扣件系統(tǒng)作為軌道結(jié)構(gòu)重要部分之一，不僅鋪設(shè)數(shù)量大，技術(shù)含量高，而且開發(fā)周期長(zhǎng)，需要對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的研發(fā)和改進(jìn)，由于鐵路要在不同的地方鋪設(shè)，路基部分也會(huì)隨之變化，所以就需要調(diào)高墊板來(lái)調(diào)節(jié)鋼軌的高度。

現(xiàn)有的軌道調(diào)高墊板由于固定安裝在鐵墊板的頂部，不便于維修和拆裝，且當(dāng)列車駛過鋼軌頂部時(shí)，調(diào)高墊板頂部的軌下墊板表面之間易滑動(dòng)，影響調(diào)高墊板對(duì)鋼軌的調(diào)高要求。

鐵路軌下調(diào)高墊板，便于維修和拆裝調(diào)高墊板，和防止軌下墊板與調(diào)高墊板之間的滑動(dòng)。

鐵路軌下調(diào)高墊板，包括軌枕和螺旋道釘，所述軌枕的頂部安裝有橡膠墊板，橡膠墊板的頂部安裝有鐵墊板，鐵墊板的頂部安裝有調(diào)高墊板，調(diào)高墊板的頂部均設(shè)有網(wǎng)狀紋理，調(diào)高墊板的兩側(cè)均開設(shè)有凹槽。

彈條I型扣件彈性好，扣壓力損失較小，能較好地保持軌道幾何形位，已成為我國(guó)PC軌枕線路主型扣件，適用于標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑≥300m的曲線地段。

彈條I性調(diào)高扣件由I型彈條、軌距擋板、擋板座、橡膠墊板、調(diào)高墊板及螺旋道釘組成。調(diào)高量為20mm，而普通彈條I型為8～10mm。彈條I型調(diào)高扣件只適用于60kg/m鋼軌，彈條用A型。

TF-Y型彈條扣件適用于50kg/m鋼軌整體道床曲線地段，允許調(diào)高量大為20mm，用調(diào)高墊板來(lái)調(diào)整水平。

直接4型扣件有擋肩彈性不分開式扣件。扣件以彈性扣扳的下肢扣壓鋼軌，擰緊螺母后彈性扣板的上肢與鋼軌接觸，因此扣件彈性良好。鋼軌高低調(diào)整量為10mm，左右調(diào)整量23mm。

直接5型扣件無(wú)擋肩彈性分開式扣件，鐵墊扳的橢圓孔調(diào)整鋼軌左右位置，螺栓擰緊力為60-80kN，由鐵墊板與絕緣墊板摩擦力承受橫向力。高低調(diào)整量20，左右調(diào)整量為±10。

直接7型扣件無(wú)擋肩彈性分開式，鐵墊扳的構(gòu)造和承受橫向水平力的原理與“直結(jié)5型扣件”相同?？奂笥艺{(diào)整量較大，并可用楔形鐵座微調(diào)，其左右調(diào)整范圍為±30mm?？奂舷抡{(diào)整量為50mm。適用于土質(zhì)路基無(wú)碴軌道。

(4)軌下膠墊剛度

混凝土枕軌道和無(wú)碴軌道的彈性,主要是由鋼軌扣件提供的。這種軌道的剛度一般要比木枕軌道大得多。因此,必須設(shè)法降低混凝土軌下基礎(chǔ)的剛度,使之盡可能接近于木枕有碴軌道的剛度水平。理論研究和試驗(yàn)結(jié)果表明,要做到這一點(diǎn),扣件節(jié)點(diǎn)垂向剛度應(yīng)以20kN/mm左右為宜,亦即采用低剛度的軌下膠墊。同時(shí)鋼軌扣件的橫向剛度以20~40kN/m為宜,以減輕輪軌橫向力的作用。但橫向剛度不足又會(huì)使軌距擴(kuò)大超限,這在運(yùn)營(yíng)中是不允許的。

