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1客运专线扣件系统技术详解DESCRIPTIONOFTECHNOLOGYONRAILFASTENINGSYSTEMFORPDL铁道科学研究院CHINAACADEMYOFRAILWAYSCIENCES2009.4第三讲技术说明2第三讲技术说明自主研发客运专线各扣件系统适用条件扣件系统客运专线类型轨道结构类型承轨槽挡肩结构弹条IV型扣件系统最高速度250km/h和350km/h客运专线有砟轨道无挡肩弹条V型扣件系统有砟轨道有挡肩WJ-7A型扣件系统最高速度250km/h客运专线无砟轨道无挡肩WJ-7B型扣件系统最高速度350km/h客运专线无砟轨道无挡肩WJ-8A型扣件系统最高速度250km/h客运专线无砟轨道有挡肩WJ-8B型扣件系统最高速度350km/h客运专线无砟轨道有挡肩31.概述一、弹条IV型扣件系统技术说明弹条IV型扣件系统客运专线混凝土无挡肩枕有砟轨道客运专线扣件系统暂行技术条件无挡肩无螺栓扣件系统依据在原弹条III型扣件基础上经多年深入研究和大量试验优化改进而成满足运营条件针对线路条件一、弹条IV型扣件系统技术说明4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：1.概述一、弹条IV型扣件系统技术说明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。51.概述一、弹条IV型扣件系统技术说明结构方案选择有砟轨道有挡肩轨枕德国VOSSLOHW14日本102法国Nabla有螺栓扣件系统英国PANDROLFC系列E系列瑞典FIST中国III型无螺栓扣件系统无挡肩轨枕6一、弹条IV型扣件系统技术说明结构方案选择无螺栓扣件系统零部件少维修工作量小客运专线速度高密度大轨道维修在很短封锁点内进行1.概述71.概述一、弹条IV型扣件系统技术说明结构优化1）扣件结构对弹条的要求2）结构优化3）钢轨接头处技术措施对弹条的结构进一步优化，降低其工作应力，减小残余变形；橡胶垫板物理性能采用UIC标准与国际接轨；为实现轨距的精确调整，绝缘轨距块号码按1mm一级配置；对零部件的制造验收提出更高要求。防止钢轨倾翻弹性好防爬阻力大疲劳强度高JA、JB弹条直径18mm；接头绝缘轨距块。82.主要设计参数序号项目性能指标1适应钢轨类型中国60kg/m钢轨2轨距1435mm3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钢轨纵向阻力大于9kN。5系统弹性轨下橡胶垫板静刚度为60kN/mm；动静刚度比不大于2.0。6疲劳性能经300万次荷载循环后各零部件无伤损，轨距扩大小于6mm，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扣压力及弹程单个弹条扣压力不小于11kN，弹程13mm。11预埋件抗拔力预埋铁座在轨枕中的抗拔力不小于60kN。一、弹条IV型扣件系统技术说明93.扣件系统组成一、弹条IV型扣件系统技术说明103.扣件系统组成一、弹条IV型扣件系统技术说明113.扣件系统组成一、弹条IV型扣件系统技术说明扣件零件数量表（每组扣件用量）序号名称数量材料质量或体积备注1C4型弹条260Si2MnA1.60kg一般地段采用JA型弹条1.26kg钢轨接头处采用JB型弹条1.28kg2预埋铁座TZ42QT450-102.80kg3绝缘轨距块G42玻纤增强聚酰胺66107.3cm3一般地段采用接头绝缘轨距块G4J91.4cm3钢轨接头处采用4橡胶垫板RP41天然或合成橡胶250cm3124.结构特征一、弹条IV型扣件系统技术说明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。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，通过更换不同号码的绝缘轨距块可实现钢轨左右位置调整。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。弹条IV型扣件系统零部件少维修工作量少无螺栓无挡肩弹性不分开式结构紧凑扣压力大保持轨距能力强134.结构特征一、弹条IV型扣件系统技术说明扣件类型日本Vossloh法国Pandrol中国102型W14型Nablae系列FASTCLIP弹条IV型系统分类弹性不分开式承受横向力方式由混凝土挡肩承受由预埋铁座承受与基础联结方式预埋塑料套管预埋铁座扣压件弹片扣压力5kN弹程12mm弹条扣压力10kN弹程13mm弹片扣压力11kN弹程9mm弹条扣压力11kN弹程13mm弹条扣压力10kN弹程12mm弹条扣压力11kN弹程13mm扣压件紧固方式有螺栓紧固无螺栓紧固钢轨高低调整不能调整可调整10mm不能调整轨距调整无级调整±10mm-8～+4mm-8～+4mm-8～+4mm弹性垫层轨下单弹性垫层垫板刚度60kN/mm60kN/mm70kN/mm30～100kN/mm60kN/mm应用条件有挡肩混凝土枕无挡肩混凝土枕145.配套轨枕接口技术要求一、弹条IV型扣件系统技术说明承轨槽的型式尺寸预埋铁座的埋设位置和精度弹条IV型扣件系统与既有IIIb型无挡肩预应力混凝土枕相配套。151.