高速铁路无砟轨道扣件系统技术研究

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1、^WRDRS世界M交il友展艮究*轨道交通建设运营及装备安全技术交流会高速铁路无祚轨道扣件系统技术研究肖俊恒赵汝康方杭玮王树国许绍辉葛晶李子睿摘要：提出高速铁路无祚轨道扣件系统的技术要求和关键技术，介绍中国研发的无祚轨道扣件系统和道岔区扣件系统的技术特征，对扣件的扣压件形式及紧固方式、联结方式、承受横向力方式、弹性性能、钢轨位置调整方式等进行分析，提出了道岔区扣件的刚度的设置和均匀化措施，在式广、郑西、沪宁、沪杭等高速铁路的应用表明，中国研发的无祚轨道和道岔区扣件系统满足高速铁路的要求.针对具体运营与线路条件，世界各国铁路无酢轨道采用不同的扣件型式，均有成功的

2、工程实践。中国开展无祚轨道的研究已有40多年，采用过多种扣件型式。中国修建的高速铁路无祚轨道涉及到桥梁、隧道和路基，扣件系统的研发成为高速铁路无祚轨道成功铺设的重大课题之一。1高速铁路无酢轨道扣件系统技术要求和关键技术1.1技术要求在无酢轨道结构中，扣件系统直接将钢轨与混凝土支承结构联结在一起。高速铁路列车运行速度髙、密度大，对无祚轨道扣件系统有如下主要的技术要求。1.1.1保持轨距能力。扣件系统应能保持钢轨和混凝土轨枕（或轨道板）组成的轨道框架的几何特征，保持轨距和防止轨距扩大是其主要功能。1.1.2钢轨爬行阻力扣件系统应防止钢轨相对轨枕（或轨道板）的纵向位

3、移，即防止钢轨爬行，要求扣件具有足够的扣压力并且衰减小。在桥梁上还必须考虑由于温度变化而产生的梁的伸缩或列车荷载等作用下桥梁挠曲时梁轨间出现相对位移而产生的相互作用力，如扣件阻力太大，将增大桥上焊接长钢轨与桥梁结构的相互作用向力，如阻力太小，可能导致钢轨爬行或冬季断轨时的断缝过大，影响行车安全。1.1.3减振性能与有酢轨道相比，无布轨道结构取消了提供轨道弹性的道祚层，要求扣件系统具有更好的弹性，最大限度地降低轨道振动，减缓轮轨间的冲击。纪念雇天佑诞辰mn琅列活动周年1.1.4绝缘性能为保证行车安全性，轨道应有良好的绝缘性能，保证轨道电路正常工作，满足信号系统要

4、求。由于中国铁路信号制式的特殊性，要求扣件系统具有高可靠的绝缘性能。L1.5零部件数量和维修工作量高速铁路的线路维修一般在天窗时间进行，要求扣件的零部件要少、养护和维修工作量要少。因此，扣件系统的零部件应有足够的强度，使用寿命周期内不应出现疲劳伤损和明显的残余变形,当扣压件与弹性垫层出现磨耗和残余变形时，阻力衰减要小，螺栓无需经常复拧。1.1.6平顺性扣件系统应保证钢轨具有良好的平顺性，降低因轨道不平顺引起的冲击振动，提高乘坐舒适度。因此，要求扣件系统可精细调整钢轨高低和左右位置。另外，扣件各节点刚度应均匀，以减小对列车通过时的动态不平顺。1.1.7钢轨高低与

5、左右位置调整能力受施工误差、路基沉降、梁体收缩徐变上拱、墩台沉降和混凝土基础变化等因素影响，无祚轨道扣件系统应对钢轨高低和左右位置具有较大的调整能力.1.1.8通用性轨道上一般采用扣压力较大的扣压件，而桥梁上可能釆用扣压力较小的扣压件。因此，扣件应适应大扣压力扣压件和小扣压力扣压件的安装。另外，施工和运营管理也要求扣件具有通用性,以适应各种不同类型的无祚轨道结构。1.1.9道岔区刚度的均匀道岔区各部位钢轨件断面不同，其抗弯刚度也不一致，应采取技术措施调整不同部位的扣件刚度使道岔区各部位的轨道整体刚度均匀一致，另外道岔区刚度还应与区间刚度一致或均匀过渡。1.2关

6、键技术高速铁路以乘坐舒适和安全为主要目标。应着力解决以下主要关键技术。1.2.1选择合理的扣件刚度无酢轨道扣件应具有更好的弹性，但弹性不能无限制提高，否则会导致列车通过时钢轨出现较大倾翻，造成动态轨距扩大，影响列车平顺运行。因此，应确定扣件与轨道刚度的相应关系，实现扣件具有较低的刚度并能保证行车安全。1.2.2提高绝缘性能轨道电路的电阻主要取决于大雨情况下的水膜电阻。因此，要求采用特殊技术措施，提高扣件系统的水膜电阻。轨道交通建设运营及装备安全技术交流会1.2.3扣压件扣压力衰减与疲劳寿命提高轨下弹牲意味着列车通过时扣压件前端动态变形加大，采用较低刚度弹性垫层

7、时，应解决扣压件扣压力的衰减和大变形下的疲劳寿命问题。1.2.4道岔区刚度均匀化道岔区铁垫板长度不一，钢轨也处于铁華板的不同位置，加之各部位钢轨截面不同，如何在道岔区的不同部位选择不同的扣件刚度以满足轨道刚度的均匀是道岔区扣件需要解决的关键技术。2中国无祚轨道扣件系统

8、中国从20世纪60年代开始对无酢轨道进行研究，采用过多种扣件类型，如TF-M型和TF-Y型扣件，秦岭隧道整体道床用弹性扣件，弹条II型弹性分开式扣件，WJ・1型和町-2型扣件等。口前.新研发了町-7型和WJ-8型髙速铁路无祚轨道扣件系统和道岔区无祚轨道扣件系统。2.1町-7型扣件系统为适应铺设无

9、拌肩无酢轨道，研发了无挡肩弹性分开式结