小阻力钢轨扣件系统

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。 

弹条Ⅱ型扣件，除弹条采用新材料重新设计外，其余部件与弹条Ⅰ型扣件通用，仍为带挡肩、有螺栓扣件。选用弹钢作为Ⅱ型弹条的材料，屈服强度和抗拉强度比Ⅰ型扣件提高了42%和36 %，弹条直径不变。Ⅱ型扣件具有扣压力大、强度安全储备大、残余变形小等优点，适用于60kg/m钢轨与Ⅱ型或Ⅲ型混凝土轨枕。弹条Ⅲ型扣件见图7，是无螺栓无挡肩扣件，由弹条、预埋铁座、绝缘轨距块和橡胶垫板组成。适用于标准轨距铁路直线或半径≥350 m的曲线上，铺设60 kg/m钢轨和Ⅲ型无挡肩混凝土轨枕的无缝线路轨道。轨距的调整用不同号码的绝缘轨距块配置。Ⅲ型扣件具有压力大、弹性好等优点，特别是取消了混凝土枕挡肩，从而消除了轨底在横向作用下发生横移导致轨距扩大的可能性，因此保持轨距的能力很强，又由于取消了螺栓联结的方式，大大减小了扣件养护工作量。

弹条Ⅰ型扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板。弹条Ⅱ型扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板。弹条Ⅲ型扣件，1—弹条；2—预埋铁座；3—绝缘轨距块；4—橡胶垫板。

调高扣件，一类专门用于轨距和水平调整量较大的特殊混凝土枕扣件。常见的主要型式有弹条Ⅰ型调高扣件、弹片Ⅰ型调高扣件及IF-Y型弹条扣件等。弹条Ⅰ性调高扣件见图8，由Ⅰ型弹条、轨距挡板、挡板座、橡胶垫板、调高垫板及螺旋道钉等组成。其结构与普通弹条Ⅰ型扣件一样，不同之处，它的调高量为20mm，而普通弹条Ⅰ型为8 ～10 mm。为达此调高量，从结构上对轨距挡板及挡板座进行了改进，以保持良好的扣压钢轨的能力。弹条Ⅰ型调高扣件只适用于60 kg/m钢轨，弹条用A型。弹片Ⅰ型调高扣件见图9，与弹条Ⅰ型调高扣件类似，弹片分中间弹片、接头弹片及补强弹片。它适用于50、43kg/m钢轨混凝土枕线路，不便进行捣固作业，需用轨下调高垫片对钢轨水平进行较大调整的地段。大调高量25 mm。TF-Y型弹条扣件，适用于50kg/m钢轨整体道床曲线地段，允许调高量大为20mm，用调高垫板来调整水平。

弹条Ⅰ型调高扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座。弹片Ⅰ型调高扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—补强弹片；4—弹片；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板；8—调高垫板；9—衬垫；10—垫片。TF-Y型弹条扣件，1—中间弹条；2—接头扣件；3—螺纹道钉；4—轨卡螺栓及螺母；5—铁垫板；6—胶垫；7—塑料垫板；8—平垫圈；9—弹簧垫圈；10—楔形轨距块；11—调高垫板。63型扣板式扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—弹簧垫圈；4—扣板；5—铁座；6—绝缘缓冲垫片；7—绝缘缓冲垫片；8—木栓；9—轨枕；10—钢轨。70型扣板式扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹簧垫圈；5—扣板；6—铁座；7—绝缘缓冲垫片；8—绝缘缓冲垫片；9—衬垫；10—轨枕；11—钢轨；12—绝缘防锈涂料；13—硫磺锚固剂。弹片式扣件，由螺旋道钉、螺母、平垫圈、弹片、轨距挡板及弹性垫板等零件组成的一种混凝土枕扣件，为弹性扣件。

螺旋道钉与混凝土轨枕采用硫磺锚固联结。1967年经铁道部批准，故又称67型弹片式扣件，其后于1968年和1973年又经过两次修改。采用拱形弹片扣压钢轨，并用轨距挡板代替铁座以调整轨距和传递横向推力于轨枕挡肩。拱形弹片用弹簧钢制成，弹片的一端扣压轨底面，另一端则支承在轨距档板上。轨距挡板具有双重作用。它既可用来传递钢轨的横向推力，又可随时换，以适应不同钢轨类型和轨距的需要，但每块轨距挡板只有一个号码，不能翻转使用。由于弹片强度不足，容易引起残余变形，甚至折断，放在中国铁路上已不再使用。67型弹片式扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹片；5—轨距挡板；6—绝缘缓冲垫片；7—绝缘缓冲垫片；8—衬垫；9—硫磺锚固剂；10—钢轨；11—轨枕。

