軌道結(jié)構(gòu)理論與軌道力學(xué)(扣件)

1、.1國(guó)內(nèi)外主要扣件情況綜述國(guó)內(nèi)外主要扣件情況綜述西南交通大學(xué)西南交通大學(xué) 劉學(xué)毅劉學(xué)毅.2一、木枕扣件一、木枕扣件.3n木枕軌道上用于聯(lián)結(jié)鋼軌和木枕的聯(lián)結(jié)零件。依其聯(lián)結(jié)鋼軌、墊板與木枕三者之間的型式分為：簡(jiǎn)易式、不分開(kāi)式、分開(kāi)式及混合式四種。.4木枕簡(jiǎn)易式扣件木枕簡(jiǎn)易式扣件 n指用道釘直接將鋼軌、木枕聯(lián)結(jié)在一起的扣緊方式,鋼軌與木枕聯(lián)結(jié)簡(jiǎn)單、方便。簡(jiǎn)易式扣件有普通道釘和彈簧道釘兩種。彈簧道釘是用圓形或方形的彈簧鋼制成，型式很多，因其扣壓鋼軌的部分具有一定的彈性變形，能大大緩減鋼軌的振動(dòng)。當(dāng)木枕受荷發(fā)生變形時(shí)，仍能保持足夠的扣壓力，其抗拔力和抗推力均比普通道釘大。.5木枕不分開(kāi)式扣件木枕不分開(kāi)式

2、扣件n在鋼軌與木枕之間加一鐵墊板，然后直接用三個(gè)道釘（內(nèi)側(cè)兩個(gè)、外側(cè)一個(gè)）把鋼軌、墊板、木枕共同釘在一起。由于直接用道釘將鋼軌、墊板共同釘于木枕上，列車(chē)通過(guò)時(shí)鐵墊板發(fā)生振動(dòng)，易磨損木枕，較少采用。.6木枕不分開(kāi)式扣件.7木枕分開(kāi)式扣件木枕分開(kāi)式扣件n四個(gè)螺紋道釘聯(lián)結(jié)墊板與木枕，兩個(gè)形螺栓扣壓鋼軌，道釘和形螺栓構(gòu)成“K”型，因此又稱(chēng)“K”式扣件。分開(kāi)式扣件由于分別將鋼軌與墊板、墊板與木枕扣緊，具有扣著力強(qiáng)，墊板振動(dòng)得到緩減，并能有效地制止鋼軌的縱、橫向移動(dòng)，更換鋼軌時(shí)，不需要擾動(dòng)墊板與木枕的聯(lián)結(jié)，便于組裝軌排，延長(zhǎng)木枕使用壽命等特點(diǎn)。但零件多，用鋼量大，彈性差，僅在個(gè)別軌道及橋梁上使用。.8 我

3、國(guó)鐵路上使用的式分開(kāi)式扣件.9木枕混合式扣件木枕混合式扣件n在不分開(kāi)扣件的基礎(chǔ)上，加兩個(gè)道釘，只聯(lián)結(jié)墊板與木枕（鋼軌內(nèi)外側(cè)各一個(gè)），前三個(gè)道釘作用為不分開(kāi)式，而后設(shè)的道釘為分開(kāi)式，因此稱(chēng)這種扣件為混合式扣件。這種扣件能緩減墊板的振動(dòng)，零件也少，安裝方便，目前在我國(guó)鐵路木枕軌道上使用最廣。.10我國(guó)木枕上使用的混合式道釘扣件.11 我國(guó)鐵路上使用的五孔雙肩鐵墊板.12二、混凝土枕扣件二、混凝土枕扣件.13n混凝土枕扣件按扣壓件類(lèi)型可分為彈條扣件、扣板式扣件、彈片式扣件三種；n按混凝土軌枕有無(wú)擋肩分為有擋肩扣件和無(wú)擋肩扣件兩種。n混凝土枕由于重量大、剛度大的特點(diǎn)，對(duì)扣件性能要求較高，對(duì)其扣壓力、彈