如果軌下膠墊剛度較小,則荷載分散范圍寬,輪重變動(dòng)小,沖擊荷載也小,顯然有利于改善軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。此外,還有振動(dòng)衰減大,道床劣化慢,抑制結(jié)構(gòu)噪聲與振動(dòng)的良好效果。

但另一方面,軌下膠墊自身的應(yīng)變也會(huì)隨之變大,有與其耐久性及曲線地段鋼軌小返變大如何協(xié)調(diào)的問。作為對(duì)策,鋼軌扣件結(jié)構(gòu)有向大型化發(fā)展的趨勢(shì)。

軌下膠墊的靜剛度和動(dòng)剛度之間有較大的差異,這在設(shè)計(jì)時(shí)是應(yīng)當(dāng)注意的。一般而論,靜剛度越大,動(dòng)剛度越大;加載頻率越高、中心荷載越大、加載振幅越小,動(dòng)剛度越大。動(dòng)靜剛度之比,當(dāng)加載頻率為5Hz時(shí)為1.2~1.5,200Hz時(shí)為2.0。

為使軌下膠墊剛度減小,普遍的做法是采用溝槽式膠墊,但微孔膠墊也是有效的。作為軌下膠墊的材質(zhì)以往多采用天然橡膠,但近年的研究動(dòng)向是,為減小動(dòng)靜剛度差及改進(jìn)動(dòng)剛度特性,研制試鋪了多種高分子復(fù)合材料的軌下膠,例如,乙烯一合成橡膠(EPDM)、聚酯合成橡膠(ESR)聚氨基甲酸乙酯橡膠(CPU)等,目前,正向?qū)嵱没A段邁進(jìn)。

WJ-7型彈性扣件

(1)扣件結(jié)構(gòu)

我國(guó)鐵道科學(xué)研究院近研發(fā)試鋪的帶鐵墊板的WJ-7型彈性分開式扣件。它是在秦沈客運(yùn)專線成功應(yīng)用WJ-2型彈性扣件的實(shí)踐基礎(chǔ)上,經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)改進(jìn)后提出的適用于客貨混運(yùn)鐵路(速度200km/h、軸重250kN)無(wú)碴軌道的鋼軌扣件。它已試鋪在遂渝線無(wú)碴軌道綜合試驗(yàn)段上。

這種扣件是由彈條、絕緣塊、鐵墊板、T型螺栓、螺母、平墊圈、軌下墊板、絕緣緩沖墊板、錨固螺栓、重型彈簧墊圈、平墊塊和預(yù)埋絕緣套管等部件組成。

(2)扣件特征

適用于60kg/m鋼軌的無(wú)縫無(wú)碴軌道。

彈條扣壓件有GX1型、GA1型和GB1型3種,以適應(yīng)不同線路條件對(duì)縱向阻力的要求。鋼軌接頭地段均采用GB1型彈條。

彈條扣壓力GX1型為4.5kN,GA1型為8kN,GB1型為9kN.

軌下墊板有無(wú)碴軌道用和過渡段用2類,每一類又分為橡膠墊板與復(fù)合墊板2種。視不同線路條件對(duì)縱向阻力的要求選定。

不同彈條與不同軌下墊板組合可獲得每組扣件不同的縱向阻力。

設(shè)有1:40軌底坡的鐵墊板,通過絕緣緩沖墊板放置在混凝土枕或混凝土軌道板上。絕緣緩沖墊板周邊凸肋并留有排水口以有效提高水膜電阻。

在鋼軌與鐵墊板間及鐵墊板與混凝土基礎(chǔ)間均設(shè)置軌下墊板和絕緣緩沖墊板,實(shí)現(xiàn)雙層彈性,以緩和列車荷載的沖擊振動(dòng)作用。

扣件節(jié)點(diǎn)剛度為35~50kN/mm。