2024年5月13日发(作者:张简雅琴)
铁路扣件使用问题分析与建议
景璞
【摘 要】我国铁路扣件系统的研究与使用已有50多年的历史,有多种形式的扣件.但
在扣件系统使用中曾有Ⅲ型弹条欠拉、超拉,ω型弹条扭矩不易控制,FC型扣件零部件损坏
较多,WJ-7型扣件套筒失效、弹条窜出歪斜、绝缘缓冲垫板损坏,W300-1型扣件弹条断
裂、W300-1型扣件螺旋道钉锤击退出,CNTT道岔扣件预埋螺母失效,扣件严重锈蚀等问
题出现.文章针对以上各项问题,简要其产生分析原因,并从扣件设计、施工、生产、运营维
护等环节提出具体建议和对策以解决或改善上述问题.
【期刊名称】《高速铁路技术》
【年(卷),期】2017(008)005
【总页数】4页(P11-14)
【关键词】扣件系统;弹条;结构;设计
【作 者】景璞
【作者单位】济南铁路局,济南250001
【正文语种】中 文
【中图分类】U213.5
Abstract: The research and use of railway fastener system in China has
more than 50 years’ history, and various forms of fastener have been developed.
But in the use of the fastener system, different problems came out: type Ⅲ clip
under stretching or over stretching, type ω clip’s torque not easy to control,
more damage of the FC type fastener, WJ-7 type buckle sleeve failure, slanting,
insulation cushion plate damaged, broken clip of the W300-1 type fastener,
repulsed W300-1 type fastening hammer , the embedded nut of CNTT switch
fastener failure, serious corrosion of fasteners etc. In this paper, the reasons for
the above problems are briefly analyzed, and specific suggestions are proposed
for the design, construction, production and operation and maintenance of the
fastener to solve or improve the above problems.
Key words:fastener system; clip; structure; design
扣件系统是连接轨道与钢轨的主要部件,在保证钢轨稳定性、可靠性方面起着重要作
用。随着近年来我国高速铁路的发展,铁路对轨道扣件的性能要求越来越高,但随着运营
时间的增长,扣件系统逐渐暴露出一些问题,对铁路行车安全带来一定的安全隐患,因而
有必要对扣件系统进行深入研究,确保扣件系统的安全可靠。
我国常用扣件分有砟轨道扣件和无砟轨道扣件,有砟轨道扣件主要有弹条Ⅰ型扣件、
弹条Ⅱ型扣件、弹条Ⅲ型扣件、弹条IV型扣件、弹条V型扣件、FC型扣件[1],无砟轨
道扣件主要有WJ-7型扣件、WJ-8型扣件、W300-1型扣件、SFC型扣件[2]。
(1)Ⅲ型弹条安装时,规定弹条小圆弧内侧与预埋铁座端部应相距8~10 mm,不得
顶紧或距离过大,但在现场安装Ⅲ型弹条时,经常出现欠拉、超拉的情况。
(2)运营中发现FC型扣件绝缘帽、轨距块等损坏较多,且FC型扣件不能进行钢轨高
低位置调整,影响线路平顺性。
(3)ω型弹条在安装就位时,仅依靠扭力矩扳手进行扭矩定量,实际检查中发现,现
场螺栓扭矩并不能有效反映螺栓或螺母对弹条的扣压力。
(4)WJ-7型扣件主要问题是预埋套管丝扣失效,弹条窜出、歪斜和绝缘缓冲垫板损坏。
