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轨道结构理论与轨道力学(扣件)
我国铁路上使用的K式分开式扣件
木枕混合式扣件
在不分开扣件的基础上,加两个道钉, 只联结垫板与木枕(钢轨内外侧各一 个),前三个道钉作用为不分开式,而 后设的道钉为分开式,因此称这种扣件 为混合式扣件。这种扣件能缓减垫板的 振动,零件也少,安装方便,目前在我 国铁路木枕轨道上使用最广。
我国木枕上使用的混合式道钉扣件
德国拉达无 碴轨道上使 用的扣件
德国无碴 轨道上使 用的BZ A型扣件
德国轨道上 使用的无螺 栓扣件
钢轨
VOSSLOH 300-1扣件
轨枕螺栓
轨下胶垫 基板
扣压弹条
板下胶垫 塑料套管 轨距挡块 轨枕
轨枕螺栓
垫圈 轨距挡块
调高垫板
套管 轨下胶垫
板下胶垫 基板
轨枕
VOSSLOH300扣件技术指标
日本一般 区间无碴 轨道上使 用的直接 8型扣件。 总调高量为 0~70mm, 左右调节 量为 ±10mm。
德国扣件
德国木枕 上使用的 马克贝斯 弹簧道钉
德国铁路 木枕上使 用的Dna4 型弹簧道 钉
德国铁路 木枕上使 用的Dna6 弹簧道钉
德国木枕用K式扣件
德国混 凝土枕 上法国板式轨道上使用的扣件
法国弹性支承轨道上使用的STEDEF扣件
法国TGV高速线上使用的Nabla扣件
瑞士扣件
瑞士铁路的Fist扣件
荷兰扣件
荷兰铁路上使 用的DE型扣 件
四、地铁与轻轨扣件
DTI型扣件全弹 性分开式。 弹性扣板,六 边形轨距块, 调距量+8、 12mm,高低调 整量为-5+10 。 沟槽垫板, 8mm塑料垫板。 预埋玻璃钢套 管。 67年在京广线 易家湾隧道试 铺,北京地铁 二期工程均采 用。
弹条II型扣件 除弹条采用新材料 外,其余部件与弹 条I型扣件通用。用 优质弹簧钢作为II 型弹条的材料,屈 服强度和抗拉强度 分别比I型扣件提高 了42%和36%。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。
Ⅱ型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 上使用,单个弹条扣 压力不小于5.6kN, 扣件承受横向力50kN, 扣件节点最大纵向阻 力不大于7.0kN/mm, 扣件节点垂向刚度为 40-60kN/mm,轨面调 高量30mm,轨距调整 量+8-12mm,预埋套 管抗拨力100kN。
国内外主要扣件情况综述
西南交通大学
刘学毅
一、木枕扣件
木枕轨道上用于联结钢轨和木枕的联结 零件。依其联结钢轨、垫板与木枕三者 之间的型式分为:简易式、不分开式、 分开式及混合式四种。
木枕简易式扣件
指用道钉直接将钢轨、木枕联结在一起的扣紧 方式,钢轨与木枕联结简单、方便。简易式扣 件有普通道钉和弹簧道钉两种。弹簧道钉是用 圆形或方形的弹簧钢制成,型式很多,因其扣 压钢轨的部分具有一定的弹性变形,能大大缓 减钢轨的振动。当木枕受荷发生变形时,仍能 保持足够的扣压力,其抗拔力和抗推力均比普 通道钉大。
我国铁路上使用的五孔双肩铁垫板
二、混凝土枕扣件
混凝土枕扣件按扣压件类型可分为弹条扣件、 扣板式扣件、弹片式扣件三种; 按混凝土轨枕有无挡肩分为有挡肩扣件和无挡 肩扣件两种。 混凝土枕由于重量大、刚度大的特点,对扣件 性能要求较高,对其扣压力、弹性和可调性均 有较严格的要求。混凝土枕扣件应具备如下性 能:足够的扣压力、适当的弹性、一定的水平 和轨距调整量及一定的绝缘性能。
我国61型扣板式扣件
63型式扣件 相对于61型 加宽了铁座 宽度,绝缘 缓冲垫片增 加厚度。
70型板式扣件 63型板式扣件基础 上改进。改螺纹道 钉为螺旋道钉,取 消木栓联结型式, 螺母与弹簧垫圈之 间加设了平垫圈, 扣板中部厚度由18 mm减薄为15mm, 绝缘缓冲垫板厚度 由5mm增加为7mm, 提高了强度及弹性。
弹片式扣件
64-Ⅲ弹片扣件 无挡肩弹性分开式扣件, 螺纹道钉拧紧于预埋于 支承块内的铁套管中, 轨下及铁垫扳下各置一 弹性垫板,支承块面设 一压缩本制垫扳。该扣 件由原北京地下铁道工 程局设计,曾在京广线 易家湾隧道整体道床中 试铺,后来铺设于北京 地铁整体道床上。
66型弹片扣件 有挡肩不分开式弹 性扣件,适用于整 体道床。采用楔形 轨距块配合铁座调 整轨距。每股钢执 调整量为+3-6mm, 扣件配合扣板垫块 每股钢轨调高量为 20 mm。本扣件曾 京原线北沟隧道整 体道床中试铺。
我国秦 沈线板 式轨道 上拟采 用的弹 条Ⅱ型 分开式 扣件
我国高速 铁路桥上 无碴轨道 拟采用的 小阻力扣 件
1.T型螺栓 2.螺母 3.平垫圈 4.弹条 5.绝缘块 6.铁垫板 7.绝缘缓冲垫板 8.轨下垫板 9.锚固螺栓 10.重型弹簧垫圈 11.平垫块 12.预埋绝缘套管 13.轨下调高垫板 14.铁垫板下调高垫板
轨道减振器扣件
