或轨距块施加规定的压紧力，达到一次安装到位，提高了各节点弹条扣压力的一致性，极大地降低了安装技术要求和劳动强度。
其中弹条有很多种类，本例中以典型的w型弹条和e型弹条进行说明。
如图1所示，弹条本体为w型弹条，为对称结构；图1中(a)为主视图、(b)为俯视图、(c)为右视图；w型弹条包括鼻部11和连接在鼻部11两侧的外肢13，所述鼻部11呈u型，包括中间的弯曲部11a与弯曲部11a两端连接的侧臂11b，外肢13与鼻部11的侧臂11b通过弹条尾部弯曲段12连接，外肢13末端连接弹条趾端14，外肢13具有上拱部。
如图2和图3所示，所述约束件为条状约束件2，该条状约束件2横插在弹条本体两外肢13下侧和弹条鼻部11的上表面之间，约束件中部压在弹条的鼻部11上侧，约束件两端穿过两个外肢13的下方并顶在两个外肢13的下侧。具体而言，约束件两端抵在上拱部的下侧(即下表面)，约束件中部压在鼻部11的两个侧臂11b上。
其中，所述鼻部11上表面设置有用于安装时压紧的安装部，当弹条安装在铁轨上时，紧固件压在两个侧臂11b上，因此，约束件与鼻部11的接触位置避开所述安装部。
具体地，约束件与鼻部11的两个侧臂11b的接触位置靠近鼻部11的弯曲部11a，同样地，条状约束件2与外肢13下侧的接触位置也向弹条趾端14靠近。
其中，所述条状约束件2截面为圆形或扁形，约束件中部相对于两端弯折而向上拱起，以便于压在鼻部11上。约束件与弹条的作用点为两个侧臂11b和两个外肢13，两边对称，具有较好的约束效果。
在一个实施方式中，所述弹条本体外包覆有热缩套，对弹条本体具有较好的防腐保护作用，约束件压在热缩套外。
其中该w型弹条1作为轨道扣件在钢轨6上的安装方式如图10和11所示，轨距块71安装在轨枕5的承轨槽或承轨面上，w型弹条1压在轨距块71和钢轨6上，其中鼻部11和弹条趾端14压在钢轨6上，两个弹条尾部弯曲段12压在轨距块71上，螺旋道钉72穿过鼻部11的两侧臂11b之间的空隙后伸入钢轨5内，与钢轨5的预埋套管或直接与钢轨5连接，螺旋道钉72通过平垫圈压在两侧臂11b上，将w型弹条1压紧，由于w型弹条1本身有被约束的反弹力，因此螺旋道钉72的拧到基本抵紧或者指定程度即可，在安装完成后，将条状约束件2锯断，即可解除约束，弹条将钢轨6压紧。由于对弹条自身的反弹力一致性较高，因此能够提高对钢轨6扣压力的一致性。
上述弹条的制造方式可采用如下方式：在压机上通过压机压头顶压住弹条鼻部11向下位移，其位移量为弹条的弹程值，这时，将一根条状或片状的钢制约束件从弹条的任一外肢13拱部前段外侧下方插入并绕到弹条鼻部11两侧臂11b上方后，钢制约束件的插入端头从弹条的另一外肢13拱部前段内侧下方穿过。这样，钢制约束件表面的4个点分别接触弹条2个外肢13拱部前段内侧下方2点和弹条鼻部11两侧臂11b上方2点，当压头离开弹条中部前段时钢制约束件通过这4个点位阻止弹条鼻部11往压缩前的状态回复，这样就形成了弹条被约束状态。
安装扣件时，依序将调高垫板、轨下垫板73、轨距块71放在轨枕5的承轨槽里，然后将钢轨6置于轨下垫板73之上，将预先被约束的弹条1的弹条尾部弯曲段12放在轨距块71的槽道内，两趾端14放在钢轨6轨底上表面上，放置到位后，带盘状的螺旋道钉72穿过弹条鼻部11的弯曲部11a和侧壁11b形成的空挡并旋入到预埋在轨枕5的套管里，且使带盘状的螺旋道钉72的盘状底部接触弹条1，在轨道精调完成后，用工具切断弹条1上的条状约束件2以解除对弹条1的约束，使弹条鼻部11具有回复原始状态的趋势。由于弹条鼻部11仍然继续受到螺旋道钉72的盘状底部的限位，弹条两外肢13具有了指向钢轨6轨底的反作用力，即对钢轨6的扣压力。
实施例2
本例中，所述弹条本体为e型弹条3，包括中肢部31、跟端部33和趾端部35，中肢部31与跟端部33之间通过第一弯曲段32连接，跟端部33与趾端部35之间通过第二弯曲段32连接，如图4所示，其中图4(a)为e型弹条3的主视图，图4(b)为俯视图；图4(c)为左视图。