(5)W300-1型扣件的主要问题是弹条大量裂损、螺旋道钉锤击后退出。
(6)CNTT道岔扣件系统预埋螺母失效较多。
(7)沿海或酸雨地区铁路,出现扣件金属件锈蚀严重,甚至弹条断裂。
(1)在Ⅲ型弹条安装时,工务段长期使用大锤、拉钩等作业工具,并不重视弹条安装
标准间距,易造成弹条欠拉、超拉,导致弹条扣压力过大或过小,造成弹条发生折断或脱
落。
(2)施工导致轨枕与钢轨离缝较大时,造成FC型扣件绝缘帽和轨距块损坏;利用预埋
铁座进行钢轨左右位置调整时,易造成FC型扣件预埋坏铁座损;FC型扣件预埋铁座个别
位置设计强度较低,在轨枕制造、运输和铺设过程中易造成预埋铁座损坏。
(3)由于螺栓扭矩受各种因素(如预埋套管油脂量、平垫圈的新旧、弹条材质差异、生
产厂家的不同等)影响,导致在安装ω型弹条时,螺栓扭矩并不能够有效反映螺栓或螺母
对弹条的扣压力。
(4)WJ-7型扣件套管材质为尼龙橡胶,与锚固螺栓贴合程度不高,易导致预埋套管失
效[3]。
通过与W300-1型扣件对比,发现WJ-7型扣件螺栓扭矩较小可能是造成弹条扣压
力不足的主要原因,且弹条窜出、歪斜与锚固螺栓松动有一定关系,通过分析,在扣件服
役10个月以内,锚固螺栓扭矩呈非线性衰减趋势,衰减率达60%,之后一段时间趋于稳
定状态。
研究发现,损坏的WJ-7型扣件绝缘缓冲垫板和铁垫板下弹性垫板所采用的原材料均
为聚酯型TPU,该类原材料易受水分子侵袭而发生断裂,且水解生成的酸又能催化聚酯
进一步水解。受压状态下,该垫板在潮湿、高温气候条件下使用时会出现水解现象,造成
垫板开裂。
(5)钢轨波磨或列车车轮的多边形不均匀磨耗使高速列车通过时产生高频激励,其频
率与W300-1型扣件弹条固有频率接近,弹条产生共振,最大应力出现在弹条尾部中间
位置,反复振动产生疲劳裂纹并使其扩展,最后发生瞬时脆断。
当螺旋道钉承受垂直锤击作用或横向锤击作用时,其受力状态发生改变。在螺旋道钉
受锤击的瞬间,弹条承受额外的冲击荷载,由于弹条为弹性结构,在锤击荷载作用下,道
钉连同弹条产生向下的位移,使道钉螺牙与套管螺牙贴合面间产生瞬间间隙,引起道钉强
力反弹。道钉反弹后,道钉螺牙上表面和套管螺纹下表面产生冲击,套管对道钉螺牙产生
松退或弹出方向的力矩,此时道钉与套管间、道钉与平垫圈间的摩擦系数急剧减小,且螺
旋道钉防锈层较光滑,摩擦系数较低,从而道钉发生松转或弹出。
(6)由于CNTT道岔扣件系统为螺栓螺母结构,且螺母预埋在道岔板混凝土内,受列
车长期振动荷载作用,预埋螺母与混凝土边界易出现周向裂纹,发展后混凝土掉块,导致
螺母松脱失效。
(7)由于金属件未进行防锈处理或采用的防锈工艺不当,造成产品锈蚀。有的出现锈
蚀起皮,锈蚀深度0.5 mm。在有砟轨道中,石砟碰击弹条,损坏弹条的防锈涂层,也会
导致弹条锈蚀。
4.1 Ⅲ型弹条增加拉入限位装置
部分工务段安装Ⅲ型弹条时,用一根直径为10 mm的铁棒卡在弹条小圆弧内侧与预
埋铁座端部之间,然后用拉钩将弹条平正拉入,当弹条内侧与钢棒密贴,且钢棒抽出时有
一定阻力时,即认为弹条安装到位。但是Ⅲ型弹条在此安装过程中,费时费工,且距离卡
控不易。通过查阅资料,对弹条结构进行优化,在弹条跟端小圆弧内侧设置一小凸起,凸
出长度为8~10 mm,允许制造误差0.1 mm,通过此凸起来确保弹条安装到位。
4.2 合理选型并改进FC型扣件设计工艺
现场施工时应严格按安装作业指导书进行扣件安装。设计时应考虑产品的安装和运输,
提高零部件的强度。产品工艺设计时,应考虑各工序对产品性能的影响。考虑到FC型扣
件无调高能力,冻害地段不应选用该种扣件。
4.3 ω型弹条增加桥式支撑结构,用弹程控制扣压力
通过分析可知,弹条后肢与轨距挡块为第1接触点,弹条中部前端下颚与绝缘垫片为
第2接触点,基于此,可对ω型弹条做如下简化。从弹条中部前端到后肢小圆弧区段可
近似为三维空间中的扭曲梁,1点、2点为梁端支撑,为克服弹条扭矩(扣压力)不易保持
的问题,建议在垫板或轨距挡板的合适位置设置一对竖向支撑,具体设置在1点和2点
弹条中部结构扣压下弯时的最高点3点。竖撑高度应满足如下要求:通过不断增大螺栓扭
