轨道结构理论与轨道力学(扣件)ppt课件

国内外主要扣件情况综述,西南交通大学 刘学毅,1,一、木枕扣件,2,木枕轨道上用于联结钢轨和木枕的联结零件。依其联结钢轨、垫板与木枕三者之间的型式分为：简易式、不分开式、分开式及混合式四种。,3,木枕简易式扣件,指用道钉直接将钢轨、木枕联结在一起的扣紧方式,钢轨与木枕联结简单、方便。简易式扣件有普通道钉和弹簧道钉两种。弹簧道钉是用圆形或方形的弹簧钢制成，型式很多，因其扣压钢轨的部分具有一定的弹性变形，能大大缓减钢轨的振动。当木枕受荷发生变形时，仍能保持足够的扣压力，其抗拔力和抗推力均比普通道钉大。,4,木枕不分开式扣件,在钢轨与木枕之间加一铁垫板，然后直接用三个道钉（内侧两个、外侧一个）把钢轨、垫板、木枕共同钉在一起。由于直接用道钉将钢轨、垫板共同钉于木枕上，列车通过时铁垫板发生振动，易磨损木枕，较少采用。,5,木枕不分开式扣件,6,木枕分开式扣件,四个螺纹道钉联结垫板与木枕，两个形螺栓扣压钢轨，道钉和形螺栓构成“K”型，因此又称“K”式扣件。分开式扣件由于分别将钢轨与垫板、垫板与木枕扣紧，具有扣着力强，垫板振动得到缓减，并能有效地制止钢轨的纵、横向移动，更换钢轨时，不需要扰动垫板与木枕的联结，便于组装轨排，延长木枕使用寿命等特点。但零件多，用钢量大，弹性差，仅在个别轨道及桥梁上使用。,7,我国铁路上使用的式分开式扣件,8,木枕混合式扣件,在不分开扣件的基础上，加两个道钉，只联结垫板与木枕（钢轨内外侧各一个），前三个道钉作用为不分开式，而后设的道钉为分开式，因此称这种扣件为混合式扣件。这种扣件能缓减垫板的振动，零件也少，安装方便，目前在我国铁路木枕轨道上使用最广。,9,我国木枕上使用的混合式道钉扣件,10,我国铁路上使用的五孔双肩铁垫板,11,二、混凝土枕扣件,12,混凝土枕扣件按扣压件类型可分为弹条扣件、扣板式扣件、弹片式扣件三种； 按混凝土轨枕有无挡肩分为有挡肩扣件和无挡肩扣件两种。 混凝土枕由于重量大、刚度大的特点，对扣件性能要求较高，对其扣压力、弹性和可调性均有较严格的要求。混凝土枕扣件应具备如下性能：足够的扣压力、适当的弹性、一定的水平和轨距调整量及一定的绝缘性能。,13,扣板式扣件,由扣板、螺旋道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓冲垫板等组成，为刚性扣件。 扣件零件少，构造简单，调整轨距比较方便。缺点是弹性不足，扣压力较低，使用过程中容易松动。目前在我国铁路上已逐渐被弹条式扣件所代替。 我国扣板式扣件分为61、63和70型。61型扣板式扣件主要是螺旋道钉、木栓扣板式扣件，该扣件很快就被63型及70型扣板式扣件代替。,14,我国61型扣板式扣件,15,63型式扣件 相对于61型 加宽了铁座 宽度，绝缘 缓冲垫片增 加厚度。,16,70型板式扣件 63型板式扣件基础 上改进。改螺纹道 钉为螺旋道钉，取 消木栓联结型式， 螺母与弹簧垫圈之 间加设了平垫圈， 扣板中部厚度由18 mm减薄为15mm， 绝缘缓冲垫板厚度 由5mm增加为7mm， 提高了强度及弹性。,17,弹片式扣件,64-弹片扣件 无挡肩弹性分开式扣件， 螺纹道钉拧紧于预埋于 支承块内的铁套管中， 轨下及铁垫扳下各置一 弹性垫板，支承块面设 一压缩本制垫扳。该扣 件由原北京地下铁道工 程局设计，曾在京广线 易家湾隧道整体道床中 试铺，后来铺设于北京 地铁整体道床上。,18,66型弹片扣件 有挡肩不分开式弹 性扣件，适用于整 体道床。采用楔形 轨距块配合铁座调 整轨距。每股钢执 调整量为+3-6mm， 扣件配合扣板垫块 每股钢轨调高量为 20 mm。本扣件曾 京原线北沟隧道整 体道床中试铺。,19,67型弹片式扣件 由螺旋道钉、螺 母、平垫圈、弹 片、轨距挡板及 弹性垫板等零件 组成。67年定型， 68、73年两次修 改。拱形弹片扣 压钢轨，轨距挡 板代替铁座调整 轨距和传递横向 推力。弹片强度 不足，易残余变 形和折断。,20,整体道床型扣件 有挡肩不分开式弹性 扣件，适用于直线和 半径1200m的曲线 地段的整体道床，本 扣件采用调换轨距块 及铁垫座的方法调整 轨距，轨距调整昼为 +6-8mm。本扣件曾 在大巴山隧道整体道 床中试用。