V型钢轨扣件系统

扣件系统与基础联结方式，锚入螺栓式，荷兰无砟轨道扣件和德国VOSSLOH 336型扣件与基础的联结方式均为锚入螺栓式。联结螺栓用胶粘剂锚入混凝土孔中。我国有砟轨道用的硫磺锚固也属这种方式。优点：构造简单、成本低、强度高。缺点：螺栓不能取出，不便进行换轨作业，螺栓一旦损坏，换困难。绝缘性能较差。

扣压件紧固方式，有螺栓紧固方式，无螺栓紧固方式。两种形式各有利弊。有螺栓式扣件便于轨道高低调整，扣压件扣压力衰减后可复拧螺栓恢复扣压力，但零部件较多，需进行涂油作业，养护维修工作量相对较大。无螺栓式扣件零部件较少，*进行涂油作业，养护维修工作量相对较小。但不能调整钢轨高低位置。

扣件系统结构分析，1.扣压件形式，弹条，弹片，视国情与使用习惯不同，铁路分别采用弹片和弹条作为扣压件。采用的扣压件形式，法国、日本，弹片，英国PANDROL扣件，德国VOSSLOH扣件，弹条，荷兰D.E型扣件，瑞典的Fist扣件，弹条，前苏联БП型扣件为弹条式, ЖБ型扣件则为弹片式。我国采用扣压件的形式，67型拱形弹片扣件，九江长江大桥WJ-1型小阻力扣件 弹片，弹条Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型扣件小阻力扣件弹条。弹条扣压件与弹片扣压件各有利弊。

客运专线扣件系统技术关键，由于客运专线以乘客舒适和安全为主要目标，客运专线无砟轨道成段线路铺设，已不再是单一的下部基础结构，涉及到桥梁、隧道、路基等下部各种结构基础，要满足运营条件的要求，需要解决以下扣件系统主要技术关键问题。具有良好的减振性能无砟轨道扣件应具有比有砟轨道扣件好的弹性，但弹性又不能无限制提高，否则会导致列车通过时钢轨倾翻很大从而动态轨距扩大影响列车的平顺性。如何确定系统的刚度与轨道刚度的匹配，如何实现扣件具有较低的刚度而且行车安全是扣件系统需要解决的技术关键。具有较高的绝缘性能，满足轨道电路要求根据轨道电路的要求，扣件系统不仅在干燥情况下具有较高的绝缘性能，而且在特大降雨情况下也应具有较高的绝缘性能。这就要求扣件系统结构上采取特殊技术措施提高水膜电阻。满足无缝线路铺设要求的扣件系统的通用性因铺设无缝线路的要求，隧道内和路基上扣件系统应有足够的防爬阻力，一般情况下防爬阻力越大越对无缝线路有利，因而往往采用扣压力较大的弹条扣压钢轨。而桥上扣件系统为满足铺设无缝线路的要求通常采用小阻力弹性扣件，即采用扣压力较小的弹条扣压钢轨且配合采用较低摩擦系数的复合垫板。因此要求扣件系统应同时具备安装大扣压力弹条和小扣压力弹条的功能。各种无砟轨道结构上扣件系统的通用性各种无砟轨道结构不一，但从设计、施工及运营管理角度要求扣件系统具有通用性，无论轨枕埋入式还是板式无砟轨道，所采用扣件系统均应可安装，即扣件系统可适应各种不同类型的无砟轨道结构。扣压力衰减与疲劳寿命轨下弹性垫层刚度降低，意味着列车通过时有较大的变形，弹条前端的动态变形加大，这就对弹条的弹性性能和疲劳性能提出了较高的要求，如何解决在采用较低刚度轨下弹性垫层时弹条的扣压力衰减及大变形下的疲劳寿命也是技术关键之一。扣件系统与基础的可靠联结无砟轨道扣件一般采用带铁垫板的弹性分开式扣件，根据功能要求，铁垫板通过锚固螺栓与混凝土基础中预埋绝缘套管配合紧固在基础上。根据以往工程实践，混凝土基础中预埋件的强度和疲劳寿命是薄弱环节，采取措施有效地提高预埋绝缘套管的强度和疲劳寿命是需要解决的技术关键之一。较少备件且作业方便模式实现钢轨高低左右位置调整总结我国无砟轨道工程实践经验，钢轨高低和左右位置调整量较大而且要求进行精细调整。因此采用的扣件系统结构应具有采用较少备件而且作业方便的模式实现调整钢轨高低和左右位置。在进行左右位置调整时应尽量不换部件，而且调整模式好是无级调整。