矩,当弹条中部前端下颚与绝缘垫片密贴时(此时间隙近似为0 m),在3点两对竖撑的支
撑下,弹条结构没有能力再发生形变,此时,弹条扭矩(扣压力)固定,扭矩(扣压力)宜长
期保持,且扣件内弯曲、扭转等交变应力较设计前分布有所降低,弹条支撑结构安装位置
和支撑结果示意分别如图1、图2所示。
4.4 改进WJ-7型扣件设计
(1)改善WJ-7型扣件套筒材质
建议扣件生产厂家研发新材质的预埋套管,加大套管强度及耐久性,并适当加深套管
及螺栓丝扣的贴合深度,以增加摩擦力,减少套管失效问题的发生。并建议使用防松结构
或增加螺栓与套管的咬合力,防止锚固螺栓松动浮起。
(2)增加WJ-7型扣件铁垫板座槽深度
建议扣件生产厂家加高速铁路垫板对弹条的约束,在不影响弹条落槽的前提下,加高
弹条后肢座槽的深度。
在此基础上,每隔3~4年应对WJ-7型扣件螺栓进行全面复紧,按照螺栓要求扭矩,
规范、均匀、有序地对锚固螺栓进行复紧,保证扭矩大小合适。
(3)改善绝缘缓冲垫板原材料[4]
建议选用成熟的有现场应用经验的原材料。在更换原材料时,应对新型原材料各项性
能全面掌控,并结合扣件零部件现场应用条件选取。选取后进行产品室内试验、现场试铺
及现场跟踪观测等系列工作,确认无误后更换原材料。
4.5 改进W300-1型扣件设计
钢轨波磨的振动频率计算公式为:
式中:f——振动频率(Hz);
v——通过列车速度(m/s);
λ——钢轨波磨波长(m)。
W300-1型扣件固有频率在550~650 Hz之间,高速区段列车速度在250~300
km/h,经振动频率计算可得,W300-1型扣件在波长120~140 mm范围易产生共振。
现场检查可知,250~300 km/h高速铁路波磨波长均在120~140 mm范围,与实际相
符。
(1)建议在扣件设计时应考虑弹条的固有频率,通过弹条固有频率的优化避免弹条发
生共振现象。
(2)建议生产厂家改进W300-1型扣件表面处理工艺,采用表面摩擦系数较大,防锈
性能好的防锈工艺。经过对电泳涂漆、达克罗、热浸锌、锌镍共渗等多种表面处理方式进
行对比试验,综合摩擦系数与防锈性能要求,相对于其他表面处理热浸锌、锌镍共渗方式,
对防意外受力产生松退有更好的预防效果。在满足产品技术指标的前提下适当增加产品表
面的粗糙度[5]。
4.6 优化CNTT道岔板预埋螺母结构设计
CNTT道岔扣件系统预埋螺母失效较多,维护时需在道岔板上钻孔,维修不便且对道
岔板破坏较大。建议优化道岔板结构设计,使用预埋套管代替预埋螺母,便于维护[6]。
4.7 金属件防锈处理
扣件供应商应对金属件的防锈工艺质量严格控制,防止扣件产品锈蚀。现场施工时,
应避免不正常磕碰扣件金属件。扣件养护维修过程中,应按维修作业要求做好涂油作业。
同时应进一步研究提高扣件防锈工艺,建议采用扣件表层喷锌或低温浸镍的方式防锈[7]。
(1)由于Ⅲ型弹条安装时易出现欠拉、超拉现象,在弹条跟端小圆弧内侧设置限位装
置可确保弹条安装到位。
(2)FC型扣件使用时,应根据现场线路条件、周边环境等合理选用;厂家应提高零部
件强度,延长使用寿命。
(3)ω型弹条安装时,螺栓扭矩并不能够有效反映螺栓或螺母对弹条的扣压力,在垫
板或轨距挡板的合适位置设置竖向支撑结构,可确保扣件安装时扣压力准确。
(4)受套管材质影响,WJ-7型扣件预埋套管丝扣失效较多,通过研发新材质的预埋套
管,适当加深套管及螺栓丝扣的贴合深度,使用防松结构及增加螺栓与套管的咬合力,可
防止锚固螺栓松动浮起。WJ-7型扣件弹条窜出、歪斜较多,通过加高弹条后肢座槽的深
度,可限制弹条歪斜。应每隔3~4年对WJ-7型扣件螺栓进行全面复紧,保证力矩大小
合适。WJ-7型扣件绝缘缓冲垫板损坏较多,建议选用成熟有现场应用经验的原材料。
(5)钢轨波磨或列车车轮的多边形不均匀磨耗使高速列车通过时产生高频激励,其频
率与W300-1型扣件弹条固有频率接近,易引起弹条产生共振,导致脆断。可通过改变
弹条固有频率避免弹条与车体发生共振现象。W300-1型扣件螺旋道钉应严格按安装说明
书安装。对扣件金属件进行防锈处理时,应考虑防锈工艺对表面粗糙度的影响,不降低螺
旋道钉表面粗糙度。
(6)CNTT道岔板使用预埋套管代替预埋螺母,可方便运营部门日常养护。
