我国各类型扣件技术说明Word格式.docx
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型扣件适用于采纳60kg/m钢轨并铺设无缝线路的轨道，弹条
型扣件也适用于采纳50kg/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8kN，弹程9mm，B型弹条单个弹条扣压力9kN，弹程8mm，轨下胶垫的静刚度为90～120kN/mm。
型扣件单个弹条扣压力10kN，弹程10mm，轨下胶垫的静刚度为55～80、40～60kN/mm（钢轨接头地段）。
弹条I型调高扣件结构与弹条I型扣件大体相同，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，仅采纳A型弹条，其调高量可达20mm。
图1-6弹条
型扣件
图1-7弹条
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
型扣件，该扣件结构类似于PANDROLe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，维持轨距能力强，维修工作量少等优势，尤其适用于采纳大型机械作业的线路，但扣件不能进行钢轨高低调整是其要紧缺点。
这种扣件单个弹条扣压力大于11kN，弹程13mm，轨下胶垫的静刚度为55～80kN/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份线路。
大部份线路扣件利用情形良好，局部地段显现一些问题，要紧问题在以下几方面：
由于无螺栓扣件不能调整钢轨高低位置，个别严寒地域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，绝缘轨距块显现强度不足而压溃现象，弹条加工质量不稳固显现断裂或残余变形较大；
个别线路养护时进行垫板作业，造成弹条产生严峻的残余变形。
图1-8弹条
小阻力弹条扣件
为知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，采纳扣压力较小的ω形弹条扣压件，单个弹条扣压力4kN，弹程7.1mm。
轨下利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，接踵在广深线石龙大桥、南京长江大桥、济南黄河大桥等特大桥上铺设，运营实践说明利用成效良好。
图1-9小阻力弹条扣件
客运专线用弹条IV型扣件
型扣件系统是为知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
型扣件系统的基础上经连年深切研究和大量实验优化改良而成的。
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纳UIC标准与国际接轨；
3）为实现轨距的精准调整，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）要紧设计参数
要紧设计参数见表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。
钢轨接头处采纳JA、JB型弹条和接头绝缘轨距块。
图1－10弹条
型扣件系统结构
3）结构特点
与弹条
型扣件系统一样，弹条
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，维持轨距能力强，维修工作量少等优势，尤其适用于采纳大型机械作业的线路。
其要紧结构特点如下：
a）在制作混凝土轨枕时预先埋设预埋铁座，弹条通过插入预埋铁座扣压钢轨，无需螺栓紧固。
b）预埋铁座挡肩与钢轨间设置绝缘轨距块用以调整轨距并起绝缘作用，通过改换不同号码的绝缘轨距块可实现钢轨左右位置调整。
c）钢轨与混凝土轨枕承轨面间设橡胶垫板起绝缘缓冲和减振作用。
d）扣件系统与预应力混凝土无挡肩轨枕配套利用。
型扣件结构能够安装在原
b型预应力混凝土枕上。
