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客运专线扣件系统简介DESCRIPTION OF TECHNOLOGYON RAIL FASTENING SYSTEM FOR PDL,世界各国扣件系统概况 我国扣件系统的发展历程客运专线扣件系统技术要求和技术关键扣件系统结构分析客运专线扣件系统结构选型,国内外扣件技术发展,一、世界各国扣件系统概况,世界各国有碴轨道扣件系统概况 世界各国无碴轨道扣件系统概况,日本 102型扣件英国 PANDROL扣件 e系列 FAST扣件,德国 VOSSLOH扣件 W14型 法国 NABLA扣件,荷兰无碴轨道扣件 DE日本无碴轨道扣件 直结4型 直结5型 直结7型 直结8型 直结8k型 德国VOSSLOH无碴轨道扣件 336型 300型 DFF300型 DFF14型德国RST无碴轨道扣件英国PANDROL无碴轨道扣件 FAST型 SFC型前苏联无碴轨道扣件 型 桥上板式轨道扣件,一、世界各国扣件系统概况,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,各国铁路针对具体的运营条件与线路条件，采用不同的扣件型式。以下主要介绍日本、德国、英国、法国等国家高速铁路所采用的扣件系统。,日本 102型扣件英国 PANDROL扣件 e系列 FAST扣件德国 VOSSLOH扣件 W14型法国 NABLA扣件,一、世界各国扣件系统概况,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,日本 102型扣件,弹性不分开式有挡肩有螺栓扣压高低调整10mm轨距无级调整扣压力 5kN弹程12mm静刚度60kN/mm,一、世界各国扣件系统概况,英国 PANDROL e系列扣件,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,弹性不分开式无挡肩无螺栓扣压高低不调整轨距有级调整-8+4mm扣压力 11kN弹程13mm静刚度：80100kN/mm,一、世界各国扣件系统概况,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,英国 PANDROL FAST CLIP扣件,弹性不分开式无挡肩无螺栓扣压,高低不调整轨距有级调整-8+4mm扣压力 10kN 弹程12mm静刚度 80100kN/mm,一、世界各国扣件系统概况,德国 VOSSLOH W14型扣件,弹性不分开式有挡肩有螺栓扣压高低调整10mm轨距有级调整-8+4mm扣压力 10kN 弹程13mm静刚度 5070kN/mm,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,法国 NABLA扣件,弹性不分开式有挡肩有螺栓扣压高低调整10mm轨距有级调整-8+4mm扣压力 11kN弹程9mm静刚度70kN/mm,1.世界各国有碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,由于无碴轨道对扣件系统设计的特殊要求，各国铁路针对具体的运营条件与线路条件，采用不同的扣件型式。,荷兰无碴轨道扣件 DE日本无碴轨道扣件 直结4型 直结5型 直结7型 直结8型 直结8k型 德国VOSSLOH无碴轨道扣件 336型 300型 DFF300型 DFF14型德国RST无碴轨道扣件英国PANDROL无碴轨道扣件 FAST型 SFC型前苏联无碴轨道扣件 型 桥上板式轨道扣件,一、世界各国扣件系统概况,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,荷兰 DE型扣件,弹性分开式无挡肩带铁垫板无螺栓扣压高低调整8mm轨距无级调整6mm 扣压力 10kN静刚度 47kN/mm,一、世界各国扣件系统概况,日本 直结4型,弹性不分开式有挡肩无铁垫板有螺栓扣压,高低调整 10mm轨距无级调整6mm 扣压力 3kN静刚度 60kN/mm,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,直结5型,弹性分开式 无挡肩 带铁垫板 有螺栓扣压 扣压力 