客运专线扣件系统技术要求与技术关键，由于客运专线列车运行速度高、密度大，对扣件有高的技术要求。客运专线用扣件系统应具有以下主要性能。保持轨距能力，扣件系统应保持由钢轨和混凝土轨枕（或混凝土轨道板）组成的轨道框架几何特征稳定，即保持轨距和防止轨距扩大，同时增强轨道框架的弯曲和扭转刚度，以轨道框架的稳定性。防爬阻力扣件系统应防止钢轨相对于轨枕的纵向位移，即防止钢轨爬行，这就需要扣压件有足够的扣压力并且扣压力衰减小。桥上轨道结构设计要考虑桥上无缝线路的铺设要求。线路纵向阻力如果太大，将会相应增加线路传递到桥梁墩台的纵向力和钢轨本身的应力；如果太小，可能导致钢轨爬行或在冬季发生断轨时断缝过大而影响行车安全。因而桥上扣件系统设计还应考虑这些影响。零部件和维修工作量客运专线轨道维修只能在很短的封锁点内进行，因而要求扣件系统零部件少和养护维修工作量少。这就要求扣件各部件有足够的强度，在期望的使用寿命周期内扣件各部件不产生疲劳伤损和显着的残余变形；同时要求扣件有好的性能，当扣压件和轨下弹性垫层产生磨耗和残余变形时，扣件阻力减少不大，扣件螺栓*经常进行复拧。平顺性，扣件系统应钢轨具有好的平顺性。良好的平顺性可以降低由于轨道不平顺引起的激振，减少列车通过时的振动，从而提高乘客舒适度。减振性能，轨道的动力效应与行车速度有直接关系，高速列车通过时，轨道动力效应将急剧增大。因而要求扣件系统有良好的减振性能，即要求采用弹性好的缓冲垫板。与有砟轨道相比，无砟轨道结构中由于取消了提供线路弹性的道碴层，这样就要求无砟轨道扣件系统具有比有砟轨道好的弹性，以大限度地降低轨道的振动，减缓轮轨间的冲击。对于客运专线无砟轨道来说，要求扣件系统各节点刚度一致，以减小动力不平顺。绝缘性能，为行车安全，要求扣件系统有良好的绝缘性能，轨道电路正常工作。由于我国铁路信号制式的特殊性，轨道电路参数的要求特别高，这样我国客运专线对扣件系统的绝缘性能有高要求。钢轨高低与左右位置调整能力，由于无砟轨道结构中的扣件系统直接将钢轨与混凝土道床联接在一起，受施工误差和混凝土基础变化等因素的影响，钢轨高低和轨向的变化不能象有砟轨道那样进行起道和拨道作业，只能通过扣件进行调整，因此，无砟轨道结构要求其所用扣件系统具有一定的调高和调整轨向即钢轨左右位置的能力。对于桥上无砟轨道来说，受梁体收缩徐变上拱、墩台沉降等因素的影响，钢轨高低的变化大，因此要求其所用扣件系统具有大的钢轨高低调整能力。

法国无砟轨道扣件，法国无砟轨道采用与有砟轨道相同的Nabla扣件，在枕下或混凝土支承块下采用靴套式弹性垫层以替代(模拟) 道砟道床所提供的弹性。英吉利海峡隧道内弹性支承块式无砟轨道，就是法国无砟轨道的实例，有砟轨道扣件成套技术在无砟轨道上的应用。

