(3)预埋式双蛋剪切型减振扣件

用于新建线板式轨道的预埋式双蛋剪切型减振扣件。它的特点是在轨道板中事先预埋与橡胶成为一体化的椭圆形套筒、垂向荷载利用橡胶套的剪切变形而软化横向荷载因压缩变形而硬化,同时又便于养护维修,一旦发疲劳破损,打开罩盖便可更换弹性部件。橡胶套圈的材质以天然橡胶为基材,每组扣件节点刚度为5MN/m,目前已试铺在山阳新干线和东北新干线上,尚未被大量推广使用。

低刚度垫板减振扣件,用于弹性支承块或弹性轨枕无碴轨道上的低刚度轨下胶垫式减振扣件。块下或枕下橡胶垫板采用微孔氨基甲酸乙酯合成橡胶,静刚度为15MN/m,而轨下胶垫静刚度为20MN/m,每组扣件节点刚度为9MN/m。这种扣件用调高垫板调整轨面高低,用楔形块调整轨距。

从20世纪50年代起,中国铁路科研人员就开始研发配套钢筋混凝土轨枕的扣件系统,1953年开始螺栓扣板式扣件的研发,60年代初研发了以硫磺、水泥和砂子作为锚固剂的硫磺锚固扣板式扣件。到70年代,为适应中国六大干线铁路改造的需要,科研和设计人员经过长达10年的研究和改进,研发了弹条I型扣件,并编制了弹条型扣件铁道行业标准。弹条I型扣件使用钢轨距挡板和尼龙挡板座,弹条弹性好,扣压力大、保持轨距能力强,受到现场的普遍欢迎,很快成为中国干线铁路的主型扣件。

90年代,为满足铁路重载的要求,又相继研发了弹条Ⅱ型扣件和弹条Ⅲ型扣件。进入21世纪后,高速铁路的建设迫在眉睫,为满足高速铁路的需求,原立项“客运专线扣件系统研制”课题,由铁科院主持研发。经过3年的研究和实验,2007年自主研发的无砟轨道WJ-7型扣件和WJ-8型扣件通过的技术审查,广泛用于中国高速铁路。经过几十年的努力,中国铁路扣件已形成了分别适用于普速、重载、高速铁路,以及适应有砟、无砟不同轨道结构的成套体系,在铁路建设和运营养护中发挥重要作用。

钢轨扣件是轨道结构的重要组成部分,对减轻支承结构的负担的、保证轨道电路的正常工作和行车安全起着重要的作用。自20世纪50年代以来,钢轨扣件的发展促进了混凝土枕轨道的发展。日本有些学者甚至认为,日本条高速铁路东海道新干线的成功运营,部分归功于102型扣件良好的性能。随着具有弹性好,钢轨左右和高低位置调整能力大等性能的钢轨扣件研发,促进了高速铁路无砟轨道的推广使用,钢轨扣件的研发和制造也成为一个大产业。

我国早在1953年就开始了钢筋混凝土轨枕和配套扣件的研究,从早的刚性扣件到20世纪80年代末所有正线轨道均采用弹性扣件,扣件的研发水平和制造水平有了很大的提高。我国也是研发无砟轨道及其配套扣件早的***之一,1956年开始研发,1965年先后在成昆线、京原线、太焦线、枝柳线、南疆线等长度超过1km的隧道内铺设无砟轨道及其配套扣件。进入21世纪后,随着高速铁路的发展,适应无砟轨道的新型钢轨扣件的发展进入了一个新的时期。

钢轨扣件是轨道结构的主要组成部分,是联结钢轨与支承结构(俗称轨下基础)的重要部件。近半个多纪以来,由于钢轨扣件的发展,大大促进了混凝土枕和无砟轨道的推广应用。系统介绍有关扣件的基本知识、国外和我国混凝土枕和无砟轨道用钢轨扣件的发展、我国干线铁路和高速铁路的主型扣件,扣件的设计和计算、扣件的室内试验和运营试验以及扣件参数的现场测试等。

新型扣件设计的着眼点在于降低扣件组装的垂向刚度、提高保持轨距的能力和满足钢轨调高的要求。此相配合,轨枕的承轨槽深度从过去的15mm加深到25mm,把预留孔中心距统一为254mm,成为有铁垫板的∏型扣件无铁垫板的XBP型扣件的通用轨枕。

1998年至2001年,全苏运输科学研究院等研究人员研发了全新的XP65型扣件。200年初,该扣件的铺设线路总长超过3000km。弹条直径为17mm。轨下垫板为14mm厚的橡胶垫板,刚度40~50kN/mm。扣件的调高量为15mm。

2001年,俄罗斯开始规模采用莫斯科运输工程学院研发的APC型无螺栓扣件,该扣件用固销和可转动的调整器紧固弹条,经多次改进后,新型称作APC-4型扣件。APC扣件已在俄罗斯10条铁路(长度超过6000km)和在蒙古使用,获得了20多项,其中包括7项国际。弹条直径为17mm,扣件组装扣压力为25~28kN。日本国有铁路于1951年开始铺设混凝土枕,使用的是木栓型扣件,即在混凝土枕中预埋硬质木栓用钉入木栓的普通道钉来固定钢轨。以后发展了A型、B型、C型和D型,1954年从法国进口了3000多套RN型扣件,与此同时发了可供稳定使用的5型扣件。与5型扣件配用的混土枕挡肩比承轨面高出9mm,弹片座粘结于轨枕上,该扣件可铺设在曲线半径800m以上的地段。

在冻害地段,日本采用的挡肩加高的轨枕,配合使用F1型扣件,利用轨下调高垫板和弹片座下的垫块,能使钢轨调高15mm。