城市轨道交通扣件发展现状及展望

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　　摘要：对近年来国内轨道交通系统地下线常用轨道扣件现状进行总结，对比各类扣件主要参数，提出对轨道交通扣件发展的建议。
　　关键词：轨道交通，轨道，扣件
　　
　　钢轨扣件是轨道结构的重要组成部件,其作用是固定钢轨正确位置,阻止钢轨的纵向和横向位移、钢轨倾翻,要求有足够的强度和耐久性，具备一定的轨距和水平调整能力，还要提供必要的弹性、绝缘性能，并将钢轨所受的力传递给轨下基础。扣件结构应力求简单，具有一定的通用性，便于制造、施工和维修等。
　　1 扣件分类
　　按扣件与钢轨、轨枕联结的型式来分，有不分开式、半分开式和分开式三种。
　　按轨枕上有无挡肩可分为有挡肩扣件和无挡肩扣件。
　　按扣件提供的弹性分，可分为弹性扣件和半弹性扣件。
　　目前国内轨道交通地下正线常用扣件均为弹性分开式扣件，但根据弹条的扣压方式又分为有螺栓扣件和无螺栓扣件（弹条不需要螺栓固定）。
　　2 国内轨道交通常用扣件
　　2.1 单趾弹簧扣件
　　单趾弹簧扣件是一种无螺栓、弹性分开式扣件，采用φ20mm的PR弹条，通过轨距块和铁垫板之间的咬合提供横向调距量。单趾弹簧扣件扣压力13～15kN/组，弹性好，在广州地铁大量采用，试验和运营证明具有足够的强度和耐久性、稳定的扣压力、良好的弹性和电气绝缘性以及与整体道床轨道相适应的轨距、水平调整量的扣件。
　　该扣件在广州地铁大量采用，在长沙地铁也开始采用。
　　2.2 DT弹条Ⅲ型扣件
　　DT弹条Ⅲ型扣件，或称DT-Ⅲ型扣件，是一种无螺栓、弹性分开式扣件，采用国铁Ⅲ型弹条，其主要尺寸参照国铁弹条Ⅲ型扣件（专线<01>3328-I），将其由预埋铁座式改为弹性分开式扣件。扣件的扣压力达到20～25kN/组，适合在大坡度和小半径曲线地段使用。
　　该扣件扣压力较大，在广州地铁多使用于大坡度、小半径地段，在深圳等级也开始使用。
　　2.3 DTⅥ2系列扣件
　　DTⅥ2型扣件是一种无螺栓、弹性分开式扣件。采用DI弹条，是在国铁Ⅲ型弹条的基础上改进的一种弹条，其扣压力16kN/组，弹性好，有一定的调高、调距能力，并有良好的弹性，能够适应整体道床基础，目前北京、苏州、杭州等地多采用此扣件。
　　DTⅥ2-1~4弹条都是在DTⅥ2原型的基础上根据不同工况研发出来的，其主要区别在于钉孔布置及弹条的型式。其中DTⅥ2-1~3均为小阻力扣件， DTⅥ2-1型和DTⅥ2-3型适用于短轨枕，钉孔对角布置，DTⅥ2-2适用于长轨枕， 钉孔对称布置。而DTⅥ2-3通过减小弹条直径的方式降低扣压力，而DTⅥ2-1、2是通过减小弹条的弹程来降低扣压力的。五种扣件的主要性能、适用地段及工程应用情况对比见表1。
　　表2.3-1DTⅥ2型系列扣件的对比
　　扣件类型 DTⅥ2(原型) DTⅥ2-1 DTⅥ2-2 DTⅥ2-3 DTⅥ2-4
　　调高量(mm) 30 40 20
　　调距量(mm) -12/+8 -16/+8 -12/+8
　　扣压力(kN) 8.25 5.3 5.2 8.25
　　弹条直径(mm) 18 16 18
　　轨枕类型 短轨枕 预应力长枕 短轨枕 预应力长枕
　　适用地段 地下、地面整体道床 地下、地面及高架线整体道床 地下整体道床
　　工程应用 已大量铺设运营 深圳4号线 北京机场线 尚无线上铺设 苏州地铁1、2号线
　　2.4 DTⅢ2型扣件
