I型分开式钢轨扣件系统

弹条III型扣件系统在我国大量铺设，已有十余年铺设使用经验，大部分线路扣件使用效果良好。局部地段出现一些问题，主要问题在以下几方面：由于无螺栓扣件不能调整钢轨高低位置，个别寒冷地区道床板结后给养护维修带来不便；山区小半径曲线地段由于横向荷载较大，绝缘轨距块出现强度不足而压溃现象；弹条加工质量不稳定出现断裂或残余变形较大；个别线路养护时进行垫板作业，造成弹条产生严重的残余变形。

弹条I、II型扣件在我国铁路普遍采用，弹条I型调高扣件在需要钢轨高低位置调整量大的地段大量采用，石龙桥小阻力扣件从上世纪90年代开始在广深线石龙大桥应用，并已相继在南京长江大桥、济南黄河大桥等很多特大桥上普遍采用。这几种扣件系统均经多年的运营实践考验。大部分线路扣件使用效果良好。

弹条V型扣件系统，（1）采用螺旋道钉与套管配合紧固弹条，提高了扣件系统的绝缘性能。（2）可安装多种弹条，既可安装大扣压力弹条也可安装小扣压力弹条。配合不同摩擦系数的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板），满足不同线路阻力的要求。（3）利用工程塑料制造的轨距挡板调整轨距并起绝缘作用，减少扣件部件数量，避免调整轨距时影响螺旋道钉的受力状态；（4）通过在轨下垫板与轨枕承轨面间垫入调高垫板实现钢轨高低调整。

WJ-2型扣件系统结构特征，带铁垫板弹性分开式扣件，预埋套管和锚固螺栓配合紧固铁垫板，扣压件采用弹条，设计扣压力4kN，前端弹程11.5mm。 轨下使用复合胶垫以降低摩擦系数，铁垫板与承轨台间设置5mm厚绝缘缓冲垫板。钢轨调高量40mm，通过在铁垫板下和轨下垫入调高垫板实现。单股钢轨左右位置调整量±10 mm，通过移动带有长圆孔铁垫板来实现，为连续无级调整。

WJ-7型扣件系统，（1）混凝土轨枕或轨道板承轨槽不设混凝土挡肩，铁垫板上设置轨底坡，混凝土轨枕或轨道板承轨面为平坡，既可用于轨枕（双块轨枕、长枕）埋入式无砟轨道，又可用于轨道板无砟轨道，列车传来的横向荷载主要由铁垫板的摩擦力克服。（2）钢轨轨底与铁垫板间设橡胶垫板，实现系统的弹性。通过换不同刚度的轨下垫板可分别适应350 km/h客运专线和250 km/h客运专线（兼顾货运）的运营条件。（3）铁垫板上设有T型螺栓插入座和钢轨挡肩，通过拧紧T型螺栓的螺母紧固弹条。弹条弹程大，在采用较低刚度轨下弹性垫层时弹条的扣压力衰减小且疲劳强度高。（4）铁垫板上钢轨挡肩与钢轨间设有绝缘块，用以提高扣件系统的绝缘性能。（5）铁垫板与混凝土枕或轨道板间设绝缘缓冲垫板，缓冲列车荷载对混凝土枕或轨道板的冲击，同时提高系统的绝缘性能。绝缘缓冲垫板周边设凸肋并留有排水口，可有效提高水膜电阻。（6）同一铁垫板可安装多种弹条（常规扣压力弹条和小扣压力弹条），配合使用摩擦系数不同的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板）可获得不同的线路阻力，既可用于要求大阻力的地段，又可用于要求小阻力的地段，满足各种线路条件下铺设无缝线路的要求。（7）铁垫板通过锚固螺栓与预埋于混凝土枕或轨道板中的绝缘套管配合紧固。预埋套管上设有螺旋筋定位孔，便于螺旋筋准确定位。混凝土枕或轨道板中的预埋套管中心对称布置，便于混凝土枕或轨道板的布筋设计。（8）调整轨向和轨距时*任何备件，通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现，为连续无级调整，可设置轨向和轨距且作业简单方便。（9）钢轨高低位置调整量大，满足无砟轨道的使用要求，在轨下垫入充填式垫板可实现高低的无级调整。（10）在钢轨接头处安装时*特殊备件，不妨碍接头夹板的安装。

