我国各类型扣件技术说明

各类型扣件技术说明

中国铁道科学研究院铁道建筑研究所

2008．2

各类型扣件技术说明

我国扣件系统的研究与开发已有五十多年的历史，开发了多种扣件型式。现将主要类型扣件进行归纳说明。

1. 有碴轨道用扣件系统

随着混凝土轨枕的发展与应用，我国从1957年就开始混凝土枕用扣件的研究，开发了多种扣件型式，如螺栓扣板式扣件、63型扣板式扣件、67型拱形弹片式扣件、70型扣板式扣件、弹条I型扣件、弹条I型调高扣件、弹片I型调高扣件、弹条II型扣件、弹条III型扣件等。随着客运专线建设的发展又新近研发了弹条IV型扣件和弹条V型扣件。以下主要介绍常用几种扣件型式。

1.1 扣板式扣件

螺栓扣板式扣件、63型扣板式扣件、70型扣板式扣件扣压件均采用刚性扣板，混凝土轨枕设挡肩，紧固扣板用的螺栓或固定于混凝土轨枕预留孔内的卡板中，或由下部螺旋旋入预埋于轨枕中的木套管中，或采用硫磺锚固锚入混凝土轨枕的预留孔中。这种扣件弹性较差，扣压力率减较大，现已在正线全部淘汰。

图1-1 螺栓扣板式扣件

图1-2 63型扣板式扣件

图1-3 70型扣板式扣件

1.2 弹片式扣件

67型拱形弹片式扣件采用弹片扣压件，混凝土轨枕设挡肩，采用锚固在混凝土轨枕中的螺栓紧固弹片。为适应冻害地段大调高量的要求，开发了弹片I型调高扣件。这种扣件扣压件弹性较差，而且螺栓孔处存在应力集中，易造成弹片断裂，因而采用较少。

图1-4 67型拱形弹片式扣件图1-5 弹片I型调高扣件

1.3 有螺栓弹条扣件

弹条I型扣件与弹条II型扣件是随着混凝土轨枕的应用以及无缝线路的铺设而开发的弹性扣件，目前正在线路上大量使用。该扣件由弹条、螺旋道钉、轨距挡板、挡板座、橡胶垫板等组成，混凝土轨枕设挡肩，为有螺栓扣件。同样采用锚固在混凝土轨枕中的螺旋道钉紧固弹条扣压钢轨，弹条为ω形，利用轨距挡板与挡板座配合调整轨距，为适应大调高量的要求，开发了弹条I型调高扣件。弹条I、II型扣件适用于采用60 kg/m钢轨并铺设无缝线路的轨道，弹条I型扣件也适用于采用50 kg/m钢轨的轨道。

弹条I型扣件弹条分A、B两种类型，A型弹条单个弹条扣压力8 kN，弹程9 mm，B型弹条单个弹条扣压力9 kN，弹程8 mm，轨下胶垫的静刚度为90～120 kN/mm。

弹条II型扣件单个弹条扣压力10 kN，弹程10 mm，轨下胶垫的静刚度为55～80、40～60 kN/mm（钢轨接头地段）。

弹条I 型调高扣件结构与弹条I 型扣件基本相同，如图1-7所示。将型钢轨距挡板用铸造轨距挡板替代，挡板座也作相应改变，仅采用A 型弹条，其调高量可达20 mm 。

图1-6 弹条I 、II 型扣件

图1-7 弹条I 型调高扣件

1- 螺旋道钉 2- 螺母 3- 平垫圈 4- 弹条 5- 轨距挡板 6- 挡板座 7- 调高垫板 8- 橡胶垫板

1.4 无螺栓弹条扣件

为适应少维修轨道结构的要求，我国开发了弹条III 型扣件，该扣件结构类似于PANDROL e 型扣件，扣件由弹条、预埋铁座、绝缘轨距块、橡胶垫板组成，混凝土轨枕不设挡肩，为无螺栓扣件。该扣件具有零部件少，结构紧凑，扣压力大，保持轨距能力强，维修工作量少等优点，尤其适用于采用大型机械作业的线路，但扣件不能进行钢轨高低调整是其主要缺点。这种扣件单个弹条扣压力大于11 kN ，弹程13 mm ，轨下胶垫的静刚度为55～80 kN/mm 。

我国大量铺设无挡肩无螺栓扣件的线路为秦沈客运专线和上海、兰州、成都、郑州和乌鲁木齐铁路局的部分线路。大部分线路扣件使用情况良好，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。

图1-8 弹条III 型扣件

1.5 小阻力弹条扣件

为满足桥上铺设无缝线路的要求，我国在90年代初开发了有碴轨道小阻力弹性扣件。该扣件结构与有螺栓弹条扣件类似，采用扣压力较小的ω形弹条扣压件，单个弹条扣压力4 kN ，弹程7.1 mm 。轨下使用带有不锈钢板的复合胶垫，单组扣件钢轨防爬阻力为4kN ，该扣件已经应用十余年，相继在广深线石龙大桥、南京长江大桥、济南黄河大桥等特大桥上铺设，运营实践表明使用效果良好。

1- 弹条 2- 预埋铁座 3- 绝缘轨距块 4- 橡胶垫板

图1-9 小阻力弹条扣件

1.6 客运专线用弹条IV型扣件

弹条IV型扣件系统是为满足客运专线运营条件，针对铺设预应力混凝土无挡肩枕的有碴轨道的线路条件，并依据《客运专线扣件系统暂行技术条件》而设计的一种无挡肩无螺栓扣件系统，是在原弹条III型扣件系统的基础上经多年深入研究和大量试验优化改进而成的。弹条IV型扣件系统重点在以下几个方面优化完善：1）对弹条的结构进一步优化，降低其工作应力，减小残余变形；2）橡胶垫板物理性能采用UIC标准与国际接轨；3）为实现轨距的精确调整，绝缘轨距块号码按1mm一级配置；4）对零部件的制造验收提出更高要求。

1）主要设计参数

主要设计参数见表1-1。

2）系统组成

扣件系统的联接组装如图1－10所示，

扣件系统由C4型弹条、绝缘轨距块、橡胶

垫板和定位于预应力混凝土无挡肩枕的预

埋铁座组成。钢轨接头处采用JA、JB型弹

条和接头绝缘轨距块。

图1－10 弹条IV型扣件系统结构

3）结构特征

与弹条III型扣件系统一样，弹条IV型扣件系统为无螺栓扣件系统，属轨枕不带混凝土挡肩的弹性不分开式扣件。具有零部件少，结构紧凑，扣压力大，保持轨距能力强，