本例中，约束件为刚性的约束带4，约束带4的第一端41扣在趾端部35上，中部绕过跟端部33外侧并压在跟端部33的外表面上，约束带4的第二端42扣在跟端中肢部31上或者中肢部31与第一弯曲段32的连接部上，由于中肢部31在安装时会插入轨枕5上的铁座74的孔中，因此约束带4需与中肢部31的插入段之间至少应有大于铁座74的孔壁厚度的空间距离，当约束带4第二端42扣在中肢部31上时，接触位置位于中肢部31上靠近第一弯曲段32的一端。
其中，约束带4两端与e型弹条3的约束方式有多种方式，参见图9所示，约束带4与e型弹条3形成3个接触位置，即约束带4的第一端41与趾端部35外壁、约束带4与跟端部33外壁以及约束带4的第二端42与中肢部31外壁(或者中肢部31与第一弯曲段32的连接处)。约束带4的第一端41与趾端部35有两种扣压方式，约束带4的第二端42与中肢部31(或连接部)有两种扣压方式。
具体地，参见图9(a)所示，约束带4的第一端41绕过趾端部35的外侧，并从趾端部35的外侧扣在趾端部35上，为达到较好的约束效果，第一端41部分地压在趾端部35下表面；约束带4的第二端42绕过中肢部31的外侧(即从中肢部31下方通过)后扣在所述中肢部31上，或者约束带4的第二端42绕过连接部外侧(从连接部下方通过后)后扣在连接部上。
该约束方式的结构如图5和图6所示。
其中，为便于压紧，约束带4的两端具有弧形的扣压部，其中，约束带4第一端41的扣压部至少一部分扣在趾端部35的下表面。
参见图9(b)所示，约束带4的第一端41绕过趾端部35的外侧，并从趾端部35的外侧扣在趾端部35上，约束带4的第二端42穿过中肢部31与跟端部33之间的空隙后扣在中肢部31上或者所述连接部上，即约束带4的第二端42从中肢部31内侧伸入。该约束方式的结构如图7和图8所示。
参见图9(c)所示，约束带4的第一端41由趾端部35的内侧伸入，从趾端部35的内侧扣在趾端部35上，约束带4的第二端42穿过中肢部31与跟端部33之间的空隙后扣在中肢部31上或者所述连接部上，即约束带4的第二端42从中肢部31内侧伸入。
参见图9(d)所示，约束带4的第一端41由趾端部35的内侧伸入，从趾端部35的内侧扣在趾端部35上，约束带4的第二端42绕过中肢部31的外侧(即从中肢部31下方通过)后扣在所述中肢部31上，或者约束带4的第二端42绕过连接部外侧(从连接部下方通过后)后扣在连接部上。
在一个实施方式中，所述弹条本体外包覆有热缩材料(例如聚乙烯、聚氯乙烯等)制成的热缩套，对弹条本体具有较好的防腐保护作用。
其中该e型弹条3作为轨道扣件在钢轨6上的安装方式如图12和13所示，铁座74通过旋道螺钉72和弹簧垫圈76安装在轨枕5上，铁座74上沿钢轨6的长度方向开设有用于中肢部31插入的安装孔，钢轨6通过轨下垫板73安装在铁座74上，钢轨6底部上方安装有轨距块75，所述e型弹条3的趾端部35压在轨距块75上，跟端部33压在铁座74上，中肢部31穿设在安装孔内；铁座74与钢轨5之间还可以安装调高垫板77等，其中轨下垫板73和调高垫板77为橡胶板；当e型弹条3安装完成后，将约束带4的约束解除，e型弹条3恢复弹力，将钢轨6压紧。其中可以采用锯断的方式将约束带4解除。该具有预应力的e型弹条3的制造方式与实施例1相似。