4）配套轨枕接口技术要求
扣件系统对轨枕接口的技术要求主若是承轨槽的型式尺寸和轨枕中预埋铁座的埋设位置和精度，与既有
b型无挡肩预应力混凝土枕相配套。
客运专线用弹条V型扣件
弹条V型扣件系统是为知足客运专线运营条件，针对铺设预应力混凝土有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》而设计的一种有挡肩有螺栓扣件系统。
该扣件系统是在原弹条
型调高扣件和石龙桥小阻力扣件的基础上，维持现有轨枕承轨槽尺寸和位置不变的条件下改良而成的。
本扣件系统在原有扣件结构的基础上重点对以下几方面进行优化改良：
1）提高扣件系统的绝缘性能；
2）提高弹条的疲劳性能；
3）同时考虑可安装小扣压力弹条和摩擦系数小的复合垫板，具有小阻力扣件的功能。
扣件系统的联接组装如图1－11所示，扣件系统由弹条、螺旋道钉、平垫圈、轨距挡板、轨下垫板和定位于预应力混凝土有挡肩枕的预埋套管组成。
钢轨高低调整时采纳调高垫板。
图1－11弹条V型扣件系统结构
本扣件为有螺栓扣件系统，属轨枕带混凝土挡肩的弹性不分开式扣件。
扣件具有以下结构特点：
a）采纳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。
b）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），知足不同线路阻力的要求。
c）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，幸免调整轨距时阻碍螺旋道钉的受力状态；
d）通过在轨下垫板与混凝土轨枕承轨面间垫入调高垫板实现钢轨高低调整。
扣件系统对轨枕接口的技术要求主若是承轨槽的型式尺寸和轨枕中预埋套管的埋设位置和精度。
既有
a型有挡肩预应力混凝土枕仅需在原钉孔位置按规定埋设预埋套管，弹条V型扣件系统即可与其相配套。
表1－1弹条
、V型扣件系统要紧设计参数
序号
项 目
性能指标
弹条V型扣件
1
适应钢轨类型
中国60kg/m钢轨
2
轨距
1435mm
3
轨底坡
在轨枕上设置1:
40轨底坡。
4
钢轨纵向阻力
每组扣件大于9kN。
一般地段，每组扣件大于9kN；
小阻力地段，每组扣件约为4kN。
5
系统弹性
轨下橡胶垫板静刚度为60±
10kN/mm；
动静刚度比不大于。
6
疲劳性能
扣件系统按EN13146-4进行试验，经300万次荷载循环后各零部件无伤损，轨距扩大小于6mm，且扣压力、钢轨纵向阻力和节点静刚度满足以下要求：
扣压力变化≤20%；
钢轨纵向阻力变化≤20%；
节点静刚度变化≤25%。
7
绝缘电阻
扣件系统按EN13146-5进行测试，两轨间绝缘电阻大于3Ω·
km，并满足轨道电路对其绝缘电阻的要求。
8
恶劣环境条件
影响
扣件系统经EN13146-6所述300h盐雾试验之后，用手工拆卸工具能顺利拆卸。
9
钢轨左右位置
调整量
单股钢轨左右位置调整量：
－4～＋2mm；
轨距调整量：
－8～＋4mm，调整级别为1mm。
10
钢轨高低位置
不能调整
钢轨高低位置调整量：
10mm；
11
扣压力及弹程
单个弹条扣压力不小于11kN，
弹程13mm。
常用弹条扣压力大于10kN，弹程12mm；
小阻力弹条扣压力为kN，弹程9.5mm。
12
预埋件抗拔力
预埋铁座在轨枕中的抗拔力不小于60kN。
预埋套管在轨枕中的抗拔力不小于60kN。
2.无砟轨道用扣件系统
我国从60年代开始无碴轨道的研究，采纳过量种扣件型式。
如TF－M型扣件、TF-Y型弹性扣件、64－Ⅲ型扣件、秦岭隧道整体道床用弹性扣件、弹条
型弹性分开式扣件、弹条
型弹性分开式扣件、WJ-1型扣件、WJ-2型扣件等。
随着客运专线建设的进展又新近研发了WJ-7型扣件和WJ-8型扣件。
TF-Y型弹性扣件
TF－Y型弹性扣件要紧适用于铺设50kg/m钢轨、钢筋混凝土支承块式整体道床线路。
如图2-1所示，该扣件属分开式弹性扣件，由预埋塑料套管与螺旋道钉配合紧固铁垫板，采纳楔形轨距块调整轨距，铁垫板上设有T型螺栓插入座，由T型螺栓紧固弹条扣压钢轨，弹条由直径为14mm的弹簧钢制造，扣压力较大。