3kN,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,高低调整 50mm轨距无级调整15mm,直结7型,高低调整 40mm轨距无级调整10mm,静刚度 60kN/mm,日本 直结8k型,弹性分开式无挡肩带铁垫板有螺栓扣压,高低调整 40mm轨距无级调整10mm 扣压力 3kN静刚度 约60kN/mm,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,德国 VOSSLOH 336型,弹性分开式无挡肩带铁垫板有螺栓扣压扣压力 12kN,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,德国 VOSSLOH 300型,弹性不分开式有挡肩带铁垫板有螺栓扣压高低调整-4+26mm轨距调整16mm 扣压力 9kN静刚度 22.5kN/mm,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,德国,分开不分开式混合 有无挡肩混合 带铁垫板 有螺栓扣压,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,VOSSLOH DFF14型,高低调整 60mm轨距调整 46mm 扣压力 9kN静刚度 22.5kN/mm,VOSSLOH DFF300型,德国 RST,弹性分开式有挡肩带铁垫板有螺栓扣压高低调整-6+52mm轨距调整10mm 扣压力 9kN,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,英国 PANDROL FAST,弹性分开式 无挡肩 带铁垫板无螺栓扣压 高低不调整,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,英国 PANDROL SFC,高低调整 30mm轨距调整12mm 扣压力 10kN静刚度 3050kN/mm,弹性分开式无挡肩带铁垫板无螺栓扣压,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,前苏联,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,弹性分开式 有挡肩 有螺栓扣压,桥上板式轨道扣件,型,法国无碴轨道扣件,法国无碴轨道采用与有碴轨道相同的Nabla扣件，在枕下或混凝土支承块下采用靴套式弹性垫层以替代(模拟)有碴道床所提供的弹性。英吉利海峡隧道内弹性支承块式无碴轨道，就是法国无碴轨道扣件模式的实例、它保证了有碴轨道扣件成套技术在无碴轨道上的应用，又保证了无碴轨道与有碴轨有大体相同的轨道弹性。,2.世界各国无碴轨道扣件系统概况,一、世界各国扣件系统概况,二、我国扣件系统的发展历程,我国有碴轨道扣件系统的发展 我国无碴轨道扣件系统的发展,螺栓扣板式扣件63型扣板式扣件70型扣板式扣件,TFM型扣件TF-Y型弹性扣件64型扣件,67型弹片式扣件弹片I型调高扣件,有螺栓弹条扣件 弹条I型扣件 弹条II型扣件 弹条I型调高扣件无螺栓弹条扣件 弹条III型扣件小阻力弹条扣件,秦岭隧道整体道床用弹性扣件WJ-1型扣件WJ-2型扣件弹条I、II型弹性分开式扣件 WJ-3型扣件弹条III型弹性分开式扣件 WJ-4型扣件,二、我国扣件系统的发展历程,螺栓扣板式扣件63型扣板式扣件70型扣板式扣件,67型弹片式扣件弹片I型调高扣件,有螺栓弹条扣件 弹条I型扣件 弹条II型扣件 弹条I型调高扣件无螺栓弹条扣件 弹条III型扣件小阻力弹条扣件,我国从57年开始混凝土枕用扣件研究，采用过多种扣件型式。,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,扣板式扣件,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,63型扣板式扣件,螺栓扣板式扣件,70型扣板式扣件,弹片式扣件,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,弹片I型调高扣件,67型拱形弹片式扣件,弹条I、II型扣件,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,弹条I型调高扣件,弹条III型扣件,1-弹条2-预埋铁座3-尼龙轨距块4-轨下胶垫,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,小阻力弹条扣件,1.