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鐵路工程 Railroad Engineering

鐵路工程 Railroad Engineering. 軌道 ( 二 ) 扣件. 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. 功能 固定 ( 力的傳遞 ) 接頭垂直水平力、溫度縱向力、一般傾倒力、、 減振、減噪 ( 消能 ) 車廂內、軌道沿線居民動植物、廠房 絕緣 ( 電阻 ) 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. 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

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Presentation Transcript

  1. 鐵路工程Railroad Engineering 軌道(二) 扣件

  2. 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

  3. 功能 • 固定 (力的傳遞) • 接頭垂直水平力、溫度縱向力、一般傾倒力、、 • 減振、減噪 (消能) • 車廂內、軌道沿線居民動植物、廠房 • 絕緣 (電阻) • 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

  4. 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

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 德國VOSSLOH扣件 成功大學郭振銘老師攝

  9. 成功大學郭振銘老師攝

  10. 成功大學郭振銘老師攝

  11. 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

  12. 鋼軌接頭 • 選用原則 • 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

  13. 一般接頭 • 托接式 • 懸接式 • 橋接式

  14. 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

  15. 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

  16. If 彈性扣件 + Baseplate + … = ? 基 鈑

  17. 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 兩層間之膠結易生剝脫 底層彈性材缺少保護，易磨損破壞 基鈑 雙層雙重彈性基鈑斷面圖

  18. 扣件測試 • 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。

  19. 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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