自2003年中國鐵路實施跨越式發(fā)展以來,鐵路新線建設和既有線改造的規(guī)模不斷擴大,裝備現(xiàn)化水平不斷提高。按照2004年初批準的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)》,到2020年,鐵路營業(yè)里程將達到10萬km,其中客運專線將達到1.2萬km。這標志著鐵路建設新高潮的到來。這一輪的鐵建設高潮,規(guī)模大、標準高、速度快,對線路設備、四電、移動設備等的技術水平和質量水平提出了新的要求。鐵路軌道直接承受機車輛輪對的作用力,對運輸安全起著至關重要的作用,其中的件雖小,但牽涉到整個軌道工程的穩(wěn)定性和彈性。因此,扣件在軌道工程中的重要性以及對運輸安全的直接影響是顯而易見的,對它的技術質量要求同樣也非常高。

我國鐵路自20世紀50年代末使用鋼筋混凝土枕以來,相配套的鋼軌扣件的研發(fā)生產也隨之展開。首先入使用的是70型扣板式扣件,這種扣件便于生產和安裝,扣著力強,但彈性差、可調性差。80年發(fā)使用的彈條扣件,解決了彈性差的問題,但可調性差的問題仍然存在?？郯迨娇奂蛷棗l扣件的適應速度較低,速度250km/h及以上的鐵路客運專線所需要鋼軌扣件,我國目前仍然沒有成熟、先進的產品。

法國Nabla鋼軌扣件，法國鐵路所用鋼軌扣件的結構形式,一直是以彈片作為扣件的4.1RN型鋼軌扣件扣壓件,并在世界上首先在雙塊式混凝土枕使用了雙重彈片式RN型鋼軌扣件。

這種鋼軌扣件適用于混凝土枕或RS雙塊枕,都不用鐵墊板,其基本結構為彈片有螺栓不分開式扣件。彈片兼有扣壓鋼軌和提供橫向彈性及抵抗橫向推力的功用。彈片形部位放在承軌臺直徑18mm的凹槽內,兩者之間還放有一個厚8mm的半圓形緩沖墊,以緩沖和傳遞鋼軌橫向作用力。軌道彈性由軌下膠墊提供,為增加彈性性能,其厚度為9mm。該扣件結構簡單,便于安裝維護,維修工作量很少,軌道幾何形位保持良好,使用廣泛。

Nabla型鋼軌扣件，為適應TGV高速鐵路的發(fā)展需要,191年研發(fā)使用了Nabla型鋼軌扣件。Nabla型扣件也是一種有螺栓不分開式彈片扣件,廣泛用于既有線主要干線、TGV高速線和無碴軌道上。該扣件用T型螺栓固定,并用螺距小的螺母上緊彈片,彈片扣壓鋼。根據(jù)TGV多年的運營經驗,無扣件螺栓松弛現(xiàn)象,故改全區(qū)間檢查為部分區(qū)間檢查,省去大量扣件螺栓復擰作業(yè)。該扣件采用100M/m的軌下膠墊,并以尼龍墊塊作為絕緣部件。安裝時,通過對固定間凸起的彈片與尼龍墊塊的兩點接觸,實現(xiàn)雙重扣壓方式,以追隨鋼軌下沉,增大彈性,抵抗橫向推力。不需用任何防爬裝置。但這種扣件不能調高,調距也有限。

雙重墊板型鋼軌扣件，Monaco隧道內無碴軌道上的雙重墊板型鋼軌扣件。它是在隧道內平滑的凝土板上用鉆頭打孔,埋入螺栓,配以剛度為25MN/m的雙重墊板和雙重襯墊,主要是考慮降低振動。

(3)基本特征

這種無擋肩可調式扣件是用ω型彈條作為扣壓件直接扣壓鋼軌?？蹓毫?0kN,足以防止鋼軌爬行,抗爬阻力12kN。同時要求彈條具有一定的彈性,保證有效彈程達到11mm。彈條形狀優(yōu)化上充分利用了材料的彎曲和扭轉變形性能。此外,用預埋鐵座和軌距擋板承受橫向推力作用,用軌距擋板和絕緣軌距塊不同組合調整軌距,調整量為 8,-12mm,用調高墊片調整高度,調整量為10mm。軌道彈性由扣壓件前端彈性和軌下膠墊彈性(K=60~80kN/mm)以及塊下膠墊彈性聯(lián)合提供。軌道絕緣電阻值不得低于108Ω。

WJ-2型彈性扣件

(1)扣件結構

WJ-2型彈條扣件是為橋上支承塊式、枕式或雙塊式無軌道而研發(fā)使用的一種新型小阻力、大調高量、分開式彈性扣件。

(2)扣件特征

小阻力。為適應橋上無縫線路對梁軌相互作用力的要求,必須采用小阻力扣件,使其在一定范圍內緊固扣壓件螺栓的松緊度一致,受力均勻,又能達到防爬阻力的要求有效辦法是使用粘貼不銹鋼板的復合膠墊,以減小扣件阻力。

大調高量。為滿足橋上無碴軌道因橋梁徐變上拱、墩臺沉降以及施工偏差及養(yǎng)護維修中對軌道狀態(tài)調的需求,應采用調高量較大的扣件。為使其調高量達到40mm,用軌下調高墊板調高10mm,鐵墊板下調高墊板調高30mm;而軌距采用連續(xù)無級調整每軌調距量為±10mm。