δ型弹条钢轨扣件
为克服K型刚性扣件的弹性和扣压力的不足,经过研究,改用型弹条替代K型扣板,研发使用了δ型弹条扣件,应用于木枕、混凝土枕、钢枕和无碴轨道。为用于无碴轨道上的δ型弹条扣件。它是一种无螺栓的扣着方式,但仍用双重铁垫板,上下铁垫板下设有橡胶垫层,铁垫板用锚螺栓固定,使用效果良好。
这种扣件构造比较复杂,每个节点要4个弹条扣压件,调高靠上铁垫板下的调高垫片,
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δ型弹条钢轨扣件
为克服K型刚性扣件的弹性和扣压力的不足,经过研究,改用型弹条替代K型扣板,研发使用了δ型弹条扣件,应用于木枕、混凝土枕、钢枕和无碴轨道。为用于无碴轨道上的δ型弹条扣件。它是一种无螺栓的扣着方式,但仍用双重铁垫板,上下铁垫板下设有橡胶垫层,铁垫板用锚螺栓固定,使用效果良好。
这种扣件构造比较复杂,每个节点要4个弹条扣压件,调高靠上铁垫板下的调高垫片,调距靠横向调节板和轨距挡板完成。因调高和调距量有限,故要求无碴轨道施工精度较高。
W型弹条钢轨扣件是德国铁路B70S混凝土枕和传统长枕式Rheda无碴轨道的标准扣件。这种扣件基本属于弹条-有螺栓-铁垫板-轨距挡板系统。轨下胶垫厚15mm,静刚度33kN/mm,可用垫片调高5mm,用塑料板调高10mm,用轨距挡板调距±5mm,可提供与有碴轨道同等水平的弹性作用,使用效果良好。
钢轨扣件是轨道结构的重要组成部分,对减轻支承结构的负担的、保证轨道电路的正常工作和行车安全起着重要的作用。自20世纪50年代以来,钢轨扣件的发展促进了混凝土枕轨道的发展。日本有些学者甚至认为,日本条高速铁路东海道新干线的成功运营,部分归功于102型扣件良好的性能。随着具有弹性好,钢轨左右和高低位置调整能力大等性能的钢轨扣件研发,促进了高速铁路无砟轨道的推广使用,钢轨扣件的研发和制造也成为一个大产业。
我国早在1953年就开始了钢筋混凝土轨枕和配套扣件的研究,从早的刚性扣件到20世纪80年代末所有正线轨道均采用弹性扣件,扣件的研发水平和制造水平有了很大的提高。我国也是研发无砟轨道及其配套扣件早的之一,1956年开始研发,1965年先后在成昆线、京原线、太焦线、枝柳线、南疆线等长度超过1km的隧道内铺设无砟轨道及其配套扣件。进入21世纪后,随着高速铁路的发展,适应无砟轨道的新型钢轨扣件的发展进入了一个新的时期。
钢轨扣件是轨道结构的主要组成部分,是联结钢轨与支承结构(俗称轨下基础)的重要部件。近半个多纪以来,由于钢轨扣件的发展,大大促进了混凝土枕和无砟轨道的推广应用。系统介绍有关扣件的基本知识、国外和我国混凝土枕和无砟轨道用钢轨扣件的发展、我国干线铁路和高速铁路的主型扣件,扣件的设计和计算、扣件的室内试验和运营试验以及扣件参数的现场测试等。
新型扣件设计的着眼点在于降低扣件组装的垂向刚度、提高保持轨距的能力和满足钢轨调高的要求。此相配合,轨枕的承轨槽深度从过去的15mm加深到25mm,把预留孔中心距统一为254mm,成为有铁垫板的∏型扣件无铁垫板的XBP型扣件的通用轨枕。
1998年至2001年,全苏运输科学研究院等研究人员研发了全新的XP65型扣件。200年初,该扣件的铺设线路总长超过3000km。弹条直径为17mm。轨下垫板为14mm厚的橡胶垫板,刚度40~50kN/mm。扣件的调高量为15mm。
2001年,俄罗斯开始规模采用莫斯科运输工程学院研发的APC型无螺栓扣件,该扣件用固销和可转动的调整器紧固弹条,经多次改进后,新型称作APC-4型扣件。APC扣件已在俄罗斯10条铁路(长度超过6000km)和在蒙古使用,获得了20多项,其中包括7项国际。弹条直径为17mm,扣件组装扣压力为25~28kN。日本国有铁路于1951年开始铺设混凝土枕,使用的是木栓型扣件,即在混凝土枕中预埋硬质木栓用钉入木栓的普通道钉来固定钢轨。以后发展了A型、B型、C型和D型,1954年从法国进口了3000多套RN型扣件,与此同时发了可供稳定使用的5型扣件。与5型扣件配用的混土枕挡肩比承轨面高出9mm,弹片座粘结于轨枕上,该扣件可铺设在曲线半径800m以上的地段。
在冻害地段,日本采用的挡肩加高的轨枕,配合使用F1型扣件,利用轨下调高垫板和弹片座下的垫块,能使钢轨调高15mm。
在5型扣件的基础上,又研制了用于大坡道(66.7%)和小半径(R为350m)曲线上的6型扣件17.183。其特点是,为增大扣压力,主弹片用两个圆形弹片补强,并采用T形螺栓的方式来紧固弹片。为提高扣件的横向弹性,弹片座采用橡胶座。
在东海道新干线上,采用了与50kg/m钢轨配用的102型扣件,其特点是以横向弹性挡板(弹片)保持轨距并提供横向弹性,并以楔形的弹片座进行轨距无级调整,以主弹片和圆形弹片(补强弹片)扣压钢轨,单个主弹片的扣压力5kN、弹片前端刚度0.4kN/mm。横向弹片的横向刚度14kN/mm、轨下垫板(厚度7mm)的刚度为90kN/mm。在山阳新干线有砟轨道上也采用这种扣件,但为满足铺设60km/m钢轨和行车速度260km/h的需要,扣件作了部分修改,主弹片和横向弹片的厚度从原来的5mm增厚为6mm,轨下垫板的刚度降低为60kN/mm20。
其他研发的扣件较为的有荷兰的DE型扣件，瑞典的菲斯特(Fist)扣件和美国的Mckay型扣件,均为无螺栓扣件。DE型扣件的弹条用12mm×12mm的弹簧钢制造,扣压力10kN,弹程10mm。在南美有多个采用这种扣件。菲斯特扣件由弹条、轨下垫板和绝缘固定销组成,弹条直径16mm,扣压力和弹程与DE型扣件相同。其大特点是只有采用的工具才能拆卸,是典型的防盗型扣件,据统计,20世纪80年代,有16个采用这种扣件。
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