该扣件由德国于1978年 研制,1979年首次用于 科隆地铁,因其外观呈 蛋形,故称为科隆蛋扣 件。 华盛顿地铁从德国引进 并加以改进,称作蛋形 20 世纪80年代,我国也研制出类似的扣件,称 扣件。 作减振器扣件,是全弹性分开式,三阶减振, 适用于枕式整体道床,较高减振地段。 于20世纪90年代分别用于上海地铁和广州地铁。 根据1999年广州地铁的测试结果,与单趾弹簧 扣件(刚度42kN/mm)相比,减振效果约为8dB。
木枕不分开式扣件
在钢轨与木枕之间加一铁垫板,然后直 接用三个道钉(内侧两个、外侧一个) 把钢轨、垫板、木枕共同钉在一起。由 于直接用道钉将钢轨、垫板共同钉于木 枕上,列车通过时铁垫板发生振动,易 磨损木枕,较少采用。
木枕不分开式扣件
木枕分开式扣件
四个螺纹道钉联结垫板与木枕,两个T形螺栓 扣压钢轨,道钉和T形螺栓构成“K”型,因 此又称“K”式扣件。分开式扣件由于分别将 钢轨与垫板、垫板与木枕扣紧,具有扣着力强, 垫板振动得到缓减,并能有效地制止钢轨的纵、 横向移动,更换钢轨时,不需要扰动垫板与木 枕的联结,便于组装轨排,延长木枕使用寿命 等特点。但零件多,用钢量大,弹性差,仅在 个别轨道及桥梁上使用。
扣压件为,φ18 弹簧钢弹条,弹 程l0.5mm。轨下 和铁垫板下分设 10、16mm圆柱 型粒子橡胶垫板。 轨距调整量 +14mm、22mm。 为青岛、沈阳和 上海地铁二号线 而新研究设计。
DTⅦ 型扣件 半弹性分 开式。
ω掸条。无挡 肩,轨距调 整量+8、-12, 高低可调-5、 +30。 我国设计, 伊朗德黑兰 地铁枕式整 体道床用。
kN/mm
40(疲劳荷载)
35~50 满足道砟电阻≥3Ω·km
我国客专上普 遍采用的WJ8型 扣件
我国高 速铁路 隧道内 无碴轨 道拟采 用的扣 件
弹条Ⅲ型扣件 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。适用于直 线或半径≥350m 的曲线,铺设60 钢轨和Ⅲ型无挡 肩混凝土轨枕的 轨道。扣压力大、 弹性好,取消挡 肩,消除了轨距 扩大,减小了件 养护工作量。
英国扣件
英国混凝土枕线路上的赫依伯特扣件
英国铁路的Padarol扣件
苏联扣件
前苏联轨道上使用的蟹钳形БЛ型扣件
前苏联 轨道上 使用的 蟹钳形 КБ型扣 件
苏联扣件:该扣件为双层垫板式扣件,轨下铁垫板和附 加铁垫扳用高强度螺栓联结,利用轨下铁垫扳在附加铁 垫扳上错动来调整轨距。
法国扣件
法国使用的木枕RN式扣件
67型弹片式扣件 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。67年定型, 68、73年两次修 改。拱形弹片扣 压钢轨,轨距挡 板代替铁座调整 轨距和传递横向 推力。弹片强度 不足,易残余变 形和折断。
整体道床Ⅰ型扣件 有挡肩不分开式弹性 扣件,适用于直线和 半径>1200m的曲线 地段的整体道床,本 扣件采用调换轨距块 及铁垫座的方法调整 轨距,轨距调整昼为 +6-8mm。本扣件曾 在大巴山隧道整体道 床中试用。
弹条用于扣压钢轨,由直径为13mm的或热轧 弹簧圆钢制成。弹条两种型号。50轨除14号接 头轨距挡板安装A型弹条外,其余均安装B型 弹条。60轨一律安装B型弹条。 轨距挡板调整轨距,传递横向力。挡板座支撑 挡板,有足够的绝缘性能。挡板座两斜面的厚 度不同,可调换使用,调整轨距。 弹条I型扣件弹性好,扣压力损失较小,能较 好地保持轨道几何形位,已成为我国PC轨枕 线路主型扣件,适用于标准轨距铁路直线及半 径≥300m的曲线地段。
扣板式扣件
由扣板、螺旋道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓 冲垫板等组成,为刚性扣件。 扣件零件少,构造简单,调整轨距比较方便。 缺点是弹性不足,扣压力较低,使用过程中容 易松动。目前在我国铁路上已逐渐被弹条式扣 件所代替。 我国扣板式扣件分为61、63和70型。61型扣板 式扣件主要是螺旋道钉、木栓扣板式扣件,该 扣件很快就被63型及70型扣板式扣件代替。
直接4、5型扣件参数
项 目 单位 kN kN mm mm 设计参数
直结4型
3 3.1 ±6 0~10 60
直结5型
3.43 3 ±10 30 60
单个弹条扣压力 扣件阻力 轨距调整量 高低调整量
扣件系统节点静刚度 kN/mm
直接7型扣件 无挡肩弹性分开式, 铁垫扳的构造和承 受横向水平力的原 理与“直结5型扣件” 相同。扣件左右调 整量较大,并可用 楔形铁座微调,其 左右调整范围为 ±30mm。扣件上下 调整量为50 mm。适 用于土质路基无碴 轨道。
Ⅲ型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 过渡段使用,单个弹 条扣压力不小于11kN, 轨面调高量±20mm,轨 距调整量+8-4mm,预 埋套管抗拨力100kN。