我国有碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,2.我国无碴轨道扣件系统的发展,TFM型扣件TF-Y型弹性扣件64型扣件,我国从60年代开始无碴轨道的研究，采用过多种扣件型式。,秦岭隧道整体道床用弹性扣件WJ-1型扣件WJ-2型扣件弹条I、II型弹性分开式扣件 WJ-3型扣件弹条III型弹性分开式扣件 WJ-4型扣件,二、我国扣件系统的发展历程,TFY型扣件,2.我国无碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,秦岭隧道整体道床用弹性扣件,弹条I、II型分开式扣件,WJ-3型扣件,2.我国无碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,弹条III型分开式扣件,WJ-4型扣件,WJ-1型扣件,2.我国无碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,WJ-2型扣件,2.我国无碴轨道扣件系统的发展,二、我国扣件系统的发展历程,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,1.客运专线扣件系统技术要求 由于客运专线列车运行速度高、密度大，对扣件有更高的技术要求。客运专线用扣件系统应具有以下主要性能。保持轨距能力防爬阻力零部件和维修工作量平顺性减振性能绝缘性能钢轨高低与左右位置调整能力,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,1.客运专线扣件系统技术要求,保持轨距能力 扣件系统应保持由钢轨和混凝土轨枕（或混凝土轨道板）组成的轨道框架几何特征稳定，即保持轨距和防止轨距扩大，同时增强轨道框架的弯曲和扭转刚度，以保证轨道框架的稳定性。,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,防爬阻力 扣件系统应防止钢轨相对于轨枕的纵向位移，即防止钢轨爬行，这就需要扣压件有足够的扣压力并且扣压力衰减小。桥上轨道结构设计必须要考虑桥上无缝线路由于温度变化或列车荷载等作用下梁轨间发生相对位移而产生的相互作用力，梁轨间相互作用力大小与线路纵向阻力值密切相关，线路纵向阻力如果太大，将会相应增加线路传递到桥梁墩台的纵向力和钢轨本身的应力；如果太小，可能导致钢轨爬行或在冬季发生断轨时断缝过大而影响行车安全。因而桥上扣件系统设计还应考虑这些影响，扣件阻力应满足无缝线路的铺设要求。,防爬阻力 扣件系统应防止钢轨相对于轨枕的纵向位移，即防止钢轨爬行，这就需要扣压件有足够的扣压力并且扣压力衰减小。桥上轨道结构设计必须要考虑桥上无缝线路由于温度变化或列车荷载等作用下梁轨间发生相对位移而产生的相互作用力，梁轨间相互作用力大小与线路纵向阻力值密切相关，线路纵向阻力如果太大，将会相应增加线路传递到桥梁墩台的纵向力和钢轨本身的应力；如果太小，可能导致钢轨爬行或在冬季发生断轨时断缝过大而影响行车安全。因而桥上扣件系统设计还应考虑这些影响，扣件阻力应满足无缝线路的铺设要求。,1.客运专线扣件系统技术要求,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,零部件和维修工作量 客运专线轨道维修只能在很短的封锁点内进行，因而要求扣件系统零部件少和养护维修工作量少。这就要求扣件各部件有足够的强度，在期望的使用寿命周期内扣件各部件不产生疲劳伤损和显著的残余变形；同时要求扣件有更好的性能，当扣压件和轨下弹性垫层产生磨耗和残余变形时，扣件阻力减少不大，扣件螺栓无需经常进行复拧。零部件和维修工作量平顺性 扣件系统应保证钢轨具有更好的平顺性。良好的平顺性可以降低由于轨道不平顺引起的激振，减少列车通过时的振动，从而提高乘客舒适度。,1.客运专线扣件系统技术要求,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,减振性能 轨道的动力效应与行车速度有直接关系，高速列车通过时，轨道动力效应将急剧增大。