,21,弹片I型调高扣件 由I型弹片、轨距 挡板、挡板座、橡 胶垫板、调高垫板 及螺旋道钉等组成， 弹片分中间弹片、 接头弹片及补强弹 片。适用于50、43 钢轨混凝土枕线路， 用轨下调高垫片对 钢轨进行25mm调 高。,22,弹条式扣件,由螺旋道钉、螺母、平垫圈、弹条、轨距挡板、挡板座及弹性垫板等零件组成。 采用弹条作为钢轨扣压件，利用材料的弯曲变形及扭转变形，结构形式比较合理。 我国混凝土轨枕的主型扣件。,23,弹条用于扣压钢轨，由直径为13mm的或热轧弹簧圆钢制成。弹条两种型号。50轨除14号接头轨距挡板安装型弹条外，其余均安装型弹条。60轨一律安装型弹条。 轨距挡板调整轨距，传递横向力。挡板座支撑挡板，有足够的绝缘性能。挡板座两斜面的厚度不同，可调换使用，调整轨距。 弹条I型扣件弹性好，扣压力损失较小，能较好地保持轨道几何形位，已成为我国PC轨枕线路主型扣件，适用于标准轨距铁路直线及半径300m的曲线地段。,24,弹条II型扣件 除弹条采用新材料 外，其余部件与弹 条I型扣件通用。用 优质弹簧钢作为II 型弹条的材料，屈 服强度和抗拉强度 分别比I型扣件提高 了42%和36%。II型 扣件具有扣压力大、 强度安全储备大、 残余变形小等优点。,25,型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 上使用，单个弹条扣 压力不小于5.6kN， 扣件承受横向力50kN， 扣件节点最大纵向阻 力不大于7.0kN/mm， 扣件节点垂向刚度为 40-60kN/mm，轨面调 高量30mm,轨距调整 量+8-12mm，预埋套 管抗拨力100kN。,26,我国秦沈线板式轨道上拟采用的弹条型分开式扣件,27,我国高速铁路桥上无碴轨道拟采用的小阻力扣件,28,1.T型螺栓 2.螺母 3.平垫圈 4.弹条 5.绝缘块 6.铁垫板 7.绝缘缓冲垫板 8.轨下垫板 9.锚固螺栓 10.重型弹簧垫圈 11.平垫块 12.预埋绝缘套管 13.轨下调高垫板 14.铁垫板下调高垫板,我国客专上普遍采用的WJ7型扣件,29,WJ-7型扣件技术条件,30,我国客专上普遍采用的WJ8型扣件,31,我国高速铁路隧道内无碴轨道拟采用的扣件,32,弹条型扣件 无螺栓无挡肩扣 件，由弹条、预 埋铁座、绝缘轨 距块和橡胶垫板 组成。适用于直 线或半径350m 的曲线，铺设60 钢轨和型无挡 肩混凝土轨枕的 轨道。扣压力大、 弹性好，取消挡 肩，消除了轨距 扩大，减小了件 养护工作量。,33,型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 过渡段使用，单个弹 条扣压力不小于11kN， 轨面调高量20mm,轨 距调整量+8-4mm，预 埋套管抗拨力100kN。,34,弹条I性调高扣件 由I型弹条、轨距 挡板、挡板座、 橡胶垫板、调高 垫板及螺旋道钉 组成。调高量为 20mm，而普通弹 条I型为810mm。 弹条I型调高扣件 只适用于60kg/m 钢轨，弹条用A型。,35,TF-Y型弹条扣件 适用于50kg/m钢轨 整体道床曲线地段， 允许调高量最大为 20mm，用调高垫 板来调整水平。,36,三、国外扣件,37,日本扣件,日本木枕上 使用的404a型 分开式扣件,38,日本木桥 枕用404b 型扣件,39,日本使用的国铁3型扣件,40,日本预应力混凝土枕102型扣件,41,日本普通混凝土枕103型扣件,42,直接4型扣件 有挡肩弹性不 分开式扣件。 扣件以弹性扣 扳的下肢扣压 钢轨，拧紧螺 母后弹性扣板 的上肢与钢轨 接触，因此扣 件弹性良好。 钢轨高低调整 量为10mm， 左右调整量 23mm。,43,直接5型扣件 无挡肩弹性分 开式扣件，铁 垫扳的椭圆孔 调整钢轨左右 位置，螺栓拧 紧力为60-80 kN，由铁垫板 与绝缘垫板摩 擦力承受横向 力。高低调整 量20，左右调 整量为10。,44,直接4、5型扣件参数,45,直接7型扣件 无挡肩弹性分开式， 铁垫扳的构造和承 受横向水平力的原 理与“直结5型扣件” 相同。扣件左右调 整量较大，并可用 楔形铁座微调，其 左右调整范围为 30mm。扣件上下 调整量为50 mm。适 用于土质路基无碴 轨道。