2型检查坑钢轨扣件系统

国内外扣件系统技术总结及我国客运专线扣件结构选型，总结分析了扣件系统运用情况以及我国铁路扣件系统的发展历程，对各主要类型扣件系统进行了系统的归纳和分析。提出了我国客运专线扣件系统的结构选型：（1）选用弹条扣压件是我国扣件系统发展主要思路。（2）对有砟轨道用扣件，应采用弹性不分开式结构，在线路状态良好的地段应采用混凝土轨枕不带挡肩的无螺栓扣件，在其它需要钢轨高低调整的地段采用混凝土轨枕带挡肩的有螺栓扣件。（3）对无砟轨道用扣件，应以带铁垫板的弹性分开式扣件为基本结构，轨下混凝土基础不设挡肩。还应考虑与既有无砟轨道结构相匹配，对于承轨槽带有混凝土挡肩的无砟轨道结构，应选择有挡肩扣件系统，可选用带铁垫板的弹性不分开式扣件结构。

编制《客运专线扣件系统暂行技术条件》根据客运专线对扣件系统的要求而制订，适用于有碴和无砟轨道客专扣件系统。技术条件规定了扣件系统的技术要求、试验方法、验收规则、标识与包装和。在多年研究工作的基础上，参照新的欧洲标准EN13481《铁路应用－轨道－扣件系统性能要求》EN13146《铁路应用－轨道－扣件系统试验方法》参考日本和国内的相关标准。性能指标、试验方法等方面的技术要求与接轨。已于2006年3月由铁道部正式颁布。

研究提出客运专线扣件系统的弹性指标（1）总结分析了国内外有关轨道刚度和扣件系统弹性指标的相关研究和运营实践。（2）提出客专扣件系统的弹性指标应在确定合理轨道整体刚度前提下研究确定。（3）无砟轨道，高速度350 km/h的客运专线：20～30 kN/mm；高速度250 km/h的客运专线：30～40 kN/mm。4）有砟轨道：50～70kN/mm（5）弹性指标的初步试验验证表明在不同条件下钢轨垂向位移实测值与理论计算值较为接近，验证了研究的可靠性。

研发适应不同线路条件的客运专线扣件系统，弹条IV型扣件系统－－无挡肩有砟轨道用，弹条V型扣件系统 －－有挡肩有砟轨道用，WJ-7型扣件系统－－无挡肩无砟轨道用，WJ-7A型－－高速度250km/h，WJ-7B型－－高速度350km/h，WJ-8型扣件系统－－有挡肩无砟轨道用，WJ-8A型－－高速度250km/hWJ-8B型－－高速度350km/h。

研究提出客运专线弹条用原材料供货技术条件，客专弹条技术要求：高疲劳强度、**命，参照上主要弹条所用材质，考虑与接轨，收集、消化DIN、BS、JIS标准，详细分析既有弹条各项性能指标，经比选后弹条原材料选用60Si2MnA牌号热轧弹簧钢。对弹簧钢的供货技术条件提出了特殊要求：（1）对尺寸精度（直径和不圆度）和外观提出了严格的要求。（2）降低化学成分中的P、S含量，并加严了其允许偏差；（3）提高了断面收缩率，提出了冲击韧性的要求；（4）加严了低倍组织的要求；（5）加严了表面脱碳层要求；（6）明确了石墨碳含量的要求；（7）非金属夹杂物要求相应加严；（8）增加了不允许存在轴心聚碳现象的要求；（9）晶粒度由不小于5级提高到不小于7级。

研发适应客运专线扣件系统的弹性垫层，（1） 通过对扣件系统弹性垫层分析，结合我国工程实践，了客各类弹性垫层技术要求，物理性能指标与接轨。（2）利用弹性有限元法研究设计垫板结构，提高了设计技术水平，与**业设计方法接轨。（3）通过合理配方选型，利用橡胶和丁苯橡胶为主体材料，研制出各种轨下垫板，其各项性能指标满足客专扣件系统橡胶垫板技术规范。采用橡塑共混材料研制的绝缘缓冲垫板能够满足系统绝缘、缓冲和防滑等性能要求。（4）采用技术，研究了聚酯弹性体注塑发泡微孔结构，发泡倍率等对产品物理性能及刚度的影响；研究了注塑工艺对产品性能的影响，确定了控制产品稳定生产的工艺参数；研发了热塑性弹性体弹性垫板。

