简要介绍有关扣件的名词术语、钢轨扣件的主要功能、钢轨扣件的分类和钢轨扣件的部件组成。
一、钢轨扣件名词术语
1.扣件系统,扣件组装fasteningsystem,fasteningassembly把钢轨固定于支承结构(如轨枕、轨道板等)上并把钢轨保持在所要求的位置,同时允许钢轨在垂向、横向和纵向有任何必要运动的所有部件的组装。该组装包括把荷载从钢轨分布到支承结构中
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简要介绍有关扣件的名词术语、钢轨扣件的主要功能、钢轨扣件的分类和钢轨扣件的部件组成。
一、钢轨扣件名词术语
1.扣件系统,扣件组装fasteningsystem,fasteningassembly把钢轨固定于支承结构(如轨枕、轨道板等)上并把钢轨保持在所要求的位置,同时允许钢轨在垂向、横向和纵向有任何必要运动的所有部件的组装。该组装包括把荷载从钢轨分布到支承结构中的部件,而且组装必须防止支承结构接触表面的磨损并提供钢轨到支承结构的电绝缘。
2.扣件节点thenodewhererailconnectedtosupportingstructure钢轨与支承结构的联结点,单个扣件节点的受力指一个扣件组装(一组扣件)的受力。
3.扣件垂向力verticalforceonafasteningassembly车轮荷载作用到单个扣件节点的垂向力。
4.扣件横向力lateralforceonafasteningassembly车轮荷载作用到单个扣件节点的横向力。
5.不分开式扣件directfast通过或不通过铁垫板直接把钢轨固定在支承结构上的扣件。
6.分开式扣件indirectfastenings钢轨被单独固定于铁垫板上,而铁垫板被固定于支承结构上的扣件。
16.扣压件clip扣压钢轨的部件,是扣件系统的部件之一。弹性好的称弹性扣压件,非弹性的称刚性扣压件。
17.弹片plate-springclip用弹簧钢板材制造的扣压件。
18.弹条bar-springclip用弹簧钢棒材制造的扣压件。
19.轨距挡板gaugeplate,gaugeblock在有挡肩扣件中用来传递横向力、保持和调整轨距的部件,可为金属部件或非金属部件。
20.挡板座，用来支承金属轨距挡板、保持和调整轨距并提供金属轨距挡板与支承结构间电绝缘的部件。
21.预埋铁座shoulder预先埋设于支持结构中用来保持轨距和安装扣压件的金属部件。
22.预埋套管insert,threadedinsert设有内螺纹的管状物,预先埋设于支承结构中,用来与锚固螺栓或螺旋道钉相配合,紧固铁垫板或扣压件的非金属部件。
23.绝缘轨距块insulator放置在钢轨和预埋铁座之间或钢轨与铁垫板挡肩之间,用来绝缘和调整轨距的非金属部件。
24.锚固螺栓anchorbolt用来与预埋套管相配合紧固铁垫板的螺栓。
25.螺旋道钉screwspike用来与预埋套管相配合紧固扣压件的螺栓。
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。
1992年4月,利用世行第5期,研究设计了弹条Ⅱ型扣件,弹条原材料的直径仍为13mm,但弹条改用60Si2CrA制造,并使弹条两侧肢往外张开7mm,从而提高了弹条的扣压力(达10kN)和弹程(达10mm)。同年进行了该扣件的批量生产和现场铺设,1996年8月通过了道部科研成果鉴定,2002年列入铁道行业标准(TB/T3065.1~3065.2-2002),成为当前我国干线铁路的主型扣件之一,另一研究方案是采用全新的结构,1989年2月分别设计了两种扣件型式,其中一种是不设混凝土挡肩,而在轨枕中预先埋设保持轨距的部件(预埋铁座),在其上部安设T形螺栓,借以紧固弹条。轨距调整用设置于轨底两侧的绝缘轨距块进行。1990年根据这种方案设计的WD型扣件(图3-11)成试制,并进行了各项性能试验。这种扣件的优点是轨距保持能力强,没有扣件沿混凝土挡肩上滑和混凝土挡肩破损的问题,可以在轨下加设调高垫板来调整钢轨的高低。缺点是零部件较多,而且在弹条组装的过程中T形螺栓容易往外歪斜而导致弹条脱落,特别是轨下设置调高垫板时。
另一种扣件型式为称作TF型扣件的弹性分开式扣件,1990年同样完成了试制并进行了室内试验。试验结果表明,在大的横向力作用下扣件的轨距调整片容易沿绝缘缓冲垫板的肩部上滑,且零部件太多,因此终没有采用这一扣件形式。
1991年下半年开始,无螺栓式扣件逐渐为人们所接受。有关方面认为,随着大型养路机械的大量引进,在轨下进行垫垫板作业的必要性将日趋减少,因而没有必要再开发像WD型这样一种有螺栓的过渡型扣件。在保留现有有螺栓式件的同时,应直接研发一种无螺栓式扣件。1992年4月,结合界银行第五期工务系统项目,参考了国外同类扣件,研究设了弹条Ⅲ型扣件,经试铺和多次改进后,1996年8月通过了科研成果鉴定,成为当前我国干线铁路的另一主型扣件。
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