,46,日本一般 区间无碴 轨道上使 用的直接 8型扣件。 总调高量为070mm，左右调节量为10mm。,47,48,德国扣件,德国木枕 上使用的 马克贝斯 弹簧道钉,49,德国铁路 木枕上使 用的Dna4 型弹簧道 钉,50,德国铁路 木枕上使 用的Dna6 弹簧道钉,51,德国木枕用K式扣件,52,德国混凝土枕上使用的型扣件,53,德国拉达无碴轨道上使用的扣件,54,德国无碴轨道上使用的型扣件,55,德国轨道上使用的无螺栓扣件,56,VOSSLOH 300-1扣件,轨枕螺栓,扣压弹条,轨距挡块,轨枕,钢轨,轨下胶垫,板下胶垫,塑料套管,基板,57,轨枕螺栓,轨距挡块,垫圈,套管,轨下胶垫,基板,板下胶垫,轨枕,调高垫板,58,VOSSLOH300扣件技术指标,59,英国扣件英国混凝土枕线路上的赫依伯特扣件,60,英国铁路的Padarol扣件,61,苏联扣件前苏联轨道上使用的蟹钳形型扣件,62,前苏联轨道上使用的蟹钳形型扣件,63,苏联扣件：该扣件为双层垫板式扣件，轨下铁垫板和附加铁垫扳用高强度螺栓联结，利用轨下铁垫扳在附加铁垫扳上错动来调整轨距。,64,法国扣件法国使用的木枕RN式扣件,65,法国隧道内无碴轨道上使用的Monaco型扣件,66,法国板式轨道上使用的扣件,67,法国弹性支承轨道上使用的STEDEF扣件,68,法国TGV高速线上使用的Nabla扣件,69,瑞士扣件瑞士铁路的Fist扣件,70,荷兰扣件荷兰铁路上使用的型扣件,71,四、地铁与轻轨扣件,72,DTI型扣件全弹性分开式。,弹性扣板，六边形轨距块，调距量+8、12mm，高低调整量为-5+10 。,沟槽垫板，8mm塑料垫板。预埋玻璃钢套管。,67年在京广线易家湾隧道试铺，北京地铁二期工程均采用。,73,DT型扣件 全弹性分开式，二阶减振。适用于整体道床一般减振地段。B型弹条。,轨距垫调整轨距。圆柱型粒子橡胶垫板。玻璃钢套管。,扣件静刚度21kN/mm，较DTI型扣件加速度减少5-10dB。,北京地铁复八线、上海地铁一号线铺设。,74,DT型扣件 全弹性分开式。类似潘得罗尔。,为青岛、沈阳和上海地铁二号线而新研究设计。,扣压件为，18弹簧钢弹条，弹程l0.5mm。轨下和铁垫板下分设10、16mm圆柱型粒子橡胶垫板。,轨距调整量+14mm、22mm。,75,DT 型扣件 半弹性分开式。,掸条。无挡肩，轨距调整量+8、-12，高低可调-5、+30。,我国设计，伊朗德黑兰地铁枕式整体道床用。,76,轨道减振器扣件,77,该扣件由德国于1978年研制，1979年首次用于科隆地铁，因其外观呈蛋形，故称为科隆蛋扣件。,华盛顿地铁从德国引进并加以改进，称作蛋形扣件。,20世纪80年代，我国也研制出类似的扣件，称作减振器扣件，是全弹性分开式，三阶减振，适用于枕式整体道床，较高减振地段。,于20世纪90年代分别用于上海地铁和广州地铁。根据1999年广州地铁的测试结果，与单趾弹簧扣件(刚度42kN/mm)相比，减振效果约为8dB。,78,科隆蛋扣件利用承轨板与底座间的硫化胶圈的剪切变形获取弹性，扣件刚度为10kN/mm，最低为6kN/mm。 用于上海和广州地铁的减振器扣件节点刚度约为11kN/mm。,79,减振器外形为椭圆，橡胶圈与承轨扳、底座硫化成整体，可避免应力集中，延长使用年限。,橡胶圈为锥形，能较充分利用橡胶剪切变形，具有良好的弹性。,较浮置扳道床可减少隧道净空高度，节省结构投资，且施工和维修方便。,弹条扣压力不使橡胶圈变形，橡胶圈受力变形也不影响扣压力。,轨距可调+8mm、-12mm，高低可调-5mm、+30 mm。,80,轻轨I型扣件：,B型弹条、T型螺栓紧固钢轨，轨距块调整轨距。抗横向力大于400N。高低调整量l0mm，轨距调整量-8、+4。静刚度20kN/mm。,81,轻轨型扣件：,类似“科隆蛋”扣件。减振性能好，构造复杂，造价高，除非环境要求极高，一般不轻易使用。刚度8.46kN/mm。,82,调高量为40mm，轨距调整量为正负20mm，横向力40kN。无挡肩。刚度40-60kN/mm，锚固螺栓拧紧扭矩为300N.m，预埋套管抗拨力大100kN。,WJ2型扣件：,经铁研院环线试验，上海地铁1号线试铺，上海明珠轻轨高架线无碴轨道、秦沈线沙河特大桥长枕埋入无碴轨道上使用。,83,谢谢大家,84,