4、性和可調(diào)性均有較嚴(yán)格的要求。混凝土枕扣件應(yīng)具備如下性能：足夠的扣壓力、適當(dāng)?shù)膹椥?、一定的水平和軌距調(diào)整量及一定的絕緣性能。.14扣板式扣件扣板式扣件n由扣板、螺旋道釘、彈簧墊圈、鐵座及絕緣緩沖墊板等組成，為剛性扣件。n扣件零件少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整軌距比較方便。缺點(diǎn)是彈性不足，扣壓力較低，使用過(guò)程中容易松動(dòng)。目前在我國(guó)鐵路上已逐漸被彈條式扣件所代替。n我國(guó)扣板式扣件分為61、63和70型。61型扣板式扣件主要是螺旋道釘、木栓扣板式扣件，該扣件很快就被63型及70型扣板式扣件代替。.15我國(guó)61型扣板式扣件.1663型式扣件相對(duì)于61型加寬了鐵座寬度，絕緣緩沖墊片增加厚度。.17 70型板式扣件63

5、型板式扣件基礎(chǔ)上改進(jìn)。改螺紋道釘為螺旋道釘，取消木栓聯(lián)結(jié)型式，螺母與彈簧墊圈之間加設(shè)了平墊圈，扣板中部厚度由18 mm減薄為15mm，絕緣緩沖墊板厚度由5mm增加為7mm，提高了強(qiáng)度及彈性。.18彈片式扣件彈片式扣件 64-彈片扣件無(wú)擋肩彈性分開(kāi)式扣件，螺紋道釘擰緊于預(yù)埋于支承塊內(nèi)的鐵套管中，軌下及鐵墊扳下各置一彈性墊板，支承塊面設(shè)一壓縮本制墊扳。該扣件由原北京地下鐵道工程局設(shè)計(jì)，曾在京廣線易家灣隧道整體道床中試鋪，后來(lái)鋪設(shè)于北京地鐵整體道床上。.19 66型彈片扣件有擋肩不分開(kāi)式彈性扣件，適用于整體道床。采用楔形軌距塊配合鐵座調(diào)整軌距。每股鋼執(zhí)調(diào)整量為+3-6mm，扣件配合扣板墊塊每股鋼軌調(diào)

6、高量為20 mm。本扣件曾京原線北溝隧道整體道床中試鋪。.20 67型彈片式扣件由螺旋道釘、螺母、平墊圈、彈片、軌距擋板及彈性墊板等零件組成。67年定型，68、73年兩次修改。拱形彈片扣壓鋼軌，軌距擋板代替鐵座調(diào)整軌距和傳遞橫向推力。彈片強(qiáng)度不足，易殘余變形和折斷。.21 整體道床型扣件有擋肩不分開(kāi)式彈性扣件，適用于直線和半徑1200m的曲線地段的整體道床，本扣件采用調(diào)換軌距塊及鐵墊座的方法調(diào)整軌距，軌距調(diào)整晝?yōu)?6-8mm。本扣件曾在大巴山隧道整體道床中試用。.22 彈片I型調(diào)高扣件由I型彈片、軌距擋板、擋板座、橡膠墊板、調(diào)高墊板及螺旋道釘?shù)冉M成，彈片分中間彈片、接頭彈片及補(bǔ)強(qiáng)彈片。適用于5

7、0、43 鋼軌混凝土枕線路，用軌下調(diào)高墊片對(duì)鋼軌進(jìn)行25mm調(diào)高。.23彈條式扣件彈條式扣件n由螺旋道釘、螺母、平墊圈、彈條、軌距擋板、擋板座及彈性墊板等零件組成。n采用彈條作為鋼軌扣壓件，利用材料的彎曲變形及扭轉(zhuǎn)變形，結(jié)構(gòu)形式比較合理。n我國(guó)混凝土軌枕的主型扣件。.24n彈條用于扣壓鋼軌，由直徑為13mm的或熱軋彈簧圓鋼制成。彈條兩種型號(hào)。50軌除14號(hào)接頭軌距擋板安裝型彈條外，其余均安裝型彈條。60軌一律安裝型彈條。n軌距擋板調(diào)整軌距，傳遞橫向力。擋板座支撐擋板，有足夠的絕緣性能。擋板座兩斜面的厚度不同，可調(diào)換使用，調(diào)整軌距。n彈條I型扣件彈性好，扣壓力損失較小，能較好地保持軌道幾何形位，