概述二、弹条V型扣件系统技术说明弹条V型扣件系统客运专线混凝土有挡肩枕有砟轨道客运专线扣件系统暂行技术条件有挡肩有螺栓扣件系统依据在弹条I、II型、弹条I型调高和石龙桥小阻力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满足运营条件针对线路条件二、弹条V型扣件系统技术说明161.概述二、弹条V型扣件系统技术说明弹条I、II型扣件系统弹条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。石龙桥小阻力扣件系统171.概述二、弹条V型扣件系统技术说明结构方案选择有碴轨道有挡肩轨枕德国VOSSLOHW14日本102法国Nabla有螺栓扣件系统英国PANDROLFC系列E系列瑞典FIST中国III型无螺栓扣件系统无挡肩轨枕18二、弹条V型扣件系统技术说明结构方案选择1.概述弹条I、II型扣件系统结构统一？系统绝缘？客运专线弹条I型调高扣件系统石龙桥小阻力扣件系统绝缘性能不能满足客运专线对轨道电路的要求小阻力扣件系统与常规阻力扣件系统结构不统一，不利于现场使用。191.概述二、弹条V型扣件系统技术说明结构优化1）提高扣件系统绝缘性能的结构方案和技术措施道钉硫磺锚固于轨枕环氧树脂砂浆提高锚固材料绝缘性能轨枕中预埋绝缘套管联结绝缘性能差效果不理想作业效率低成本高工厂锚固轨枕运输困难现场锚固质量难以保证生产效率高预埋精度高绝缘电阻高轨枕便于运输伤损道钉更换方便更换钢轨易伤螺纹更换钢轨不伤螺纹201.概述二、弹条V型扣件系统技术说明结构优化2）常规阻力扣件与小阻力扣件统一的结构方案弹条I、II型扣件系统弹条V型扣件系统常规阻力大扣压力弹条石龙桥小阻力扣件系统小阻力小扣压力弹条211.概述二、弹条V型扣件系统技术说明结构优化3）扣件结构优化弹条V型扣件系统绝缘轨距挡板弹条I、II型扣件系统金属轨距挡板绝缘挡板座铸造轨距挡板绝缘挡板座石龙桥小阻力扣件系统221.概述二、弹条V型扣件系统技术说明结构优化4）弹条性能改进直径14mmII型弹条扣压力10kN弹程10mm增大弹程，提高疲劳强度小阻力弹条扣压力4kN弹程7mm扣压力10kN弹程12mm扣压力4.5kN弹程9.5mm直径13mm几何尺寸相同232.主要设计参数一、弹条IV型扣件系统技术说明序号项目性能指标1适应钢轨类型中国60kg/m钢轨2轨距1435mm3轨底坡在轨枕上设置1:40轨底坡。4钢轨纵向阻力一般地段，每组扣件钢轨纵向阻力大于9kN；小阻力地段，每组扣件钢轨纵向阻力约为4kN。5系统弹性轨下橡胶垫板静刚度为60kN/mm；动静刚度比不大于2.0。6疲劳性能经300万次荷载循环后各零部件无伤损，轨距扩大小于6mm，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扣压力及弹程常用弹条扣压力大于10kN，弹程12mm；小阻力弹条扣压力为4.5kN，弹程9.5mm。11预埋件抗拔力预埋套管在轨枕中的抗拔力不小于60kN。243.扣件系统组成二、弹条V型扣件系统技术说明253.扣件系统组成二、弹条V型扣件系统技术说明263.扣件系统组成二、弹条V型扣件系统技术说明扣件零件数量表（每组扣件用量）序号名称数量材料质量或体积备注1螺旋道钉S12优质碳素钢或合金钢1.30kg2平垫圈2Q235-A0.138kg3W2型弹条260Si2MnA1.30kg一般地段用X3型弹条1.18kg桥上小阻力地段用A型弹条0.96kg钢轨接头地段采用4轨距挡板G52玻纤增强聚酰胺66281.1cm3根据轨距调整确定规格5橡胶垫板RP51天然或合成橡胶265cm3根据线路阻力具体要求选定其中一种复合垫板CRP5橡胶不锈钢265cm30.27kg6预埋套管D12玻纤增强聚酰胺66115cm37调高垫板TD5聚乙烯27cm3/mm根据调高具体情况选用274.结构特征二、弹条V型扣件系统技术说明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。弹条V型扣件系统零部件少绝缘性能好有螺栓有挡肩弹性不分开式兼备小阻力功能保持轨距能力强284.结构特征二、弹条V型扣件系统技术说明扣件类型日本Vossloh法国Pandrol中国102型W14型Nablae系列FASTCLIP弹条V型系统分类弹性不分开式承受横向力方式由混凝土挡肩承受由预埋铁座承受由混凝土挡肩承受与基础联结方式预埋塑料套管预埋铁座预埋塑料套管扣压件弹片扣压力5kN弹程12mm弹条扣压力10kN弹程13mm弹片扣压力11kN弹程9mm弹条扣压力11kN弹程13mm弹条扣压力10kN弹程12mm弹条扣压力10kN弹程12mm扣压件紧固有螺栓紧固无螺栓紧固有螺栓紧固钢轨高低调整不能调整可调整10mm不能调整可调整10mm轨距调整无级调整±10mm-8～+4mm-8～+4mm-8～+4mm垫板刚度60kN/mm60kN/mm70kN/mm30～100kN/mm60kN/mm应用条件有挡肩混凝土枕无挡肩混凝土枕有挡肩混凝土枕295.配套轨枕接口技术要求二、弹条V型扣件系统技术说明弹条V型扣件系统与既有IIIa型有挡肩预应力混凝土枕相配套。承轨槽的型式尺寸预埋套管埋设位置和精度301.概述三、WJ-7型扣件系统技术说明客运专线无挡肩无砟轨道客运专线扣件系统暂行技术条件无挡肩扣件系统依据桥上、隧道内、路基上轨枕埋入式、板式无砟轨道均可应用。满足运营条件针对线路条件WJ-7型扣件系统在原