该扣件的要紧优势是轨距调整量大（直线地段-16～+12mm，曲线地段增加了丙型楔形轨距块，调整量为-20～+8mm），扣压力大，铁垫板下设塑料垫板，可减小列车荷载对钢筋混凝土支承块的冲击。
但利用中发觉塑料套管与螺旋道钉配合显现问题，塑料套管不易养护，加上部件通用性差，给养护维修带来困难。
图2-1TF-Y型弹性扣件
弹性整体道床用弹性扣件
秦岭隧道整体道床采纳弹性支承块式轨道结构，混凝土支承块周围设橡胶套靴，支承块底部设有缓冲减振垫层，为弹性整体道床结构，该结构与法国无碴轨道结构类似。
混凝土支承块上扣件结构为无挡肩不分开式弹性扣件，如图2-2所示。
扣压件采纳圆形截面的ω形弹条，钢轨与混凝土支承块间设橡胶垫板，固定螺栓的预埋铁座预埋在混凝土支承块中，用T型螺栓紧固弹条，轨距挡板起到支承弹条和调整轨距作用，绝缘轨距块既起绝缘作用又可调整轨距，该扣件可经受横向力60kN，钢轨调高量10mm，轨距调整量为－12～＋8mm。
这种类型的扣件已经铺设在宝天线的白清隧道和西康线的秦岭特长隧道的整体道床中，整体运营性能较好，其缺点是结构强度不足，预埋铁座有断裂现象。
图2-2弹性整体道床用可调式弹性扣件
弹条
型弹性分开式扣件
型弹性分开式扣件结构为带铁垫板的弹性分开式扣件。
本扣件先期用于渝怀线鱼嘴2号隧道，后期也在个别隧道整体道床轨道中采纳。
如图2-3所示，其要紧结构特点为：
①钢轨与铁垫板间及铁垫板与基础间均设橡胶垫板，双层减振；
②采纳Ⅱ型弹条作为扣压件，也可安装
型扣件B型弹条；
③铁垫板上设T型螺栓插入铁座，通过拧紧T型螺栓的螺母而紧固弹条；
④T型螺栓插入铁座与钢轨间设置轨距块以调整轨距，轨距调整量为－8～＋4mm；
⑤铁垫板上开有螺栓孔，锚固螺栓与预埋于混凝土基础中的绝缘套管配合紧固铁垫板；
螺栓与铁垫板间设置弹簧垫圈；
⑥钢轨高低调整通过在轨下及铁垫板下垫入调高垫板实现，轨下调整量10mm，铁垫板下调整量10mm，共计可调整20mm。
图2-3弹条
WJ-1型扣件
针对在九江长江大桥上无碴无枕预应力混凝土梁铺设无缝线路的工程特点，上世纪70年代末研制了WJ－1型小阻力弹性扣件。
如图2-4所示，WJ－1型扣件为带铁垫板的弹性分开式扣件，属小阻力扣件。
由预埋于混凝土短轨枕的塑料套管和锚固螺栓配合紧固铁垫板，铁垫板上设有T型螺栓座，扣压件采纳弹片形式，由T型螺栓紧固弹片扣压钢轨，轨下利用粘贴不锈钢板的复合胶垫以降低摩擦系数，铁垫板与承轨台间设置5mm厚的绝缘缓冲垫板。
扣件钢轨调高量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±
10mm，通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现，为持续无级调整。
弹片设计扣压力4kN，前端弹程7mm，T型螺栓螺母扭矩80Nm。
由于弹片扣压件工作时要紧利用材料的弯曲变形性能，加工相对简易，造价也往往较低，但由于为螺栓紧固而开孔，在该部位容易显现应力集中，而且弯矩最大处恰正是截面减弱最大处。
在九江长江大桥上利历时也发觉有弹片开裂现象，后来采取在弹片上附加一补强弹片的方法以减少主弹片螺栓孔处的应力。
图2-4WJ-1型扣件
WJ-2型扣件
本扣件按60kg/m钢轨设计，适用于要求钢轨高低和左右位置调整量大并铺设焊接长钢轨的预应力混凝土梁上无碴轨道结构，也属于小阻力扣件。
已铺设在秦沈客运专线长枕埋入式无碴轨道结构上，经受了时速为321km/h的高速列车实验，性能良好。
如图2-5所示，该扣件结构与WJ－1型扣件相似，只是将弹片扣压件改用弹条扣压件，该弹条设计扣压力4kN，前端弹程11.5mm。
扣件要紧设计参数与特点如下：
①扣件调高量40mm，钢轨高低调整通过在轨下、铁垫板下垫入调高垫板实现，轨下调整量10mm，铁垫板下调整量30mm。
②扣件左右位置调整量每轨±
10mm，调整轨距通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现，为持续无级调整。