8、已成為我國(guó)PC軌枕線路主型扣件，適用于標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑300m的曲線地段。.25 彈條II型扣件除彈條采用新材料外，其余部件與彈條I型扣件通用。用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼作為II型彈條的材料，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別比I型扣件提高了42%和36%。II型扣件具有扣壓力大、強(qiáng)度安全儲(chǔ)備大、殘余變形小等優(yōu)點(diǎn)。.26 型彈條分開(kāi)式扣件秦沈線橋上板式軌道上使用，單個(gè)彈條扣壓力不小于5.6kN，扣件承受橫向力50kN，扣件節(jié)點(diǎn)最大縱向阻力不大于7.0kN/mm，扣件節(jié)點(diǎn)垂向剛度為40-60kN/mm，軌面調(diào)高量30mm,軌距調(diào)整量+8-12mm，預(yù)埋套管抗撥力100kN。.27我國(guó)秦沈線板式軌道上擬采用的彈條型分

9、開(kāi)式扣件 .28我國(guó)高速鐵路橋上無(wú)碴軌道擬采用的小阻力扣件.291.T型螺栓 2.螺母3.平墊圈 4.彈條5.絕緣塊 6.鐵墊板7.絕緣緩沖墊板 8.軌下墊板9.錨固螺栓 10.重型彈簧墊圈11.平墊塊 12.預(yù)埋絕緣套管13.軌下調(diào)高墊板 14.鐵墊板下調(diào)高墊板我國(guó)客專(zhuān)上普遍采用的WJ7型扣件.30項(xiàng)項(xiàng) 目目單位單位設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)一般扣件一般扣件小阻力扣件小阻力扣件單個(gè)彈條扣壓力單個(gè)彈條扣壓力kN104.5扣件阻力扣件阻力kN94.3軌距調(diào)整量軌距調(diào)整量mm+10-10高低調(diào)整量高低調(diào)整量mm-4+26預(yù)埋套管抗拔力預(yù)埋套管抗拔力kN100扣件承受的最大橫向力扣件承受的最大橫向力kN40（

10、疲勞荷載）（疲勞荷載）軌下墊層靜剛度軌下墊層靜剛度kN/mm3550絕緣性能絕緣性能滿(mǎn)足道砟電阻滿(mǎn)足道砟電阻3km.31我國(guó)客專(zhuān)上普遍采用的WJ8型扣件.32我國(guó)高速鐵路隧道內(nèi)無(wú)碴軌道擬采用的扣件.33 彈條型扣件無(wú)螺栓無(wú)擋肩扣件，由彈條、預(yù)埋鐵座、絕緣軌距塊和橡膠墊板組成。適用于直線或半徑350m的曲線，鋪設(shè)60鋼軌和型無(wú)擋肩混凝土軌枕的軌道?？蹓毫Υ蟆椥院?，取消擋肩，消除了軌距擴(kuò)大，減小了件養(yǎng)護(hù)工作量。.34 型彈條分開(kāi)式扣件秦沈線橋上板式軌道過(guò)渡段使用，單個(gè)彈條扣壓力不小于11kN，軌面調(diào)高量20mm,軌距調(diào)整量+8-4mm，預(yù)埋套管抗撥力100kN。.35彈條I性調(diào)高扣件由I型彈條、