(7)扣件在厂内必须进行防锈处理,可采用扣件表层喷锌或低温浸镍的方式防锈,不
改变金属扣件的力学性能。
【相关文献】
[1] 铁运[2013]29号,高速铁路有砟轨道线路维修规则(试行)[S].
TIEYUN [2013] No. 29,High-speed Rail Ballast Track Rail Line Maintenance
Rules(Trial)[S].
[2] 铁运[2012]83号,高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)[S].
TIEYUN [2012] No. 83, High-speed Rail Ballastless Track Rail Line
Maintenance Rules (Trial)[S].
[3] 王其昌.无碴轨道钢轨扣件[M].成都: 西南交通大学出版社,2006.
WANG Qichang. Ballastless Track Rail fastener[M].Chengdu: Southwest
Jiaotong University Press,2006.
[4] 科技基[2007]207 号, WJ-7 型扣件暂行技术条件与WJ-8 型扣件暂行技术条件
[S].
KEJIJI [2007] No. 207, WJ-7 Type Fastener Interim Technical Conditions and
WJ-8 Fastener Interim Technical Conditions[S].
[5] 张启富,刘邦津,仲海峰.热镀锌技术的最新进展[J].钢铁研究学报,2002,
14( 4): 65-72.
ZHANG Qifu,LIU Bangjin,ZHONG Haifeng. Development Trend of Hot-Dip
Galvanizing Technology[J].Journal of Iron and Steel Research,2002,14( 4): 65-
72.
[6] TB 10621-2014 高速铁路设计规范[S].
TB 10621-2014 High Speed Railway Design Specifications[S].
[7] 单保强,张会青,高鹏飞,等.广州地铁金属扣件防腐工艺改进分析[J].新技术
新工艺,2013,35(5): 84-85.
SHAN Baoqiang,ZHANG Huiqing,GAO Pengfei,et al. Development
Analysis of Anti-corrosion Process for Guangzhou Metro Metal Fasteners[J].New
Technology & New Process,2013,35(5): 84-85.
2024年5月13日发(作者:张简雅琴)
铁路扣件使用问题分析与建议
景璞
【摘 要】我国铁路扣件系统的研究与使用已有50多年的历史,有多种形式的扣件.但
在扣件系统使用中曾有Ⅲ型弹条欠拉、超拉,ω型弹条扭矩不易控制,FC型扣件零部件损坏
较多,WJ-7型扣件套筒失效、弹条窜出歪斜、绝缘缓冲垫板损坏,W300-1型扣件弹条断
裂、W300-1型扣件螺旋道钉锤击退出,CNTT道岔扣件预埋螺母失效,扣件严重锈蚀等问
题出现.文章针对以上各项问题,简要其产生分析原因,并从扣件设计、施工、生产、运营维
护等环节提出具体建议和对策以解决或改善上述问题.
【期刊名称】《高速铁路技术》
【年(卷),期】2017(008)005
【总页数】4页(P11-14)
【关键词】扣件系统;弹条;结构;设计
【作 者】景璞
【作者单位】济南铁路局,济南250001
【正文语种】中 文
【中图分类】U213.5
Abstract: The research and use of railway fastener system in China has
more than 50 years’ history, and various forms of fastener have been developed.