因而要求扣件系统有良好的减振性能，即要求采用弹性更好的缓冲垫板。美国东北走廊在开行高速列车初期，发现大量的混凝土轨枕开裂，作为解决这一问题的有效手段，改用了动刚度为96kN/mm的橡胶垫板。不少国家高速铁路用扣件系统基本与普通线路用扣件系统相同，但毫无例外采用高弹性的缓冲垫层。与有碴轨道相比，无碴轨道结构中由于取消了提供线路弹性的道碴层，这样就要求无碴轨道扣件系统具有比有碴轨道更好的弹性，以最大限度地降低轨道的振动，减缓轮轨间的冲击。对于客运专线无碴轨道来说，要求扣件系统各节点刚度一致，以减小动力不平顺。,1.客运专线扣件系统技术要求,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,绝缘性能 为保证行车绝对安全，要求扣件系统有良好的绝缘性能，保证轨道电路正常工作。由于我国铁路信号制式的特殊性，轨道电路参数的要求特别高，这样我国客运专线对扣件系统的绝缘性能有更高要求。钢轨高低与左右位置调整能力 由于无碴轨道结构中的扣件系统直接将钢轨与混凝土道床联接在一起，受施工误差和混凝土基础变化等因素的影响，钢轨高低和轨向的变化不能象有碴轨道那样进行起道和拨道作业，只能通过扣件进行调整，因此，无碴轨道结构要求其所用扣件系统具有一定的调高和调整轨向即钢轨左右位置的能力。对于桥上无碴轨道来说，受梁体收缩徐变上拱、墩台沉降等因素的影响，钢轨高低的变化更大，因此要求其所用扣件系统具有更大的钢轨高低调整能力。,1.客运专线扣件系统技术要求,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,2.客运专线扣件系统技术关键,由于客运专线以乘客舒适和安全为主要目标，客运专线无碴轨道成段线路铺设，已不再是单一的下部基础结构，涉及到桥梁、隧道、路基等下部各种结构基础，要满足运营条件的要求，需要解决以下扣件系统主要技术关键问题。,扣件具有良好的减振性能 扣件系统具有较高的绝缘性能，满足轨道电路要求 满足无缝线路铺设要求的扣件系统应具有通用性各种无碴轨道结构上的扣件系统应具有通用性扣压力衰减与疲劳寿命扣件系统与基础的可靠联结 采用较少备件且作业方便模式实现钢轨高低和左右位置调整,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,2.客运专线扣件系统技术关键,扣件具有良好的减振性能 无碴轨道扣件应具有比有碴轨道扣件更好的弹性，但弹性又不能无限制提高，否则会导致列车通过时钢轨倾翻很大从而动态轨距扩大影响列车的平顺性。如何确定系统的刚度与轨道刚度的匹配，如何实现扣件具有较低的刚度而且行车安全是扣件系统需要解决的技术关键。,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,扣件系统具有较高的绝缘性能，满足轨道电路要求 根据轨道电路的要求，扣件系统不仅在干燥情况下具有较高的绝缘性能，而且在特大降雨情况下也应具有较高的绝缘性能。这就要求扣件系统结构上采取特殊技术措施提高水膜电阻。,满足无缝线路铺设要求的扣件系统应具有通用性 因铺设无缝线路的要求，隧道内和路基上扣件系统应有足够的防爬阻力，一般情况下防爬阻力越大越对无缝线路有利，因而往往采用扣压力较大的弹条扣压钢轨。而桥上扣件系统为满足铺设无缝线路的要求通常采用小阻力弹性扣件，即采用扣压力较小的弹条扣压钢轨且配合采用较低摩擦系数的复合垫板。因此要求扣件系统应同时具备安装大扣压力弹条和小扣压力弹条的功能。,2.客运专线扣件系统技术关键,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,各种无碴轨道结构上的扣件系统应具有通用性 各种无碴轨道结构不一，但从设计、施工及运营管理角度要求扣件系统具有通用性，无论轨枕埋入式还是板式无碴轨道，所采用扣件系统均应可安装，即扣件系统可适应各种不同类型的无碴轨道结构。,扣压力衰减与疲劳寿命 轨下弹性垫层刚度降低，意味着列车通过时有较大的变形，弹条前端的动态变形加大，这就对弹条的弹性性能和疲劳性能提出了较高的要求，如何解决在采用较低刚度轨下弹性垫层时弹条的扣压力衰减及大变形下的疲劳寿命也是技术关键之一。