側向負荷測試

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鐵路工程
Railroad Engineering
軌道(二)
扣件
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扣件系統

目的


將鋼軌穩固於承托系統之上
主要類別





鋼軌接頭
扣夾
基鈑
錨定
其他
2

功能

固定 (力的傳遞)


減振、減噪 (消能)


車廂內、軌道沿線居民動植物、
廠房
絕緣 (電阻)


接頭垂直水平力、溫度縱向力、
一般傾倒力、、
軌道沿線安全、地下管線安全
調整 (幾何位置)

軌道養護、輪軌滾動關係
3
扣夾、錨定

道釘


使用於木枕
演進過程


鈎頭道釘  螺紋道釘 
彈性道釘
傷害木質、易鬆脫
上拔抗力約10-15 kN
Source: 新世紀鐵路工程學, 黃民仁, 文笙書局, 2007
4

螺紋道釘
螺紋增加阻抗力(1.5-2.5倍)
 較不易更換

Source: 新世紀鐵路工程學, 黃民仁, 文笙書局, 2007
5

彈性道釘

以彈性緩衝拉拔力
軌道工程技術講義, 高速鐵路籌備處, 1993
6

彈性螺栓

單純錨定功能  錨定 + 彈性
錨定:螺栓
 彈性:彈性鋼


衝擊力被彈性扣夾隔離於錨定螺栓外,不易鬆脫
軌道工程技術講義, 高速鐵路籌備處, 1993
7
德國VOSSLOH扣件
成功大學 郭振銘老師 攝
8
成功大學 郭振銘老師 攝
9
成功大學 郭振銘老師 攝
10

彈性扣夾
可靠性更高、少維修
 但錨定位置受限

軌道工程技術講義, 高速鐵路籌備處, 1993
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鋼軌接頭

選用原則
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



彈性、勁度佳
維持軌距、鋼軌傾斜度
抗鋼軌爬行
吸收振動,保護軌枕
壽命長、或好抽換
絕緣性佳
維護需求低





安裝簡易、低技術需求
應用於不同軌道實績
實用滿意度高
無授權限制
生命週期成本低
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
一般接頭

托接式

懸接式

橋接式
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

接頭位置

對接:衝擊力大、總次數少

錯接:衝擊力小,不對稱左右晃動,接頭位置多
魚尾鈑
與鋼軌密合度
 螺栓扭力強度

14

墊鈑 (單一基鈑)
防止剪切枕木應力過大
 減低道釘負擔
 提供鋼軌傾斜面,減少側磨
 增加抗側向變位能力
 防止鋼軌爬行

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16

If 彈性扣件 + Baseplate + … = ?
基鈑
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基鈑

功能
均勻下傳鋼軌荷重,保
護枕木(墊鈑)(單一基鈑)
吸音減振
界面配合




雙層基鈑




比墊鈑多一層彈性材
提供彈性  減振減噪音  提高舒適度
雙重彈性:彈性扣夾(垂向、側向彈性)
缺點


雙層雙重彈性基鈑斷面圖
兩層間之膠結易生剝脫
底層彈性材缺少保護,易磨損破壞
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扣件測試
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
耐電壓測試:承受過大電力電壓一段時間,仍可保持正常
電阻及阻抗測試:檢驗雜散電流絕緣性,避免電氣腐蝕。
動靜態勁度比測試:於列車動態運作下彈性依然穩定。
垂向負荷測試:受垂向向下荷重(68.5KN)之變位量,求取整體彈性勁度值,
瞭解吸音及減震功能範圍。
垂向上拉測試:受垂向上拉與下壓,彈性勁度仍符規定。
側向負荷測試:受側向壓力時,不得造成軌距過大。
側向束縛測試:受側向壓力時,能提供足夠側向束制。
縱向束縛測試:受一定縱向力,能提供足夠縱向束制。
垂向及側向反覆負荷測試:動態模擬列車運作,可正常運作
腐蝕測試:長期在嚴苛環境下,仍可正常運作。
老化測試:扣件老化達使用年限仍可正常運作
推拉測試:扣件於預估最大縱向變位值,並模擬壽年內合理周次,確保
扣件壽年內仍能正常運作。
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經疲勞測試後
 垂向及側向反覆負荷測試:扣件再動態運作時仍可正常使用, 作一對比。
 垂向上拉反覆負荷測試:模擬扣件於正常營運狀態下在承受上拉及下壓
力達一定年限時,扣件仍能正常運作。
 垂向負荷測試:扣件勁度值變動仍在可接受範圍。
 垂向上拉測試:垂向上拉性能變動,仍在可接受範圍
 側向負荷測試:受側向壓力時,軌頭軌距不得過大
 側向束縛測試:扣件受側向壓力時,扣件能提供之側向束制能力之變動,
仍在可接受範圍之內。
 縱向束縛測試:鋼軌扣件受縱向軸力時,扣件能提供之縱向束制能力之
變動,仍在可接受範圍之內。
 動靜態勁度比測試:鋼軌扣件於動、靜態模式下,其彈性勁度的變化狀
況,主要測試彈性材料於列車動態運作下,其彈性之變動,仍在可接受
範圍之內。
 電阻及阻抗測試:鋼軌扣件之電阻與阻抗的電氣特性之變動,仍在可接
受範圍之內。
 耐電壓測試:鋼軌扣件仍可承受異常過大電力電壓一段時間後,扣件不
致損壞且保持一定功能,仍在可接受範圍之內。
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