But in the use of the fastener system, different problems came out: type Ⅲ clip
under stretching or over stretching, type ω clip’s torque not easy to control,
more damage of the FC type fastener, WJ-7 type buckle sleeve failure, slanting,
insulation cushion plate damaged, broken clip of the W300-1 type fastener,
repulsed W300-1 type fastening hammer , the embedded nut of CNTT switch
fastener failure, serious corrosion of fasteners etc. In this paper, the reasons for
the above problems are briefly analyzed, and specific suggestions are proposed
for the design, construction, production and operation and maintenance of the
fastener to solve or improve the above problems.
Key words:fastener system; clip; structure; design
扣件系统是连接轨道与钢轨的主要部件,在保证钢轨稳定性、可靠性方面起着重要作
用。随着近年来我国高速铁路的发展,铁路对轨道扣件的性能要求越来越高,但随着运营
时间的增长,扣件系统逐渐暴露出一些问题,对铁路行车安全带来一定的安全隐患,因而
有必要对扣件系统进行深入研究,确保扣件系统的安全可靠。
我国常用扣件分有砟轨道扣件和无砟轨道扣件,有砟轨道扣件主要有弹条Ⅰ型扣件、
弹条Ⅱ型扣件、弹条Ⅲ型扣件、弹条IV型扣件、弹条V型扣件、FC型扣件[1],无砟轨
道扣件主要有WJ-7型扣件、WJ-8型扣件、W300-1型扣件、SFC型扣件[2]。
(1)Ⅲ型弹条安装时,规定弹条小圆弧内侧与预埋铁座端部应相距8~10 mm,不得
顶紧或距离过大,但在现场安装Ⅲ型弹条时,经常出现欠拉、超拉的情况。
(2)运营中发现FC型扣件绝缘帽、轨距块等损坏较多,且FC型扣件不能进行钢轨高
低位置调整,影响线路平顺性。
(3)ω型弹条在安装就位时,仅依靠扭力矩扳手进行扭矩定量,实际检查中发现,现
场螺栓扭矩并不能有效反映螺栓或螺母对弹条的扣压力。
(4)WJ-7型扣件主要问题是预埋套管丝扣失效,弹条窜出、歪斜和绝缘缓冲垫板损坏。
(5)W300-1型扣件的主要问题是弹条大量裂损、螺旋道钉锤击后退出。
(6)CNTT道岔扣件系统预埋螺母失效较多。
(7)沿海或酸雨地区铁路,出现扣件金属件锈蚀严重,甚至弹条断裂。
(1)在Ⅲ型弹条安装时,工务段长期使用大锤、拉钩等作业工具,并不重视弹条安装
标准间距,易造成弹条欠拉、超拉,导致弹条扣压力过大或过小,造成弹条发生折断或脱
落。
(2)施工导致轨枕与钢轨离缝较大时,造成FC型扣件绝缘帽和轨距块损坏;利用预埋
铁座进行钢轨左右位置调整时,易造成FC型扣件预埋坏铁座损;FC型扣件预埋铁座个别
位置设计强度较低,在轨枕制造、运输和铺设过程中易造成预埋铁座损坏。
(3)由于螺栓扭矩受各种因素(如预埋套管油脂量、平垫圈的新旧、弹条材质差异、生
产厂家的不同等)影响,导致在安装ω型弹条时,螺栓扭矩并不能够有效反映螺栓或螺母
对弹条的扣压力。