,2.客运专线扣件系统技术关键,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,扣件系统与基础的可靠联结 无碴轨道扣件一般采用带铁垫板的弹性分开式扣件，根据功能要求，铁垫板通过锚固螺栓与混凝土基础中预埋绝缘套管配合紧固在基础上。根据以往工程实践，混凝土基础中预埋件的强度和疲劳寿命是薄弱环节，采取措施有效地提高预埋绝缘套管的强度和疲劳寿命是需要解决的技术关键之一。,采用较少备件且作业方便模式实现钢轨高低和左右位置调整 总结我国秦沈客运专线无碴轨道以及其它无碴轨道工程实践经验，钢轨高低和左右位置调整量较大而且要求进行精细调整。因此采用的扣件系统结构应具有采用较少备件而且作业方便的模式实现调整钢轨高低和左右位置。在进行左右位置调整时应尽量不更换部件，而且调整模式最好是无级调整。,2.客运专线扣件系统技术关键,三、客运专线扣件系统技术要求与技术关键,四、扣件系统结构分析,扣压件形式扣压件紧固方式扣件系统与基础联结方式扣件结构技术总结,四、扣件系统结构分析,1.扣压件形式,1)世界各国采用的扣压件形式 视国情与使用习惯不同，世界各国铁路分别采用弹片和弹条作为扣压件。法国是世界上最早采用弹性扣件的国家，50年代便开发了用弹片作为扣压件的RN型扣件，随着高速铁路的发展，采用了双曲拱型式的弹片作为扣压件，即纳布勒扣件，在法属非洲、东南亚，RN型扣件和纳布勒扣件都得到了推广。日本也是采用弹片作为扣压件的国家，60年代初，它引进了法国的RN型扣件，并在此基础上作了改进，这就是东海道新干线上非常著名的102型扣件,随着板式轨道出现，相继开发了适用于板式轨道的直结4型、直结5型、直结8型扣件，这些扣件都毫无例外地采用弹片作为扣压件。,四、扣件系统结构分析,1.扣压件形式,世界各国采用的扣压件形式 英国PANDROL 扣件一直采用弹条作为扣压件，先后研制成功了PR系列弹条、e系列弹条和最近的FAST弹条，其使用范围遍及美国、澳大利亚、加拿大、印度、意大利等七十多个国家和地区。德国铁路大量使用著名的VOSSLOH扣件，扣压件采用SKL系列弹条，在线路上取得了良好效果，在其它一些国家和地区也大量使用。另外,荷兰D.E型扣件和瑞典的Fist扣件均采用弹条作为扣压件，使用情况也很好。前苏联60年代中期开发弹性扣件以代替刚性扣件,同时发展弹条和弹片的扣压件,型扣件为弹条式的,型扣件则为弹片式。,四、扣件系统结构分析,2)我国采用扣压件的形式,扣压件形式,四、扣件系统结构分析,1.扣压件形式,我国于1962年开始研制弹性扣件以代替扣板式扣件，最早研制的是拱形弹片式扣件，1967年鉴定并开始大规模推广，称67型拱形弹片扣件，该弹片在使用过程中发现：扣压力不足、弹性较差。扣压力只有7kN，前端弹程4.5mm，螺栓拧紧容易折断，在列车通过时产生的振动易使弹片松弛。另外九江长江大桥WJ-1型小阻力扣件也采用弹片扣压件，扣压力4kN，弹程11.5mm。1974年初开始新型弹性扣件的研究，经过现场运营试验，1977年通过了初步选型，选用型弹条，后改称为弹条型扣件。该弹条扣压力大，弹性好，A型弹条扣压力大于8kN，前端弹程9mm，B型弹条扣压力9kN。前端弹程8mm。现已在全路普遍推广使用。弹条扣件有扣压力大、弹性好的优越性，所以在重载、高速线路上，继续研制新一代的弹条。如型弹条（扣压力大于10kN、弹程10mm），型弹条（扣压力大于11kN、弹程13mm），并取得较好的使用效果。另外，前述的小阻力扣件也采用弹条扣压件，扣压力4kN，弹程7.111.5mm。,3)弹片与弹条的比较 弹条扣压件与弹片扣压件各有利弊。弹片扣压件工作时主要利用材料的弯曲变形性能，加工相对简易，造价也往往较低，但由于为螺栓紧固而开孔，在该部位容易出现应力集中，而且弯矩最大处恰恰是截面削弱最大处。弹条扣压件工作时既利用材料的弯曲变形性能又利用材料的扭转变形性能（尤其是圆形截面弹条），因而弹性一般较好，同时基本上无截面削弱，所以材料利用效率较高，与弹片相比，加工相对难度较大，造价也比弹片较高，但随着加工工艺的改善，弹条的加工工艺日益成熟。,四、扣件系统结构分析,1.扣压件形式,综上所述，选用弹条扣压件应该是我国客运专线扣件系统发展的主要思路。,2.扣压件紧固方式,有螺栓紧固方式 无螺栓紧固方式,两种形式各有利弊。