鐵墊板的技術(shù)演變，隨著列車的提速，對軌道線路穩(wěn)定性要求也逐漸提高，鐵路軌道墊板也經(jīng)歷了四次改進(jìn)。初使用鋼板組焊墊板，由于組焊墊板存在焊縫而整體性不高，并且焊縫的存在使得墊板的力學(xué)性能減弱。型鋼墊板則由于具有良好的整體性而且較高的力學(xué)性能，終取代了組焊墊板。但由于墊板較長，型鋼墊板的變形較大、腐蝕嚴(yán)重，而且型鋼件也存在生產(chǎn)上滿足不了目前軌道墊板結(jié)構(gòu)形式需要的缺點(diǎn)。人們逐漸又將目前投向了變形性小、成本低的可鍛鑄鐵墊板。由于可鍛鑄鐵的生產(chǎn)是將白口鑄鐵進(jìn)行可鍛化退火得到的，相比于鑄態(tài)下直接獲得鑄件的生產(chǎn)工藝，這種生產(chǎn)方式延長了生產(chǎn)周期、增大了生產(chǎn)成本。球墨鑄鐵自問世以來憑其優(yōu)良的力學(xué)性能及良好的鑄造性能而備受關(guān)注，而鑄態(tài)下可以使用的鐵球墨鑄鐵墊板更是取代可鍛鑄鐵墊板的佳選擇。鐵素體球墨鑄鐵由于具有較強(qiáng)的抗震動和抗沖擊能力而被應(yīng)用于制造軌道配件，如地鐵線路配件鐵墊板、快速軌道墊板、型預(yù)埋鐵座、客運(yùn)專線軌道鐵墊板等。我廠為適應(yīng)目前鐵路生產(chǎn)的需要，進(jìn)行了球墨鑄鐵的生產(chǎn)開發(fā)。根據(jù)文獻(xiàn)介紹以及對生產(chǎn)過程進(jìn)行研究，我們終采用二次孕育并控制終硅量的方法，生產(chǎn)了可在鑄態(tài)下使用的鐵素體球墨鑄鐵。

德國“無碴軌道工程技術(shù)”要求鐵墊板彈性墊板靜態(tài)支點(diǎn)剛度為22.5±2.5kN/mm。根據(jù)目前的究成果,擬將ICE1和ICE2(軸重195kN)客貨混運(yùn)的無碴軌道靜態(tài)支點(diǎn)剛度從22.5kN/mm和20kN/mm降低至17kN/mm±10%,而ICE3(軸重160kN)客運(yùn)專線的無碴軌道靜態(tài)支點(diǎn)剛度降低到15kN/mm±10%。

日本《板式無碴軌道設(shè)計(jì)指南》規(guī)定軌下彈性墊板靜態(tài)支點(diǎn)剛度為60kN/mm,CAM墊層換算支點(diǎn)剛度為900或700kN/mm(彈性系數(shù)C2=1.23×10-3kN/mm3),板下墊板換算支點(diǎn)剛度為44kN/mm。當(dāng)前正擬將軌下彈性墊板靜態(tài)支點(diǎn)剛度降為0kN/mm,這樣鋼軌支點(diǎn)綜合剛度就變?yōu)?9kN/mm,甚至降至17k/mm,大致與德國要求相當(dāng)。我國無碴軌道扣件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求扣件支點(diǎn)剛度,客貨混運(yùn)線路為35~50kN/mm,客運(yùn)專線為25~3kN/mm。與德、日無碴軌道工程技術(shù)要求相比顯得高了些。給出了德國無碴軌道、日本板式道和中國無碴軌道結(jié)構(gòu)垂向剛度計(jì)算值。從根本上說,無碴軌道結(jié)構(gòu)剛度實(shí)質(zhì)上是如何確定鋼軌撓度問題,在規(guī)定的列車荷載條件下,其垂向剛度僅與鋼軌撓度有關(guān)。研究和實(shí)踐表明,從客貨混合運(yùn)輸和客運(yùn)線運(yùn)輸確保行車安全性與舒適性來判別,適宜的鋼軌撓度宜為1.52.0mm,以期使無碴軌道的彈性持有有碴軌道的彈性水平。

(2)扣件特征

彈條。采用Ⅱ型彈條,具有使用通用性。

小阻力。為適應(yīng)橋上板式軌道鋪設(shè)無縫線路對減少扣件阻力的要求,可采取通過軌距塊的凸形結(jié)構(gòu)控制彈條的彈程,以及采用低摩擦系數(shù)材料與橡膠墊板粘貼或硫化成合墊板的辦法,以達(dá)到適當(dāng)減小扣壓力的目的。為此,每個(gè)單條控制扣壓力為5.68kN,防爬阻力為10kN/m。

調(diào)高能力。為使橋上板式無碴軌道能適應(yīng)橋梁徐變上拱、墩臺基礎(chǔ)沉降,以及軌道施工誤差和今后養(yǎng)護(hù)維修工作的要求,所用扣件應(yīng)具有足夠的調(diào)高能力?？紤]到箱梁殘余徐變上拱限值10mm,墩臺工后沉降限值20mm,則扣件應(yīng)有調(diào)高能力為30mm。當(dāng)軌道高低偏差超過10mm時(shí)可用調(diào)高墊板調(diào)整小于10mm時(shí)可用軌下墊片或無級可調(diào)襯墊調(diào)整。

調(diào)距能力。為適應(yīng)扣件制作公差、軌向偏差及鋼軌磨損等因素的影響,可采用倒換不同號碼的軌距塊和距扣板來調(diào)整軌距。

扣件節(jié)點(diǎn)剛度。板式軌道剛度較有碴軌道大,軌道剛度過大對輪軌相互動力作用關(guān)系不利,為此要求采用低剛度軌下膠墊,般為40~60kN/mm。

扣件絕緣電阻。為保證軌道電路對扣件絕緣電阻的要求,應(yīng)提高絕緣墊板、預(yù)埋套管等部件的絕緣性能要求扣件絕緣電阻大于10°2,兩股鋼軌之間的絕緣電阻大于42km,以保證軌道電路傳輸距離符合1.2km的要求。