(4)WJ-7型扣件套管材质为尼龙橡胶,与锚固螺栓贴合程度不高,易导致预埋套管失
效[3]。
通过与W300-1型扣件对比,发现WJ-7型扣件螺栓扭矩较小可能是造成弹条扣压
力不足的主要原因,且弹条窜出、歪斜与锚固螺栓松动有一定关系,通过分析,在扣件服
役10个月以内,锚固螺栓扭矩呈非线性衰减趋势,衰减率达60%,之后一段时间趋于稳
定状态。
研究发现,损坏的WJ-7型扣件绝缘缓冲垫板和铁垫板下弹性垫板所采用的原材料均
为聚酯型TPU,该类原材料易受水分子侵袭而发生断裂,且水解生成的酸又能催化聚酯
进一步水解。受压状态下,该垫板在潮湿、高温气候条件下使用时会出现水解现象,造成
垫板开裂。
(5)钢轨波磨或列车车轮的多边形不均匀磨耗使高速列车通过时产生高频激励,其频
率与W300-1型扣件弹条固有频率接近,弹条产生共振,最大应力出现在弹条尾部中间
位置,反复振动产生疲劳裂纹并使其扩展,最后发生瞬时脆断。
当螺旋道钉承受垂直锤击作用或横向锤击作用时,其受力状态发生改变。在螺旋道钉
受锤击的瞬间,弹条承受额外的冲击荷载,由于弹条为弹性结构,在锤击荷载作用下,道
钉连同弹条产生向下的位移,使道钉螺牙与套管螺牙贴合面间产生瞬间间隙,引起道钉强
力反弹。道钉反弹后,道钉螺牙上表面和套管螺纹下表面产生冲击,套管对道钉螺牙产生
松退或弹出方向的力矩,此时道钉与套管间、道钉与平垫圈间的摩擦系数急剧减小,且螺
旋道钉防锈层较光滑,摩擦系数较低,从而道钉发生松转或弹出。
(6)由于CNTT道岔扣件系统为螺栓螺母结构,且螺母预埋在道岔板混凝土内,受列
车长期振动荷载作用,预埋螺母与混凝土边界易出现周向裂纹,发展后混凝土掉块,导致
螺母松脱失效。
(7)由于金属件未进行防锈处理或采用的防锈工艺不当,造成产品锈蚀。有的出现锈
蚀起皮,锈蚀深度0.5 mm。在有砟轨道中,石砟碰击弹条,损坏弹条的防锈涂层,也会
导致弹条锈蚀。
4.1 Ⅲ型弹条增加拉入限位装置
部分工务段安装Ⅲ型弹条时,用一根直径为10 mm的铁棒卡在弹条小圆弧内侧与预
埋铁座端部之间,然后用拉钩将弹条平正拉入,当弹条内侧与钢棒密贴,且钢棒抽出时有
一定阻力时,即认为弹条安装到位。但是Ⅲ型弹条在此安装过程中,费时费工,且距离卡
控不易。通过查阅资料,对弹条结构进行优化,在弹条跟端小圆弧内侧设置一小凸起,凸
出长度为8~10 mm,允许制造误差0.1 mm,通过此凸起来确保弹条安装到位。
4.2 合理选型并改进FC型扣件设计工艺
现场施工时应严格按安装作业指导书进行扣件安装。设计时应考虑产品的安装和运输,
提高零部件的强度。产品工艺设计时,应考虑各工序对产品性能的影响。考虑到FC型扣
件无调高能力,冻害地段不应选用该种扣件。
4.3 ω型弹条增加桥式支撑结构,用弹程控制扣压力
通过分析可知,弹条后肢与轨距挡块为第1接触点,弹条中部前端下颚与绝缘垫片为
第2接触点,基于此,可对ω型弹条做如下简化。从弹条中部前端到后肢小圆弧区段可
近似为三维空间中的扭曲梁,1点、2点为梁端支撑,为克服弹条扭矩(扣压力)不易保持
的问题,建议在垫板或轨距挡板的合适位置设置一对竖向支撑,具体设置在1点和2点
弹条中部结构扣压下弯时的最高点3点。竖撑高度应满足如下要求:通过不断增大螺栓扭
矩,当弹条中部前端下颚与绝缘垫片密贴时(此时间隙近似为0 m),在3点两对竖撑的支
撑下,弹条结构没有能力再发生形变,此时,弹条扭矩(扣压力)固定,扭矩(扣压力)宜长
期保持,且扣件内弯曲、扭转等交变应力较设计前分布有所降低,弹条支撑结构安装位置
和支撑结果示意分别如图1、图2所示。
4.4 改进WJ-7型扣件设计
(1)改善WJ-7型扣件套筒材质
建议扣件生产厂家研发新材质的预埋套管,加大套管强度及耐久性,并适当加深套管
及螺栓丝扣的贴合深度,以增加摩擦力,减少套管失效问题的发生。并建议使用防松结构
或增加螺栓与套管的咬合力,防止锚固螺栓松动浮起。
