1型分开式钢轨扣件系统

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。

2008年12月，为进一步确认WJ-8型扣件与CRTS II型轨道板的打磨工艺的匹配，京沪公司组织铁三院和铁科院对此进行了研讨。提出修改建议：保持CRTS II型轨道板的打磨工艺和打磨参数不变，使WJ-8型扣件与CRTS II型轨道板接口的接口设计尺寸一致，将WJ-8型扣件与Vossloh 300型扣件设计标高一致，将钢轨高低调整范围由0～+30 mm调整为-4～+26 mm鉴于京津城际铁路轨道精调时，为满足轨距±1mm的铺设精度，需换价格较高的轨距挡板，调整费用较大，对扣件的轨距调整方式也进行相应优化。为确保京沪高速铁路轨道的铺设精度，对WJ-8型扣件进行修改设计，修改设计原则，1）依据部颁技术条件，满足其相应规定。《客运专线扣件系统暂行技术条件》（铁科技函[2006]248号）2）保持原有结构、大部分部件及其特征基本不变，针对京沪高速铁路的运营条件和线路条件，在CRTS II型轨道板的承轨槽几何形状和尺寸及其打磨程序和工艺不作任何改变的情况下，进行相应的匹配修改设计。3）结合前期现场铺设和安装经验，作局**化。为与原WJ-8型（含WJ-8A、WJ-8B）扣件有所区分，避免混淆，将修改后的扣件系统命名为WJ-8C型扣件系统。适用范围，1）扣件系统适用运营条件：高速度350 km/h客运专线，轴重170kN考虑轴重可能增加10%）。2）扣件系统适用线路条件：CRTS II型板式无砟轨道结构。主要修改方案： 1）与CRTS II型轨道板接口统一。微调各接口尺寸，使扣件与CRTS II型轨道板接口一致，调整了两承轨槽外侧挡肩测间距的测定位置及对应尺寸，并将钢轨轨面到承轨台表面的高度由208 mm调整为210 mm，消除对轨道板打磨参数调整的担心。2）修改钢轨高低位置调整方式。将钢轨高低位置调整范围由0～+30 mm调整为-4～+26 mm。3）修改钢轨左右位置（轨距）调整方式。

将原在钢轨与铁垫板挡肩间仅起绝缘和缓冲作用的绝缘块增加不同厚度的规格以实现每股钢轨左右位置±2mm（轨距±4mm）的微小调整，大调整时再换不同号码的轨距挡板，减小钢轨左右位置（轨距）调整时换不同号码的轨距挡板成本4）扣件阻力按常规阻力设置。取消本扣件中的轨下复合垫板的配置。扣件阻力按常规阻力设置。

WJ-8型扣件适用范围明确如下：WJ-8A型扣件采用A类弹性垫板（静刚度为35±5 kN/mm），适应兼顾货运的高速度为250 km/h的客运专线运营条件；WJ-8B型扣件采用B类弹性垫板（静刚度为23±3 kN/mm），适应铺设双块式无砟轨道，高速度为350 km/h的客运专线运营条件；WJ-8C型扣件采用B类弹性垫板（静刚度为23±3 kN/mm），适应铺设CRTS II型轨道板，高速度为350 km/h的客运专线运营条件。

弹条IV型扣件，1）预埋铁座与轨枕配合，定位尺寸配合，定位尺寸检验（35、28、171、1683），2）绝缘轨距块与承轨槽及钢轨轨底宽度的横向配合，3）轨距，4）绝缘轨距块与预埋铁座和橡胶垫板纵向、横向配合，5）橡胶垫板与预埋铁座纵向、横向配合，6）弹条与预埋铁座和轨距块配合，7）钢轨接头处适应性配合。

弹条IV型扣件部件组成及说明，弹条IV型扣件（以下简称扣件）由弹条、预埋铁座、绝缘轨距块和橡胶垫板组成。弹条分C4型、JA型和JB型三种。一般地段安装C4型弹条，钢轨接头处安装JA和JB型弹条，C4型弹条的直径为20 mm，JA和JB型弹条的直径为18 mm。JA型弹条防锈涂料为灰色，与7号、8号和9号接头绝缘轨距块配用；JB型弹条防锈涂料为黑色，与10号、11号、12号和13号接头绝缘轨距块配用。一般地段安装C4型弹条。钢轨接头处安装JA和JB型弹条。预埋铁座，该部件预先埋设于轨枕中，埋设精度应满足下图的尺寸要求。两外侧预埋铁座底脚距1682.5mm~1685mm。绝缘轨距块（以下简称轨距块）分两种，即一般地段使用的轨距块G4和钢轨接头处使用的轨距块G4J，每种轨距块又各有7个规格，即7号、8号、9号、10号、11号、12号和13号。标准轨距时采用9号和11号。除7号、8号和9号接头轨距块为非黑色外，其它轨距块均为黑色。绝缘轨距块均为黑色，分7号、8号、9号、10号、11号、12号和13号。接头绝缘轨距块 7号、8号和9号为非黑色。接头绝缘轨距块 10号、11号、12号和13号为黑色。使用本扣件不得在轨下安设调高垫板，以免造成弹条残余变形甚至折断。安装前的准备工作，准备9号和11号轨距块，适当准备8号、10号和12号轨距块，以备轨距不合适时调整轨距之用；同时还要适当准备相应号码的接头轨距块，以备用于钢轨接头。准备C4型弹条，适当准备JA和JB型弹条，以备用于钢轨接头。上道轨枕中预埋铁座的埋设位置准确。凡预埋铁座埋设位置歪斜、上翘或埋设高度、同一侧两预埋件的间距或两外侧预埋铁座的底角距不符合规定的轨枕不得上道。清除两预埋铁座间轨枕承轨面的泥污和预埋铁座孔内的砂浆。清除轨底的泥污。铺设橡胶垫板，将橡胶垫板放在两预埋铁座之间，橡胶垫板两侧的槽口中心线与预埋铁座中心线应对齐。安设9号和11号轨距块，轨距块的边耳应扣住预埋铁座。若因钢轨、轨枕和轨距块的制造偏差，安设规定号码的轨距块不能满足轨距要求或轨距块不能安装入位时，可根据实际情况予以调换，不得猛烈敲击使其入位。安装弹条前，钢轨、橡胶垫板与轨枕承轨面以及轨距块扣压钢轨面与钢轨轨底上表面均应密贴。安装弹条时应采用工具。弹条中肢入孔位置要放平、放正，不得歪斜。安装时切忌生拉硬扳，用力要适中，支点与加力点要正确。如遇到个别弹条就位困难时，在使用安装工具的同时可用小锤轻敲弹条尾部，使其就位。弹条就位以其小圆弧内侧与预埋铁座端部相距8～10 mm为准。不得紧或距离过大。在钢轨接头处应安装JA和JB型弹条。灰色的JA型弹条与非黑色的7号、8号和9号接头轨距块配用，黑色的JB型弹条与黑色的10号、11号和12号接头轨距块配用。灰色的JA型弹条与非黑色的7号、8号和9号接头轨距块配用。黑色的JB型弹条与黑色的10号、11号和12号接头轨距块配用。检查轨距，如有不适，须用工具（同安装工具）将弹条卸下。根据所检查的轨距调整量，对照下表，选取合适的轨距块型号安装。

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