③扣件设计最大经受横向力为50kN（疲劳荷载），混凝土承轨台不设挡肩。
④铁垫板上设置1：
⑤扣件节点刚度为40～60kN/mm。
⑥扣件T型螺栓的螺母不采纳松紧搭配方式布置，要求松紧程度一致，使扣件均匀受力，T型螺栓的螺母扭矩为90～100Nm。
⑦锚固螺栓拧紧扭矩为300Nm。
⑧预埋绝缘套管抗拔力大于100kN。
图2-5WJ-2型扣件
客运专线用WJ-7型扣件
WJ-7型扣件系统确实是为适应铺设各类无挡肩无碴轨道，知足客运专线扣件系统的技术要求而研发的一种无碴轨道扣件系统，是在原WJ-1型和WJ-2型无碴轨道扣件系统的基础上优化而成的。
该扣件系统在桥上、隧道内和路基上的轨枕埋入式（双块式轨枕和长轨枕）和板式无碴轨道都可应用。
针对客运专线无碴轨道扣件系统需要解决的高弹性、高绝缘、结构通用性强、弹条扣压力衰减小和疲劳强度高、与基础靠得住联结、钢轨高低和左右位置调整量大等关键技术问题，本扣件系统研究中作了以下几方面的优化改良。
1）提高扣件结构通用性；
2）提高扣件系统绝缘性能；
3）降低弹条扣压力衰减，提高其疲劳强度；
4）提高扣件系统与基础联结的靠得住性；
5）降低扣件系统的刚度；
6）提高T型螺栓在铁垫板中固定的靠得住性。
要紧设计参数见表2-1。
如图2-6所示，扣件系统由T型螺栓、螺母、平垫圈、弹条、绝缘块、铁垫板、绝缘缓冲垫板、轨下垫板、锚固螺栓、重型弹簧垫圈、平垫块和定位于混凝土轨枕或轨道板的预埋套管组成。
钢轨高低调整时采纳调高垫板（分轨下调高垫板和铁垫板下调高垫板）。
图2-6WJ-7型扣件结构
本扣件系统为带铁垫板的无挡肩弹性分开式结构，具有以下结构特点：
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1：
40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）埋入式无碴轨道，又可用于轨道板无碴轨道，列车传来的横向荷载要紧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。
通过改换不同刚度的轨下垫板可别离适应350km/h客运专线和250km/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。
配套设计的弹条比我国既有弹条弹程大（各类弹条弹程均为14mm），疲劳强度高，在采纳较低刚度轨下弹性垫层时弹条的扣压力衰减小。
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，可有效地提高水膜电阻。
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），配合利用摩擦系数不同的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板）可取得不同的线路阻力，既可用于要求大阻力的地段，又可用于要求小阻力的地段，知足各类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，便于螺旋筋准确信位。
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）调整轨向和轨距时无需任何备件，通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现，为持续无级调整，可精准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，知足无碴轨道的利用要求，在轨下垫入充填式垫板可实现高低的无级调整。
10）本扣件在钢轨接头处安装时无需特殊备件，不妨碍接头夹板的安装。
4）配套轨枕或轨道板接口技术要求
扣件系统对轨枕或轨道板接口的技术要求主若是轨枕或轨道板中预埋套管的埋设位置和精度，另外轨枕或轨道板不设轨底坡。
图2－7为具体接口尺寸要求。
图2－7WJ-7型扣件系统界面图