(2)增加WJ-7型扣件铁垫板座槽深度
建议扣件生产厂家加高速铁路垫板对弹条的约束,在不影响弹条落槽的前提下,加高
弹条后肢座槽的深度。
在此基础上,每隔3~4年应对WJ-7型扣件螺栓进行全面复紧,按照螺栓要求扭矩,
规范、均匀、有序地对锚固螺栓进行复紧,保证扭矩大小合适。
(3)改善绝缘缓冲垫板原材料[4]
建议选用成熟的有现场应用经验的原材料。在更换原材料时,应对新型原材料各项性
能全面掌控,并结合扣件零部件现场应用条件选取。选取后进行产品室内试验、现场试铺
及现场跟踪观测等系列工作,确认无误后更换原材料。
4.5 改进W300-1型扣件设计
钢轨波磨的振动频率计算公式为:
式中:f——振动频率(Hz);
v——通过列车速度(m/s);
λ——钢轨波磨波长(m)。
W300-1型扣件固有频率在550~650 Hz之间,高速区段列车速度在250~300
km/h,经振动频率计算可得,W300-1型扣件在波长120~140 mm范围易产生共振。
现场检查可知,250~300 km/h高速铁路波磨波长均在120~140 mm范围,与实际相
符。
(1)建议在扣件设计时应考虑弹条的固有频率,通过弹条固有频率的优化避免弹条发
生共振现象。
(2)建议生产厂家改进W300-1型扣件表面处理工艺,采用表面摩擦系数较大,防锈
性能好的防锈工艺。经过对电泳涂漆、达克罗、热浸锌、锌镍共渗等多种表面处理方式进
行对比试验,综合摩擦系数与防锈性能要求,相对于其他表面处理热浸锌、锌镍共渗方式,
对防意外受力产生松退有更好的预防效果。在满足产品技术指标的前提下适当增加产品表
面的粗糙度[5]。
4.6 优化CNTT道岔板预埋螺母结构设计
CNTT道岔扣件系统预埋螺母失效较多,维护时需在道岔板上钻孔,维修不便且对道
岔板破坏较大。建议优化道岔板结构设计,使用预埋套管代替预埋螺母,便于维护[6]。
4.7 金属件防锈处理
扣件供应商应对金属件的防锈工艺质量严格控制,防止扣件产品锈蚀。现场施工时,
应避免不正常磕碰扣件金属件。扣件养护维修过程中,应按维修作业要求做好涂油作业。
同时应进一步研究提高扣件防锈工艺,建议采用扣件表层喷锌或低温浸镍的方式防锈[7]。
(1)由于Ⅲ型弹条安装时易出现欠拉、超拉现象,在弹条跟端小圆弧内侧设置限位装
置可确保弹条安装到位。
(2)FC型扣件使用时,应根据现场线路条件、周边环境等合理选用;厂家应提高零部
件强度,延长使用寿命。
(3)ω型弹条安装时,螺栓扭矩并不能够有效反映螺栓或螺母对弹条的扣压力,在垫
板或轨距挡板的合适位置设置竖向支撑结构,可确保扣件安装时扣压力准确。
(4)受套管材质影响,WJ-7型扣件预埋套管丝扣失效较多,通过研发新材质的预埋套
管,适当加深套管及螺栓丝扣的贴合深度,使用防松结构及增加螺栓与套管的咬合力,可
防止锚固螺栓松动浮起。WJ-7型扣件弹条窜出、歪斜较多,通过加高弹条后肢座槽的深
度,可限制弹条歪斜。应每隔3~4年对WJ-7型扣件螺栓进行全面复紧,保证力矩大小
合适。WJ-7型扣件绝缘缓冲垫板损坏较多,建议选用成熟有现场应用经验的原材料。
(5)钢轨波磨或列车车轮的多边形不均匀磨耗使高速列车通过时产生高频激励,其频
率与W300-1型扣件弹条固有频率接近,易引起弹条产生共振,导致脆断。可通过改变
弹条固有频率避免弹条与车体发生共振现象。W300-1型扣件螺旋道钉应严格按安装说明
书安装。对扣件金属件进行防锈处理时,应考虑防锈工艺对表面粗糙度的影响,不降低螺
旋道钉表面粗糙度。
(6)CNTT道岔板使用预埋套管代替预埋螺母,可方便运营部门日常养护。
(7)扣件在厂内必须进行防锈处理,可采用扣件表层喷锌或低温浸镍的方式防锈,不
改变金属扣件的力学性能。
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