运营条件：高速度350km/h客运专线，高速度250km/h（兼顾货运）客运专线，线路条件：有砟轨道，无砟轨道，轨下混凝土轨枕或轨道板类型：有挡肩，无挡肩，有砟轨道用，无挡肩扣件系统，有挡肩扣件系统，无砟轨道用，无挡肩扣件系统，有挡肩扣件系统。

国内外扣件系统的技术总结，分析研究扣件系统的成功经验，总结我国扣件系统的发展历程和工程实践，确定我国客运专线扣件系统的技术发展方向。中国客运专线扣件系统技术条件，研究制订满足中国客运专线建设的扣件系统技术条件，为各扣件系统的研发确定设计依据。研究确定客运专线扣件系统的弹性指标研究扣件系统合理弹性指标的评价方法及扣件系统刚度与轨道刚度的合理匹配，确定客运专线扣件系统的弹性指标。研究确定客专不同运营条件和线路条件扣件系统的结构型式，研究确定分别满足350km/h、250km/h客运专线运营条件，适用于有碴与无砟轨道（含有挡肩与无挡肩混凝土轨枕或轨道板）的各种扣件系统结构型式，同时考虑不同地段扣件系统的通用性、互换性、不同轨下基础结构扣件系统的通用性、互换性。扣压件的设计与试验研究，研究确定扣压件结构型式，考虑扣压件与弹性垫层刚度的合理匹配、扣压件材质的比选确定和制造工艺的研究。减振垫层的设计与试验研究，研究减振垫层实现低刚度的结构技术措施，确定减振垫层的材质，研发高强度**命减振垫层材料。各扣件系统及零部件性能试验研究，依据标准对各扣件系统的性能进行试验验证，根据零部件制造验收技术条件对扣件各零部件性能进行试验验证。编制各扣件系统相关技术条件，编制各扣件系统技术条件，各零部件制造验收技术条件和铺设和养护维修要求。

扣件养护维修要求，运营初期应注意观察轨枕和扣件的使用情况，发现有轨枕空吊、高低和水平不平顺或三角坑时，应及时进行起道捣固，不得使用调高垫板进行钢轨调高作业。使用中若发现轨距块破裂、橡胶垫板破裂或弹条折断应及时换。在进行无缝线路应力放散时，须用工具（同安装工具）将弹条卸下。应力放散结束后，应检查橡胶垫板和轨距块位置是否正确，如有错位，应在调整后再安装弹条。

弹条V型扣件组装铺设，弹条V型扣件部件组成及说明，弹条V型扣件（以下简称扣件）由螺旋道钉、平垫圈、弹条、轨距挡板、轨下垫板和预埋套管组成，此外为了钢轨高度调整的需要，还包括调高垫板。弹条和轨下垫板，弹条分两种，即一般地段使用的W2型弹条和桥上可能使用的X3型弹条，W2型弹条的直径为14mm，X3型弹条的直径为13mm。此外，作为备件的弹条I型扣件A型弹条可能用于钢轨接头处。轨下垫板分一般地段使用的橡胶垫板RP5和桥上可能使用的复合垫板CRP5两种。桥上需要降低线路阻力时，可采用X3型弹条并配用复合垫板，此时单组扣件的钢轨纵向阻力为4kN。一般地段使用，W2型弹条φ14mm

