自2003年中國(guó)鐵路實(shí)施跨越式發(fā)展以來,鐵路新線建設(shè)和既有線改造的規(guī)模不斷擴(kuò)大,裝備現(xiàn)化水平不斷提高。按照2004年初批準(zhǔn)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)》,到2020年,鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到10萬km,其中客運(yùn)專線將達(dá)到1.2萬km。這標(biāo)志著鐵路建設(shè)新高潮的到來。這一輪的鐵建設(shè)高潮,規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高、速度快,對(duì)線路設(shè)備、四電、移動(dòng)設(shè)備等的技術(shù)水平和質(zhì)量水平提出了新的要求。鐵路軌道直接承受機(jī)車輛輪對(duì)的作用力,對(duì)運(yùn)輸安全起著至關(guān)重要的作用,其中的件雖小,但牽涉到整個(gè)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(duì)運(yùn)輸安全的直接影響是顯而易見的,對(duì)它的技術(shù)質(zhì)量要求同樣也非常高。

我國(guó)鐵路自20世紀(jì)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(chǎn)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(chǎn)和安裝,扣著力強(qiáng),但彈性差、可調(diào)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(diào)性差的問題仍然存在?？郯迨娇奂蛷棗l扣件的適應(yīng)速度較低,速度250km/h及以上的鐵路客運(yùn)專線所需要鋼軌扣件,我國(guó)目前仍然沒有成熟、先進(jìn)的產(chǎn)品。

法國(guó)Nabla鋼軌扣件，法國(guó)鐵路所用鋼軌扣件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(tái)直徑18mm的凹槽內(nèi),兩者之間還放有一個(gè)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于安裝維護(hù),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(yīng)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(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),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(fù)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(shí),通過對(duì)固定間凸起的彈片與尼龍墊塊的兩點(diǎn)接觸,實(shí)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(diào)高,調(diào)距也有限。

雙重墊板型鋼軌扣件，Monaco隧道內(nèi)無碴軌道上的雙重墊板型鋼軌扣件。它是在隧道內(nèi)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(dòng)。

(3)基本特征

這種無擋肩可調(diào)式扣件是用ω型彈條作為扣壓件直接扣壓鋼軌。扣壓力10kN,足以防止鋼軌爬行,抗爬阻力12kN。同時(shí)要求彈條具有一定的彈性,保證有效彈程達(dá)到11mm。彈條形狀優(yōu)化上充分利用了材料的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形性能。此外,用預(yù)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(diào)整軌距,調(diào)整量為 8,-12mm,用調(diào)高墊片調(diào)整高度,調(diào)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(jié)構(gòu)

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(diào)高量、分開式彈性扣件。

(2)扣件特征

小阻力。為適應(yīng)橋上無縫線路對(duì)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(nèi)緊固扣壓件螺栓的松緊度一致,受力均勻,又能達(dá)到防爬阻力的要求有效辦法是使用粘貼不銹鋼板的復(fù)合膠墊,以減小扣件阻力。

大調(diào)高量。為滿足橋上無碴軌道因橋梁徐變上拱、墩臺(tái)沉降以及施工偏差及養(yǎng)護(hù)維修中對(duì)軌道狀態(tài)調(diào)的需求,應(yīng)采用調(diào)高量較大的扣件。為使其調(diào)高量達(dá)到40mm,用軌下調(diào)高墊板調(diào)高10mm,鐵墊板下調(diào)高墊板調(diào)高30mm;而軌距采用連續(xù)無級(jí)調(diào)整每軌調(diào)距量為±10mm。