11、軌距擋板、擋板座、橡膠墊板、調(diào)高墊板及螺旋道釘組成。調(diào)高量為20mm，而普通彈條I型為810mm。彈條I型調(diào)高扣件只適用于60kg/m鋼軌，彈條用A型。.36TF-Y型彈條扣件適用于50kg/m鋼軌整體道床曲線地段，允許調(diào)高量最大為20mm，用調(diào)高墊板來(lái)調(diào)整水平。.37三、國(guó)外扣件.38日本扣件日本扣件日本木枕上使用的404a型分開(kāi)式扣件.39日本木橋枕用404b型扣件.40日本使用的國(guó)鐵3型扣件.41日本預(yù)應(yīng)力混凝土枕102型扣件.42日本普通混凝土枕103型扣件.43直接4型扣件有擋肩彈性不分開(kāi)式扣件?？奂詮椥钥郯獾南轮蹓轰撥墸瑪Q緊螺母后彈性扣板的上肢與鋼軌接觸，因此扣件彈性良好。鋼軌

12、高低調(diào)整量為10mm，左右調(diào)整量23mm。.44直接5型扣件無(wú)擋肩彈性分開(kāi)式扣件，鐵墊扳的橢圓孔調(diào)整鋼軌左右位置，螺栓擰緊力為60-80 kN，由鐵墊板與絕緣墊板摩擦力承受橫向力。高低調(diào)整量20，左右調(diào)整量為10。.45直接直接4 4、5 5型扣件參數(shù)型扣件參數(shù)項(xiàng)項(xiàng) 目目單位單位設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)直結(jié)直結(jié)4型型直結(jié)直結(jié)5型型單個(gè)彈條扣壓力單個(gè)彈條扣壓力kN33.43扣件阻力扣件阻力kN3.13軌距調(diào)整量軌距調(diào)整量mm610高低調(diào)整量高低調(diào)整量mm01030扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛度扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛度kN/mm6060.46直接7型扣件無(wú)擋肩彈性分開(kāi)式，鐵墊扳的構(gòu)造和承受橫向水平力的原理與“直結(jié)5型扣件”

13、相同。扣件左右調(diào)整量較大，并可用楔形鐵座微調(diào)，其左右調(diào)整范圍為30mm。扣件上下調(diào)整量為50 mm。適用于土質(zhì)路基無(wú)碴軌道。.47日本一般區(qū)間無(wú)碴軌道上使用的直接8型扣件。總調(diào)高量為070mm，左右調(diào)節(jié)量為10mm。 .48.49德國(guó)扣件德國(guó)扣件德國(guó)木枕上使用的馬克貝斯彈簧道釘.50德國(guó)鐵路木枕上使用的Dna4型彈簧道釘.51德國(guó)鐵路木枕上使用的Dna6彈簧道釘.52德國(guó)木枕用K式扣件.53德國(guó)混凝土枕上使用的型扣件.54德國(guó)拉達(dá)無(wú)碴軌道上使用的扣件.55德國(guó)無(wú)碴軌道上使用的型扣件.56德國(guó)軌道上使用的無(wú)螺栓扣件.57軌枕螺栓扣壓彈條軌距擋塊軌枕鋼軌軌下膠墊板下膠墊塑料套管基板.58軌枕螺栓軌

14、距擋塊墊圈套管軌下膠墊基板板下膠墊軌枕調(diào)高墊板.59VOSSLOH300扣件技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)項(xiàng) 目目單位單位設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)Skl15彈條彈條Skl15B彈條彈條單個(gè)彈條扣壓力單個(gè)彈條扣壓力kN96.5扣件阻力扣件阻力kN96.5軌距調(diào)整量軌距調(diào)整量mm+10-10高低調(diào)整量高低調(diào)整量mm-4+26預(yù)埋套管抗拔力預(yù)埋套管抗拔力kN100扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛度度kN/mm22.52.5（動(dòng)靜剛度比（動(dòng)靜剛度比2.0）絕緣性能絕緣性能絕緣電阻絕緣電阻5k，.60英國(guó)扣件英國(guó)扣件英國(guó)混凝土枕線路上的赫依伯特扣件.61英國(guó)鐵路的Padarol扣件.62蘇聯(lián)扣件蘇聯(lián)扣件前蘇聯(lián)軌道上使用的蟹鉗形型扣