，橡胶垫板RP5，桥上可能使用，X3型弹条φ13mm，复合垫板CRP5。轨距挡板G5分七种型号，即2号、3号、4号、5号、6号、7号和8号。标准轨距时采用4号和6号。预埋套管，该部件预先埋设于轨枕中，埋设精度应满足的要求，且预埋套管面应与轨枕承轨面齐平。预埋套管埋设后，应加盖塑料（或其他材料）盖以防雨水和泥污进入。加盖塑料(或其他材料)盖以防雨水和泥污进入。轨下调高垫板，调高垫板TD5按厚度分为1 mm、2 mm、5mm和8 mm四种规格，放置于轨下垫板与轨枕承轨面之间。扣件铺设顺序及要求安装前的准备工作，按照1.1条选择并准备合适类型的弹条（W2型或X3型）和合适类型的轨下垫板（橡胶垫板RP5或复合垫板CRP5）。适当准备弹条I型扣件A型弹条，以备用于钢轨接头。根据表1选择并准备4号和6号轨距挡板，适当准备3号、5号和7号轨距挡板，以备轨距不合适时调整轨距之用。适当准备调高垫板，以备调整钢轨高低之用。清除轨枕承轨面和轨底的泥污。摘除预埋套管上的塑料（或其他材料）盖。铺设轨下垫板，将轨下垫板放在承轨面的中间位置，垫板的凸缘应扣住承轨面。轨下垫板垫板的凸缘应扣住承轨面，轨下垫板不允许放偏。安装轨距挡板安设4号和6号轨距挡板，轨距挡板应放置在轨下垫板两边耳之间。若因钢轨、轨枕和轨距挡板的制造偏差，安设规定号码的轨距挡板不能满足轨距要求或轨距挡板不能安装入位时，可根据实际情况予以调换。注意：轨距挡板应不得压住轨下垫板；安装轨距挡板时，不得猛烈敲击轨距挡板使其入位。螺母扭矩：W2型弹条紧固扭矩约160N·m，X3型弹条紧固扭矩约95N·m。弹条中部前端下颚与钢轨接触，弹条中部前端下颚，特别提示：在钢轨接头处，当在小号码轨距挡板上安装W2型弹条和X3型弹条有困难时，应安装弹条Ⅰ型扣件A型弹条。调整轨距和轨向如遇有钢轨高低和水平有少量不平顺时，可考虑放入调高垫板。此时应提升钢轨，在轨下垫板下放入调高垫板并使其边耳卡住轨距挡板。调高垫板应放在轨下垫板下，特别提示：调高垫板不得放在轨下垫板上，放入的调高垫板总厚度不得大于10 mm，调高垫板的数量不得过两块。放入的调高垫板总厚度不得大于10 mm，调高垫板的数量不得过两块。轨距挡板应放置在调高垫板和轨下垫板两边耳之间，不得压住调高垫板和轨下垫板。

运营初期应注意观察扣件和轨枕的使用情况，如因轨下垫板压缩残变引起扣件松弛，应及时复拧。发现有轨枕空吊、高低和水平不平顺或三角坑时，应及时进行起道捣固，如遇有少量高低和水平不平顺难以进行起道捣固作业时，可以垫入调高垫板。特别提示：放入的调高垫板总厚度不得大于10mm。使用中如发现扣件部件损坏应及时换。在进行大型养路机械起道捣固作业前，应将调高垫板全部取下。起道捣固作业完成后，如个别地段钢轨高低和水平有少量不平顺时，可按放入调高垫板。如遇需要卸下螺旋道钉的情况时，应避免泥污进入预埋套管。