客运专线用WJ-8型扣件
WJ-8型扣件确实是为适应铺设德国既有有挡肩无碴轨道，知足客运专线扣件系统的技术要求而研发的一种无碴轨道扣件系统。
该扣件系统是在原板式和双块式无碴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。
本扣件的研发重点在以下几个方面：
1）确信扣件系统的大体结构，使结构稳固和合理；
2）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知足路基、隧道、桥梁上铺设无缝线路纵向阻力要求的技术方法；
3）采取方法提高扣件系统的绝缘性能；
4）研究提高系统弹性的技术方法并配套研发长寿命高弹性减振垫层及与之相适应的高疲劳强度弹条。
如图2-8所示，扣件系统由螺旋道钉、平垫圈、弹条、绝缘块、轨距挡板、轨下垫板、铁垫板、铁垫板下弹性垫板和定位于混凝土轨枕或轨道板的预埋套管组成。
图2-8WJ-8型扣件结构
1）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和轨距挡板，最后传递至混凝土挡肩，降低了横向荷载的作用位置，使结构加倍稳固。
2）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，不仅能够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；
3）铁垫板与混凝土挡肩间设置工程塑料制成的轨距挡板，用以维持和调整轨距，同时起绝缘作用；
4）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），配合利用摩擦系数不同的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板）可取得不同的线路阻力，既可用于要求大阻力的地段，又可用于要求小阻力的地段，知足各类线路条件下铺设无缝线路的要求。
5）扣件组装紧固螺旋道钉时，以弹条中肢前端接触轨底为准，幸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。
6）采纳与WJ-7型扣件相同的弹条，弹程大，疲劳强度高，在采纳较低刚度弹性垫层时弹条的扣压力衰减小。
7）铁垫板下设弹性垫层，扣件系统具有良好的弹性，垫层采纳长寿命热塑性弹性体材料制成。
图2－9为配套的既有混凝土轨枕或轨道板的承轨槽型式和尺寸要求。
图2－9WJ-8型扣件系统界面图
表2-1WJ-7型和WJ-8扣件系统要紧设计参数
WJ-7型扣件
WJ-8型扣件
在铁垫板上设置1:
在轨枕或轨道板上设1:
A类弹性垫板静刚度为30～40kN/mm，适应250km/h客运专线（兼顾货运）；
B类弹性垫板静刚度为20～30kN/mm，适应350km/h客运专线；
动静刚度比
不大于。
扣件系统在调高30mm时按EN13146-4进行试验，经300万次荷载循环后各零部件无伤损，轨距扩大小于6mm，且扣压力、钢轨纵向阻力和节点静刚度满足以下要求：
－6～＋6mm；
－12～＋12mm，
连续无级调整。
－5～＋5mm；
－10～＋10mm，调整级别为1mm。
30mm；
常用弹条（W1型）：
单个弹条扣压力大于9kN，弹程14mm；
小阻力弹条（X2型）：
单个弹条扣压力6kN，弹程12mm。
13
预埋套管在轨枕中的抗拔力
不小于100kN。
不小于60kN。
3.要紧扣件归纳总结
有碴轨道扣件系统性能比较
表3-1为各要紧类型有碴轨道用扣件的性能比较。
无砟轨道扣件系统性能比较
表3-2为各要紧类型无砟轨道用扣件的性能比较。
表3-1各要紧类型有碴轨道扣件系统结构分析
扣件类型
弹条I型扣件
弹条I型
调高扣件
弹条II型扣件
弹条III型扣件
石龙桥
小阻力扣件
系统分类
弹性不分开式
承受横向力方式
由轨枕挡肩承受
由预埋铁座承受
与基础联结方式
硫磺锚固道钉
预埋铁座
预埋铁
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