　　DTⅢ2 型扣件为弹性分开式扣件，扣压件采用国铁弹条Ⅰ型弹条，扣压力18kN/组。轨下与板下可同时设调高垫板，加大了水平调整量，并设轨距块，起调距和绝缘作用。可调整弹条的扣压力，更换弹条方便。
　　北京地铁复八线复西段、5 号线，上海市轨道交通均有应用。
　　2.5 ZX-2型扣件
　　ZX-2型扣件为有螺栓、弹性分开式扣件，扣压件采用国铁Ⅱ型弹条，扣件扣压力20kN/组。铁垫板上设置T型螺栓座，通过T型螺栓和螺母拧紧力紧固弹条，可通过螺栓紧固的方法调整弹条的扣压力，轨下与铁垫板下可同时设调高垫板，调高量较大。
　　该扣件在上海、深圳、天津地铁等采用。
　　3 主要参数比较
　　表3-1 国内轨道交通地下线主流扣件主要参数对比表
　　项目 单趾弹簧扣件 DT弹条Ⅲ型扣件 DTⅥ2 DTⅢ2型 ZX-2
　　扣压件类型 无螺栓/反e型 无螺栓/e型 无螺栓/e型 有螺栓/ω型 有螺栓/ω型
　　弹条名称 单趾弹条 Ⅲ型弹条 DI弹条 I型弹条(B型) Ⅱ型弹条
　　弹条直径(mm) Φ20 Φ20 Φ18 Φ13 Φ13
　　弹条材质 60Si2Mn 60Si2Mn 60Si2Mn 60Si2Mn或55Si2Mn 60Si2CrA
　　单个弹条扣压力(kN) 5.6～8 ≥11 ≥8.25 ≥9 ≥10
　　轨距调整量(mm) +14
　　-18 +14
　　-18 +8
　　-12 +8
　　-12 +8
　　-12
　　调高量
　　(mm) 20 20 20 30 30
　　扣件绝缘电阻(Ω) ＞108 ＞108 ＞108 ＞108 ＞108
　　使用城市 广州、长沙、武汉 广州、深圳 北京、郑州、苏州、杭州 北京、上海 上海、深圳、天津
　　注：1、以上扣件均为弹性分开式、无挡肩扣件。
　　2、DTⅥ2扣件仅列出原型。
　　上述扣件是目前国内轨道交通系统主流扣件，均经过实践验证，满足轨道交通要求。其中，前3种为无螺栓扣件，后2种为有螺栓扣件。由于扣件最主要部件扣压弹条的不同，导致其他主要配件也势必不同，扣件无法实现互换。
　　4 结论与建议
　　从比较表中可以看出，各城市之间无法形成统一，甚至一个城市中一条线一种类型；而且设计单位之间也无法实现共享，造成了技术力量松散，造成人力、物力的浪费；同时给运营部门的养护维修、备品备件造成很大难度及浪费。
　　随着近年来轨道交通的迅猛发展，这个矛盾日益突出，各城市新建轨道交通时普遍遇到轨道扣件类型难以统一的问题，亟待国家有关部门组织科研人员，总结经验，统一扣件技术标准，促进轨道配件标准化、通用化，有利于轨道交通健康有序发展。
　　
　　
　　参考文献：
　　1） 王其昌,无碴轨道钢轨扣件,成都,西南交通大学出版社,2006年
　　2） 于春华,城市轨道交通轨道扣件综述,铁道工程学报,2003年9月第3期（总79）,P31～P33
　　3） 孟雷等, 对“e”型扣件扣压性能的探讨,中国铁道科学,2000年12月,第21卷第4期（总第54期）,P85～P90
　　4） 吴建忠等, 城市轨道交通钢轨扣件的研究与设计,都市快轨交通,2005年6月,第18卷第3期,P50～P53
　　
　　
　　作者简介：罗信伟、男、1977年7月，工程师，广州地铁设计研究院有限公司
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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