螺栓动态附加力，各类列车通过时锚固螺栓轴向力无显着变化，表明预埋套管不承受明显的交变荷载，从而预埋套管的使用寿命，另外锚固螺栓可有效地紧固铁垫板，能良好地保持轨距。铁垫板稳定性各类列车通过时铁垫板相对轨枕或轨道板基本上不产生相对位移，铁垫板紧固牢靠。扣件横向力，货车通过时扣件承受横向力比客车通过时大；各类列车通过时扣件所承受横向力较小，大值约为20kN，小于扣件设计荷载。钢轨轨头横移  轨头横移方向指向轨道内侧，这是由于在直线地段横向力小，车轮踏面锥度为1/20，而轨底坡为1/40，造成轮轨垂直力的作用点偏向轨头内侧所致。客车通过时，轨头横移大值为0.88mm；货车通过时轨头横移大值为1.16mm。          

扣件刚度测试分析，采用静刚度50kN/mm轨下垫板：钢轨垂移，韶9机车+青藏客车小编组，平均 0.78mm ，大0.83mm，DF11机车+实验车+平车小编组，平均 0.88mm，大0.91mm，韶9机车+货车小编组，平均 1.03mm，大1.14mm，采用静刚度35 kN/mm轨下垫板：钢轨垂移，DF11机车+实验车+平车小编组，平均 1.18mm，大1.44mm，CRH2动车组，平均0.52mm，大0.62mm，采用静刚度25～30kN/mm轨下垫板：钢轨垂移，DF11机车+实验车+平车小编组，平均 1.64mm，大1.89mm，CRH2动车组，平均0.68mm，0.82mm。

螺旋道钉动态附加力，列车通过时道钉未出现上拔力，仅存在松弛力，道钉大松弛力为3.85 kN，表明预埋套管未承受附加上拔力，所承受交变荷载也较小，从而预埋套管具有可靠的使用寿命。钢轨轨头横移，与WJ-7型扣件系统测试结果一样，轨头横移方向指向轨道内侧，列车通过时轨头横移大值为0.90mm。扣件刚度分析，230kN轴重机车通过时钢轨大垂移1.45～1.66mm，较为均匀，平均大位移1.56mm，位移偏大，因而在较大轴重列车通过的线路，弹性垫板静刚度（25kN/mm）偏小，如折算为170kN轴重列车通过，位移约为1.15 mm，采用的垫板刚度值较为合适，因此在高速度350 km/h的客运专线中采用这一弹性指标是合适的。

在以下技术方面实现了与接轨：（1) 消化吸收标准，了各扣件组装及零部件技术条件，在国内采用标准相应试验方法对扣件系统组装技术性能和零部件性能进行试验验证。（2) 通过对弹条材质的分析，研究了客专弹条用弹簧钢供货技术条件。（3) 采纳标准，研究提出了适应客运专线运营环境的橡胶垫板物理性能指标，利用弹性有限元法设计垫板结构，提高了设计水平。

研究在以下几方面具有：（1) 在国内研发成功高疲劳强度弹条，与高弹性垫板相匹配，达到同类产品水平。2) 研发的橡胶发泡材料和热塑性弹性体发泡材料新型高弹性垫板，性能指标符合运营条件的要求。（3) 采取二次绝缘措施和特殊设计的绝缘缓冲垫板，提高了无砟轨道扣件系统的绝缘性能。（4) 在国内将一般地段采用的扣件结构与桥上小阻力扣件结构统一，实现了不同地段同类轨道结构扣件系统通用。

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。

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