WJ-8型扣件系统，经深入研究和大量试验优化改进而成，有挡肩扣件系统，客运专线扣件系统暂行技术条件，客运专线满足运营条件，桥上、隧道内、路基上有挡肩轨枕埋入式和板式无砟轨道均可应用。扣件系统是在原板式和双块式无砟轨道承轨槽尺寸和位置的限定条件下设计的，属带铁垫板的弹性不分开式扣件结构。确定扣件系统的基本结构，使结构稳定和合理；研究解决在同一结构上既可安装常规扣压力弹条又可安装小扣压力弹条以满足路基、隧道、桥梁上铺设无缝线路纵向阻力要求的技术措施；采取措施提高扣件系统的绝缘性能；研究提高系统弹性的技术措施并配套研发**命高弹性减振垫层及与之相适应的高疲劳强度弹条。 

WJ-8型扣件系统的研发经历了以下两个阶段：一阶段：在经多方案比选后提出了WJ-8型扣件系统的初结构，采取技术措施提高了扣件系统的绝缘性能，解决了原型扣件不能满足客运专线轨道电路的问题。对零部件进行了试制和试验，尤其是研发了高疲劳强度的弹条和**命高弹性的铁垫板下弹性垫层。试验结果表明，零部件各项性能达到设计目标。对扣件组装技术性能进行了较为深入的试验研究。扣压力、钢轨纵向阻力、静刚度等性能达到了设计要求。但进行疲劳试验时发现，如果钢轨高低位置调整量较大（大于20mm）时，在动态荷载作用下轨距挡板上翘，出现结构不稳定现象，不能有效地保持轨距，扣件系统难以适应较大调高量的要求。二阶段：针对研发中存在的问题，2006年下半年，在大量室内试验基础上，对结构进行了大幅度改进。突破了原有结构的限制，提出了为合理的扣件结构，解决了结构不稳定的**问题。对新结构进行了完善设计，试制了所有零部件。对零部件和扣件组装技术性能进行了全面的试验验证。

WJ-8型扣件系统结构特征，扣件系统为带铁垫板的弹性不分开式扣件混凝土轨枕或轨道板承轨槽设混凝土挡肩，由钢轨传递而来的列车横向荷载通过铁垫板传递至轨距挡板，从而由混凝土挡肩承受横向水平力，降低了水平荷载的作用位置，使结构加稳定。铁垫板上设挡肩，挡肩与钢轨之间设置工程塑料制成的绝缘块，不仅可以缓冲钢轨对铁垫板的冲击，而且大幅提高扣件系统的绝缘性能，尤其是提高系统在降雨时的绝缘电阻； 铁垫板与混凝土挡肩间设置工程塑料制成的轨距挡板，用以保持和调整轨距，同时起二次绝缘作用；扣件组装紧固螺旋道钉时，以弹条中肢前端接触轨底为准，避免了在钢轨与铁垫板间垫入调高垫板时弹条扣压力不足或弹条应力过大。同一铁垫板可安装多种弹条（常规扣压力弹条和小扣压力弹条），配合使用摩擦系数不同的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板）可获得不同的线路阻力，既可用于要求大阻力的地段，又可用于要求小阻力的地段，满足各种线路条件下铺设无缝线路的要求。配套设计的弹条比我国既有弹条在结构上作了优化，使弹条弹程增大（各种弹条弹程均为14 mm），提高了其疲劳强度，在采用较低刚度弹性垫层时弹条的扣压力衰减小。铁垫板下设弹性垫层，扣件系统具有良好的弹性，垫层采用**命热塑性弹性体材料制成。与本扣件系统配套的既有混凝土轨枕或轨道板的承轨槽型式和尺寸*变动，适应性强。

WJ-8型扣件系统已应用于多个地段，总体使用情况良好，1）铁科院环行试验基地无砟轨道试验段经过两年多的运营考验，进行了监控，试铺表明，扣件系统能保持良好的轨道状态，轨距在1435～1436 mm之间。 2）武广客运专线无砟轨道综合试验段在双块式无砟轨道上铺设，铺设安装和综合试验表明，扣件与双块式无砟轨道匹配情况良好，达到预期设计目标。3）郑西客运专线已铺设结果表明，扣件与旭普林双块式无砟轨道接口一致。4）京津城际铁路无砟轨道与有砟轨道过渡段采用了WJ-8型扣件，安装轨距等状态尚未发现异常。WJ-8型扣件配套的承轨槽尺寸标注与旭普林双块式轨枕承轨槽尺寸标注一致，与CRTS II型轨道板承轨槽尺寸标注略有差异。主要差异：轨距控制尺寸标注位置不同，扣件在标准安装状态钢轨轨面到承轨台表面的高度略有差异：WJ-8型扣件：208 mm，300型扣件：210mm。为确认WJ-8型扣件与CRTS II型轨道板的打磨程序的匹配情况，2008年7月，在工管中心组织下制板场进行WJ-8型扣件与CRTS II型轨道板的匹配试验。试验时在轨道板打磨过程中未对打磨机内的任何程序和参数进行改动。试验结果： 扣件与承轨槽匹配。

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