有螺栓式扣件便于轨道高低调整，扣压件扣压力衰减后可复拧螺栓恢复扣压力，但零部件较多，需进行涂油作业，养护维修工作量相对较大。无螺栓式扣件零部件较少，无需进行涂油作业，养护维修工作量相对较小。但不能调整钢轨高低位置。PANDROL各种扣件均采用无螺栓紧固方式。高低调整一般通过轨下和铁垫板下垫入调高垫板实现，在轨下进行调整一般操作方便，并可进行微细调整，但调整量较小，一般只有10mm，大的调整量一般通过铁垫板下垫入调高垫板实现。如采用无螺栓扣压件紧固方式，就只能在铁垫板下进行调整，操作复杂，如采用有螺栓扣压件紧固方式，则在轨下和铁垫板下均可进行调整，更适合无碴轨道的调高要求。,四、扣件系统结构分析,综上所述，我国客运专线扣压件紧固方式：有碴轨道宜采用无螺栓紧固 无碴轨道宜采用有螺栓紧固,3.扣件系统与基础联结方式,锚入螺栓式预埋螺旋套管式T型螺栓式,四、扣件系统结构分析,3.扣件系统与基础联结方式,1）锚入螺栓式,四、扣件系统结构分析,荷兰无碴轨道扣件和德国VOSSLOH 336型扣件与基础的联结方式均为锚入螺栓式。联结螺栓用胶粘剂锚入混凝土孔中。我国有碴轨道用的硫磺锚固也属这种方式。,优点：构造简单、成本低、强度高。缺点：螺栓不能取出，不便进行换轨作业，螺栓一旦损坏，更换困难。绝缘性能较差。,3.扣件系统与基础联结方式,2）预埋套管式,四、扣件系统结构分析,将螺旋套管预埋于混凝土基础中或以胶粘剂将套管固定于混凝土孔中，借以旋入螺栓的方式。,套管的材料分：木质、塑料、钢，前者因强度和耐久性差，后者因绝缘性能差而很少采用。目前套管的材料大部分为工程塑料，也有将钢螺纹套与塑料外套结合到一起的套管。,大部分国家的无碴轨道扣件系统采用塑料套管的方式，我国也基本采取这一形式。日本最新研制的无碴轨道联结套管采用内嵌钢螺纹套的形式，澳大利亚等国家铁路也采取这种形式。由于预埋螺旋套管方式可使得螺栓旋进卸出，避免了锚入螺栓式的缺点，但这种方式成本较高，有些地段采用时套管内螺纹出现不足。而内嵌钢螺纹套的塑料套管在使用中钢螺纹套容易生锈，影响使用。,3.扣件系统与基础联结方式,3）T型螺栓式,四、扣件系统结构分析,日本直结5、7、8型扣件和前苏联无碴轨道扣件均采用这种形式，它是把螺栓的一端作成T形，并在混凝土基础中安放金属或塑料卡套卡住螺栓的T形头部以进行固定。,很多国家的铁路将这种形式更换成了预埋套管方式，如日本将直结8型扣件的这种联结方式改变成预埋套管方式而演变为直结8K型扣件。,优点：使螺栓不必设置螺纹而提高螺栓强度，同时螺栓也实现了可拆卸的功能。,缺点：混凝土基础本部位构造复杂，而且卡套一旦损坏，不易维修。,4.扣件结构,按与道床的联结方式区分 不分开式扣件 分开式弹性扣件 按承受水平力的方式区分 有挡肩扣件 无挡肩扣件,四、扣件系统结构分析,不分开式扣件,钢轨由扣件直接联结于混凝土轨枕或混凝土整体道床，零部件少，连接牢固，但钢轨高低调整量较小，且紧固件的工作条件复杂。,分开式弹性扣件,通常为带铁垫板的扣件，钢轨由扣压件紧固于铁垫板上，铁垫板通过锚固螺栓与预先埋设于混凝土轨枕或混凝土整体道床的绝缘套管配合或其它方式直接紧固在基础上，钢轨高低调整量大，而且轨下和铁垫板下均设弹性垫层提供弹性，减振效果较好，但零部件较多，维修工作量相对较大。,4.扣件结构,四、扣件系统结构分析,各国铁路有碴轨道扣件均为不分开式结构，我国铁路有碴轨道扣件也均为不分开式结构。各国铁路无碴轨道扣件基本上为分开式结构，但也有的为不分开式结构，如日本无碴轨道用直结4型扣件为不分开式结构，德国无碴轨道VOSSLOH 300型扣件为带铁垫板的不分开式结构。我国铁路无碴轨道扣件基本上为分开式结构。,有挡肩扣件,混凝土轨枕或混凝土整体道床上设承轨槽，由钢轨传来的横向荷载主要由混凝土承轨槽挡肩承受，横向承载能力较大，这种方式扣件零部件承受横向力较小，如采用分开式扣件，钢轨高低调整量更大。,无挡肩扣件,混凝土轨枕或混凝土整体道床上不设承轨槽，由钢轨传来的横向荷载主要由埋设挡肩或紧固铁垫板的锚固螺栓承受和摩擦力克服，承载能力相对较小，由于不设挡肩，特别适合无碴轨道尤其是板式轨道使用。如采用分开式扣件，钢轨高低调整量较大。,4.扣件结构,四、扣件系统结构分析,对于有碴轨道用扣件 英国、瑞典、荷兰、美国、巴西等国均采用无挡肩扣件，日本、德国、法国等国均采用有挡肩扣件。