弹条式扣件 由螺旋道钉、螺母、平垫圈、弹条、轨距挡板、挡板座及弹性垫板等零件组成的一种混凝土枕扣件，为弹性扣件。由于采用弹条作为钢轨扣压件，利用材料的弯曲变形及扭转变形，又不存在断面的削弱问题，结构形式比较倒合理。故而已成为中国混凝土轨枕的主型扣件，但它也有设计和制造较复杂的缺点。中国弹条式扣件主要分弹条Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型扣件三种。弹条Ⅰ型扣件见图5，因弹条形状像ω，所以又称ω扣件。弹条用于扣压钢轨，要求保持一定的扣压力及足够强度。弹条由直径为13mm的热轧弹簧圆钢制成。弹条有A，B 两种型号，其中A 型弹条较长。对于钢轨除14号接头轨距挡板安装B型弹条外，其余均安装A 型弹条。轨距挡板的作用是调整轨距，传递钢轨的横向水平推力。挡板座为支撑挡板用，后背斜面支承在轨枕挡肩上，要求挡板座有一定强度来承受和传递横向水平力，有足够的绝缘性能以防止漏电。档板座两斜面的厚度不同，可调换使用，也可起到调整轨距的作用。弹条Ⅰ型扣件的弹性好，加压力损失较小，能较好地保持轨道几何形位，已成为中国混凝土枕线路主型扣件。适用于标准轨距铁路直线及半径≥300mm的曲线地段，与50kg/m、60kg/m钢轨相联结。弹条Ⅱ型扣件见图6，除弹条采用新材料重新设计外，其余部件与弹条Ⅰ型扣件通用，仍为带挡肩、有螺栓扣件。选用弹钢作为Ⅱ型弹条的材料，屈服强度和抗拉强度比Ⅰ型扣件提高了42%和36 %，弹条直径不变。Ⅱ型扣件具有扣压力大、强度安全储备大、残余变形小等优点，适用于60kg/m钢轨与Ⅱ型或Ⅲ型混凝土轨枕。弹条Ⅲ型扣件见图7，是无螺栓无挡肩扣件，由弹条、预埋铁座、绝缘轨距块和橡胶垫板组成。适用于标准轨距铁路直线或半径≥350 m的曲线上，铺设60 kg/m钢轨和Ⅲ型无挡肩混凝土轨枕的无缝线路轨道。轨距的调整用不同号码的绝缘轨距块配置。Ⅲ型扣件具有压力大、弹性好等优点，特别是取消了混凝土枕挡肩，从而消除了轨底在横向作用下发生横移导致轨距扩大的可能性，因此保持轨距的能力很强，又由于取消了螺栓联结的方式，大大减小了扣件养护工作量。

弹条Ⅰ型扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板。弹条Ⅱ型扣件，1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板。弹条Ⅲ型扣件，1—弹条；2—预埋铁座；3—绝缘轨距块；4—橡胶垫板。调高扣件  一类专门用于轨距和水平调整量较大的特殊混凝土枕扣件。常见的主要型式有弹条Ⅰ型调高扣件、弹片Ⅰ型调高扣件及IF-Y型弹条扣件等。弹条Ⅰ性调高扣件见图8，由Ⅰ型弹条、轨距挡板、挡板座、橡胶垫板、调高垫板及螺旋道钉等组成。其结构与普通弹条Ⅰ型扣件一样，不同之处，它的调高量为20mm，而普通弹条Ⅰ型为8 ～10 mm。为达此调高量，从结构上对轨距挡板及挡板座进行了改进，以保持良好的扣压钢轨的能力。弹条Ⅰ型调高扣件只适用于60 kg/m钢轨，弹条用A型。弹片Ⅰ型调高扣件，与弹条Ⅰ型调高扣件类似，弹片分中间弹片、接头弹片及补强弹片。它适用于50、43kg/m钢轨混凝土枕线路，不便进行捣固作业，需用轨下调高垫片对钢轨水平进行较大调整的地段。大调高量25 mm。TF-Y型弹条扣件，适用于50kg/m钢轨整体道床曲线地段，允许调高量大为20mm，用调高垫板来调整水平。 弹条Ⅰ型调高扣件

1—螺纹道钉；2—螺母；3—平垫圈；4—弹条；5—轨距挡板；6—挡板座。弹片Ⅰ型调高扣件1—螺纹道钉；2—螺母；3—补强弹片；4—弹片；5—轨距挡板；6—挡板座；7—橡胶垫板；8—调高垫板；9—衬垫；10—垫片。TF-Y型弹条扣件，1—中间弹条；2—接头扣件；3—螺纹道钉；4—轨卡螺栓及螺母；5—铁垫板；6—胶垫；7—塑料垫板；8—平垫圈；9—弹簧垫圈；10—楔形轨距块；11—调高垫板。

高速铁路的轨道结构从总体上可分为两类：一类为传统的有砟轨道；另一类为无砟轨道，实践表明，两种轨道结构均可高速例车的安全运营。但由于两类轨道结构存技术经济方面的差异，各国均根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以佳的技术经济效益。

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