通过弹条在出厂以前进行约束性预压至规定的扣压力值，使每个弹条在出厂以前具有了相等的且满足设计要求扣压力，确保了弹条预压形成的扣压力具有一致性或定制化特点；在安装预应力弹条以后，可以采用简单工具和方法拆除约束件，使弹条具有回复弹性的能力。避免了服役时因为制造、安装因素导致的不相同的现象；施工安装时，只需要放置弹条到规定位置后，手动拧入螺母或带盘状的螺旋道钉使平垫圈或螺旋道钉盘状的底部接触弹条，免除了采用专用机具或工具；线路精调结束后，拆除弹条上的约束件，使弹条恢复反弹力，达到一次安装到位水平；由于弹条成为了标准件结构，安装过程中避免了螺栓和螺纹之间以及现有技术中的弹条压缩过程存在的弹条与平垫圈摩擦功耗，实现了各个线路节点的弹条扣压力一致性或定制化，提高了线路施工精度；施工人员劳动强度显著降低，施工装备费用大幅减少，安装工效明显提高，大量地节省了线路施工费用。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
1.一种带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：包括被预压缩变形的具有预应力的弹条本体以及与弹条本体连接并对弹条本体施加约束力的约束件，所述约束件压在弹条本体具有反压缩抗力的至少三个部位上，阻止所述弹条本体压缩后的反弹。
2.根据权利要求1所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述弹条本体为w型弹条，包括鼻部和连接在鼻部两侧的外肢，所述约束件呈条状，该约束件横插在弹条本体两外肢下侧和弹条鼻部上表面之间，所述约束件中部压在弹条鼻部上侧，约束件两端穿过两个外肢的下方并压在两个外肢的下侧。
3.根据权利要求2所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述鼻部上表面设置有用于安装时抵压平垫圈、道钉盘状部或螺母的安装部，所述约束件与鼻部的接触位置避开所述安装部。
4.根据权利要求2所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述鼻部呈u型，包括中间的弯曲部和与弯曲部两端连接的侧臂，所述外肢与鼻部的侧臂通过弹条尾部弯曲段连接，所述外肢末端连接弹条趾端，所述外肢具有上拱部，所述约束件两端抵在上拱部下侧，所述约束件中部压在鼻部的两个侧臂上。
5.根据权利要求4所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述约束件与鼻部两个侧臂的接触位置靠近所述鼻部的弯曲部。
6.根据权利要求2所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述约束件为圆形或扁形，约束件中部相对于两端上拱。
7.根据权利要求1所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述弹条本体为e型弹条，包括中肢部、跟端部和趾端部，所述中肢部与跟端部之间通过第一弯曲段连接，所述跟端部与趾端部之间通过第二弯曲段连接，所述约束件为刚性的约束带，所述约束带第一端扣在趾端部上，中部绕过跟端部外侧并压在跟端部上，约束带的第二端扣在跟端中肢部上或者中肢部与第一弯曲段的连接部上。
8.根据权利要求7所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述约束带的第一端由趾端部的内侧或外侧通过后扣在所述趾端部上；所述约束带的第二端穿过中肢部与跟端部之间的空隙后扣在中肢部上或者所述连接部上，或者约束带的第二端从中肢部下侧或连接部的下侧通过后扣在所述中肢部或连接部上。
9.根据权利要求7所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述约束带与两端具有弧形的扣压部，所述约束带第一端的扣压部至少一部分扣在趾端部的下表面。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的带有约束结构的预应力弹条，其特征在于：所述弹条本体外包覆有热缩材料制成的热缩套。
11.一种轨道扣件，其特征在于：包括权利要求1-10任意一项所述的带有约束结构的预应力弹条。
技术总结