对于无碴轨道用扣件 日本的直结4型扣件、德国的RST扣件、德国的VOSSLOH 300型扣件、前苏联型扣件和桥上板式轨道扣件以及我国的TF-Y型扣件为有挡肩扣件，其它无碴轨道扣件基本上均为无挡肩扣件。,4.扣件结构,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,1）各主要类型有碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,1）各主要类型有碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,2）各主要类型无碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,2）各主要类型无碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,2）各主要类型无碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,2）各主要类型无碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,2）各主要类型无碴轨道扣件系统结构分析,四、扣件系统结构分析,世界各国有碴轨道扣件系统,各国高速铁路有碴轨道均采用弹性不分开式扣件。扣压件分为弹条和弹片两种，扣压力多数为911 kN（日本弹片5 kN）、弹程约10 mm，轨下胶垫厚约10 mm、静刚度50100 kN/mm。其中法、德、日均为有混凝土挡肩的有螺栓扣件，英国Pandrol e型和Fast型扣件为无混凝土挡肩的无螺栓扣件。,5.技术总结,四、扣件系统结构分析,世界各国无碴轨道扣件系统,综合各国高速铁路无碴轨道扣件成功经验，各种不同类型的无碴轨道扣件均是在原有碴轨道扣件的基础上加以改进以适应无碴轨道的需要，除德国VOSSLOH 300型扣件外，基本上均采用带铁垫板的弹性分开式扣件（VOSSLOH 300型扣件为带铁垫板的弹性不分开式扣件），混凝土基础不设挡肩。大多扣件采用双弹性垫层，往往一层垫层弹性较好，为扣件系统提供弹性，另外一层垫层刚度很大，主要起缓冲作用，垫板静刚度介于2060 kN/mm之间。,我国扣件系统技术总结,我国扣件系统的研究与开发已有近50年历史，经历了从刚性扣件到弹性扣件的发展历程，采用的扣压件从扣板到弹片，发展成以弹条为主要形式，扣件系统从单一的扣件形式向多种扣件形式发展，以适应不同轨道结构和新型轨道结构的发展，并满足不同运营条件的要求。,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,我国扣件系统技术总结,四、扣件系统结构分析,5.技术总结,我国有碴轨道扣件系统,我国铁路有碴轨道混凝土轨枕用扣件结构型式也均采用弹性不分开式扣件，并分为混凝土轨枕带挡肩的有螺栓扣件和混凝土轨枕不带挡肩的无螺栓扣件，新型弹性扣件均采用弹条扣压件，单个弹条扣压力911kN，弹性垫板静刚度为5580 kN/mm，对个别桥上有碴轨道采用小扣压力弹条。,我国无碴轨道扣件系统,我国铁路无碴轨道用扣件结构型式：一般为带铁垫板的弹性分开式扣件，轨下混凝土基础有设有挡肩和不设挡肩，扣压件紧固方式多为有螺栓式的。桥上用扣件系统轨下采用复合垫板，单个弹条扣压力45 kN，隧道内扣件系统单个弹条扣压力811 kN。扣件系统弹性垫板静刚度介于3580 kN/mm之间。,五、我国客运专线扣件系统结构选型,选用弹条扣压件应是我国客运专线扣件系统发展的主要思路。我国客运专线有碴轨道宜采用无螺栓紧固为主要方式、无碴轨道宜采用有螺栓紧固方式。对我国客运专线有碴轨道用扣件，应采用弹性不分开式结构，在线路状态良好的地段应采用混凝土轨枕不带挡肩的无螺栓扣件，在其它需要钢轨高低调整的地段采用混凝土轨枕带挡肩的有螺栓扣件。垫板静刚度在5075 kN/mm间选取。对我国客运专线无碴轨道用扣件，应以带铁垫板的弹性分开式扣件为基本结构，轨下混凝土基础不设挡肩，垫板静刚度在2050kN/mm范围选取。客运专线无碴轨道用扣件系统还应考虑与既有无碴轨道结构相匹配，对于承轨槽带有混凝土挡肩的无碴轨道结构，应选择有挡肩扣件系统，可选用带铁垫板的弹性不分开式扣件结构。,五、我国客运专线扣件系统结构选型,谢谢各位,