15、件.63前蘇聯(lián)軌道上使用的蟹鉗形型扣件.64蘇聯(lián)扣件：該扣件為雙層墊板式扣件，軌下鐵墊板和附加鐵墊扳用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)，利用軌下鐵墊扳在附加鐵墊扳上錯(cuò)動(dòng)來(lái)調(diào)整軌距。.65法國(guó)扣件法國(guó)扣件法國(guó)使用的木枕RN式扣件.66法國(guó)隧道內(nèi)無(wú)碴軌道上使用的Monaco型扣件.67法國(guó)板式軌道上使用的扣件.68法國(guó)彈性支承軌道上使用的STEDEF扣件.69法國(guó)TGV高速線上使用的Nabla扣件.70瑞士扣件瑞士扣件瑞士鐵路的Fist扣件.71荷蘭扣件荷蘭鐵路上使用的型扣件.72四、地鐵與輕軌扣件四、地鐵與輕軌扣件 .73nDTI型扣件全彈性分開(kāi)式。n彈性扣板，六邊形軌距塊，調(diào)距量+8、12mm，高低調(diào)整量為-5

16、+10 。n溝槽墊板，8mm塑料墊板。預(yù)埋玻璃鋼套管。n67年在京廣線易家灣隧道試鋪，北京地鐵二期工程均采用。.74DT型扣件n全彈性分開(kāi)式，二階減振。適用于整體道床一般減振地段。B型彈條。n軌距墊調(diào)整軌距。圓柱型粒子橡膠墊板。玻璃鋼套管。n扣件靜剛度21kN/mm，較DTI型扣件加速度減少5-10dB。n北京地鐵復(fù)八線、上海地鐵一號(hào)線鋪設(shè)。.75DT型扣件n全彈性分開(kāi)式。類(lèi)似潘得羅爾。n為青島、沈陽(yáng)和上海地鐵二號(hào)線而新研究設(shè)計(jì)。n扣壓件為，18彈簧鋼彈條，彈程l0.5mm。軌下和鐵墊板下分設(shè)10、16mm圓柱型粒子橡膠墊板。n軌距調(diào)整量+14mm、22mm。.76DT 型扣件n半彈性分開(kāi)式。

17、n撣條。無(wú)擋肩，軌距調(diào)整量+8、-12，高低可調(diào)-5、+30。n我國(guó)設(shè)計(jì)，伊朗德黑蘭地鐵枕式整體道床用。.77軌道減振器扣件.78n該扣件由德國(guó)于1978年研制，1979年首次用于科隆地鐵，因其外觀呈蛋形，故稱(chēng)為科隆蛋扣件。n華盛頓地鐵從德國(guó)引進(jìn)并加以改進(jìn)，稱(chēng)作蛋形扣件。n20世紀(jì)80年代，我國(guó)也研制出類(lèi)似的扣件，稱(chēng)作減振器扣件，是全彈性分開(kāi)式，三階減振，適用于枕式整體道床，較高減振地段。n于20世紀(jì)90年代分別用于上海地鐵和廣州地鐵。根據(jù)1999年廣州地鐵的測(cè)試結(jié)果，與單趾彈簧扣件(剛度42kN/mm)相比，減振效果約為8dB。.79n科隆蛋扣件利用承軌板與底座間的硫化膠圈的剪切變形獲取彈性，扣件剛度為10kN/mm，最低為6kN/mm。n用于上海和廣州地鐵的減振器扣件節(jié)點(diǎn)剛度約為11kN/mm。.80n減振器外形為橢圓，橡膠圈與承軌扳、底座硫化成整體，可避免應(yīng)力集中，延長(zhǎng)使用年限。n橡膠圈為錐形，能較充分利用橡膠剪切變形，具有良好的彈性。n較浮置扳道床可減少隧道凈空高度，節(jié)省結(jié)構(gòu)投資，且施工和維修方便。n彈條扣壓力不使橡膠圈變形，橡膠圈受力變形也不影響扣壓力。n軌距可調(diào)+8mm、-12mm，高低可調(diào)-5mm、+30 mm。.81輕軌I型扣