WJ-7型扣件组装铺设，WJ-7型扣件部件组成及说明，WJ-7型扣件（以下简称扣件）由T型螺栓、螺母、平垫圈、弹条、绝缘块、铁垫板、轨下垫板、绝缘缓冲垫板、重型弹簧垫圈、平垫块、锚固螺栓和预埋套管组成，此外为了钢轨调高的需要，还包括轨下调高垫板和铁垫板下调高垫板。弹条和轨下垫板弹条分两种，即一般地段使用的W1型和桥上可能使用的X2型，W1型弹条的直径为14mm，X2型弹条的直径为13mm。轨下垫板分A、B两类，A类用于兼顾货运的客运专线，B类用于客运专线，每一类又分一般地段使用的橡胶垫板和桥上可能使用的复合垫板两种。桥上需要降低线路阻力时，可采用X2型弹条并配用复合垫板。此时单组扣件的钢轨纵向阻力为4kN。一般地段使用，W1型φ14mm弹条+橡胶垫板。桥上可能使用，X2型φ13mm弹条+复合垫板。预埋套管，该部件预先埋设于轨枕或轨道板中，埋设精度应满足要求，且预埋套管面应与轨枕或轨道板承轨面齐平。预埋套管埋设后，应加盖塑料（或其他材料）盖以防雨水和泥污进入。轨下调高垫板分轨下调高垫板和铁垫板下调高垫板两种，分别放置于轨下垫板与铁垫板之间和铁垫板与绝缘缓冲垫板之间。轨下调高垫板按厚度分为1mm、2mm、5mm和8mm四种规格；铁垫板下调高垫板按厚度分为5mm和10mm两种规格。安装前的准备工作，按照1.1条选择并准备合适类型的弹条（W1型或X2型）和合适类型的轨下垫板（A类B类橡胶垫板或复合垫板）。适当准备轨下调高垫板，以备微量调整钢轨高低之用。清除轨枕或轨道板承轨面上的淤泥和杂物清除轨底的泥污，清除轨枕或轨道板承轨面和轨底的泥污。摘除预埋套管上的塑料（或其他材料）盖。安放绝缘缓冲垫板，铺设绝缘缓冲垫板，使垫板孔与预埋套管孔对中。安放铁垫板，使轨底坡朝向轨道内侧（按铁垫板上的箭头方向）。铁垫板的螺栓孔中心应与预埋套管中心对正。安放平垫块长边短边长边，将平垫块放在铁垫板上，并使平垫块距圆孔中心较长一侧朝内。安放重型弹簧垫圈和锚固螺栓，将锚固螺栓套上弹簧垫圈，并将螺纹部分涂满铁路防护油脂，旋入预埋套管中。在锚固螺栓拧紧前调整铁垫板位置使铁垫板上标记线与平垫块上的标记线对齐。旋入预埋套管内，拧紧。铁垫板与平垫块上的标记线应该对齐。安放轨下垫板，将轨下垫板安放在铁垫板承轨面上。以橡胶垫板为例，左图为错误的安放橡胶垫板方位，右图是正确的方位。安放钢轨。安放绝缘块，将绝缘块安放在钢轨和铁垫板挡肩之间，不得猛烈敲击使其入位。安放T型螺栓。将T型螺栓头部插入铁垫板底部后旋转90°，然后上提使T型头嵌入槽中，具体的过程如下：（1） T型螺栓头部按照如下图所示角度，插入铁垫板。（2）T型螺栓头部插入铁垫板后，按顺时针方向旋转T型螺栓90°，螺栓头部到预定位置。安放弹条，安放平垫圈和拧紧螺母,拧紧螺母时T型螺栓螺纹部分应涂油。螺母扭矩：W1型弹条约120N·mX2型弹条约80N·m。弹条紧固以弹条中部前端下鄂与绝缘块接触为准。检查轨距和轨向，如有不适，调整轨距的步骤如下。1.松开锚固螺栓；2.用改道器横向挪动铁垫板予以调整, 确认轨距和轨向合适后；3.以300~350N·m的扭矩拧紧锚固螺栓。运营初期应注意观察钢轨空吊和高低、水平不平顺，如发现上述情况，应及时垫入轨下调高垫板。如因轨下垫板压缩残余变形引起扣件松弛应及时复拧。调整钢轨高低，在运营期间如因桥梁徐变上拱或基础下沉引发钢轨高低和水平不平顺时，可在轨下设置调高垫板，当调高量过10mm时，可同时在铁垫板下设置调高垫板。钢轨下调高特别提示：轨下调高垫板不得放在轨下垫板上，放入的轨下调高垫板总厚度不得大于10mm，轨下调高垫板的数量不得过两块，并应把薄的轨下调高垫板放在下面，以防轨下调高垫板窜出。铁垫板下调高绝缘缓冲垫板，特别提示：垫入的铁垫板下调高垫板的总数不得过两块，总厚度不得过20mm。垫入的铁垫板下调高垫板的总数不得过两块，总厚度不得过20mm。养护维修要求，应对T型螺栓进行定期涂油，防止螺栓锈蚀。应保持扣件系统的清洁。