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英國于1946年開始大規(guī)模采用混凝土枕,陸續(xù)試用了多種鋼軌扣件,其中頗有特色的是BJB扣件、SHC扣件和潘得路(Pandrol)扣件。BJB型扣件以鑄造軌距擋板保持軌距,以彈條扣壓鋼軌,彈條兩前肢扣壓在鋼軌上,彈條的跟放在軌距擋板特設(shè)的凹槽中。單個(gè)彈條的扣壓力為10kN。
S-H-C型扣件是無螺栓扣件,吊車鋼軌扣板,為了提高材料的利用效率和增加彈性,采用便于套裁的山字形彈片。彈片的前端扣壓鋼軌,后端支承在鑄造的支承棒上,中間以圓形截面鐵箍扣緊。后來,該扣件作了改進(jìn),以方型截面鐵箍代替圓形截面鐵箍,并以尼龍墊塊代替鑄造支承棒,改進(jìn)后的扣件稱作SC3扣件。
1992年4月,利用世行第5期,研究設(shè)計(jì)了彈條Ⅱ型扣件,彈條原材料的直徑仍為13mm,但彈條改用60Si2CrA制造,并使彈條兩側(cè)肢往外張開7mm,從而提高了彈條的扣壓力(達(dá)10kN)和彈程(達(dá)10mm)。同年進(jìn)行了該扣件的批量生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè),1996年8月通過了道部科研成果鑒定,2002年列入鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(TB/T3065.1~3065.2-2002),成為當(dāng)前我國干線鐵路的主型扣件之一,另一研究方案是采用全新的結(jié)構(gòu),1989年2月分別設(shè)計(jì)了兩種扣件型式,其中一種是不設(shè)混凝土擋肩,集裝箱堆場(chǎng)鋼軌扣板,而在軌枕中預(yù)先埋設(shè)保持軌距的部件(預(yù)埋鐵座),在其上部安設(shè)T形螺栓,借以緊固彈條。軌距調(diào)整用設(shè)置于軌底兩側(cè)的絕緣軌距塊進(jìn)行。1990年根據(jù)這種方案設(shè)計(jì)的WD型扣件(圖3-11)成試制,并進(jìn)行了各項(xiàng)性能試驗(yàn)。這種扣件的優(yōu)點(diǎn)是軌距保持能力強(qiáng),沒有扣件沿混凝土擋肩上滑和混凝土擋肩破損的問題,可以在軌下加設(shè)調(diào)高墊板來調(diào)整鋼軌的高低。缺點(diǎn)是零部件較多,而且在彈條組裝的過程中T形螺栓容易往外歪斜而導(dǎo)致彈條脫落,特別是軌下設(shè)置調(diào)高墊板時(shí)。
另一種扣件型式為稱作TF型扣件的彈性分開式扣件,1990年同樣完成了試制并進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在大的橫向力作用下扣件的軌距調(diào)整片容易沿絕緣緩沖墊板的肩部上滑,且零部件太多,鋼軌扣板,因此終沒有采用這一扣件形式。
1991年下半年開始,無螺栓式扣件逐漸為人們所接受。有關(guān)方面認(rèn)為,隨著大型養(yǎng)路機(jī)械的大量引進(jìn),在軌下進(jìn)行墊墊板作業(yè)的必要性將日趨減少,因而沒有必要再開發(fā)像WD型這樣一種有螺栓的過渡型扣件。在保留現(xiàn)有有螺栓式件的同時(shí),應(yīng)直接研發(fā)一種無螺栓式扣件。1992年4月,結(jié)合界銀行第五期工務(wù)系統(tǒng)項(xiàng)目,參考了國外同類扣件,研究設(shè)了彈條Ⅲ型扣件,經(jīng)試鋪和多次改進(jìn)后,1996年8月通過了科研成果鑒定,碼頭鋼軌扣板,成為當(dāng)前我國干線鐵路的另一主型扣件。
潘得路扣件也是無螺栓扣件它用預(yù)埋于混凝土枕或道床板中的鑄造肩(預(yù)埋鐵座)來保持軌距并支承彈條,以彈條扣壓鋼軌,以工程塑料作為絕緣部件。1963年英國鐵路總局決定,只有SH-C和潘得路型扣件能用于新鋪鐵路,次年又決定潘得路型扣件為新鋪鐵路的標(biāo)準(zhǔn)。初的潘得路型扣件彈條為PR系列,即彈條扣壓鋼軌部分(彈條的趾端)為一連續(xù)段。在20世紀(jì)70年代彈條發(fā)展為e系列,即彈條扣壓鋼軌部分為非連續(xù)段。彈條設(shè)計(jì)的這一改變,更好地利用材料的扭轉(zhuǎn)性能潘得路扣件并大大提高了彈條的扣壓力。當(dāng)彈條直(PR系列彈條)徑同為20mm時(shí),PR系列彈條的扣壓力只有7~8kN,而e系列彈條的扣壓力一般大于11kN,材料也比PR系列的彈條減少近1/4。因此在e列彈條推出后,很快便取代了PR系列彈條而得到廣泛應(yīng)用。自20世紀(jì)90年代中后期,潘得路公司又推了FASTCLIP扣件(簡(jiǎn)稱FC扣件),絕緣軌距塊不再扣壓鋼軌,只作為鋼軌與預(yù)埋鐵座間絕緣之用。為使彈條與鋼軌絕緣,設(shè)置彈條絕緣帽,套在彈條的鋼軌扣壓端。改進(jìn)后的扣件。單個(gè)彈條的扣壓力約為10kN,彈程12mm。
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