《高分子复合材料钢轨接头夹板（征求意见稿）》

4T/CCTASXXXX—XXXX高分子复合材料钢轨接头夹板本文件规定了高分子复合材料钢轨接头夹板结构和分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装、质量证明文件、标志和贮存等内容。本文件适用于最高运行速度不大于120km/h铁路的钢轨绝缘接头夹板的设计、生产和检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1043.1-2008塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验GB/T1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/T1448-2005纤维增强塑料压缩性能试验方法GB/T1449-2005纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T1450.2-2005纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法GB/T1462-2005纤维增强塑料吸水性试验方法GB/T1634.2-2019塑料负荷变形温度的测定第2部分：塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料GB/T2408-2021塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T3854-2017增强塑料巴柯尔硬度试验方法GB/T16422.3-2022塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯GB/T31838.2-2019固体绝缘材料介电和电阻特性第2部分：电阻特性（DC方法）体积电阻和体积电阻率TB/T1632.1-2014钢轨焊接第1部分：通用技术条件TB/T2344.1-2020钢轨第1部分43kg/m～75kg/m钢轨TB/T2345-200843kg/m～75kg/m钢轨接头夹板订货技术条件JC/T773-2010纤维增强塑料短梁法测定层间剪切强度GJB1038.1A-2004纤维增强复合材料无损检验方法第1部分超声波检验TB/T2975-2018钢轨胶接绝缘接头3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1用于联结前后两根钢轨端部，使轨道连续，并具有保持钢轨端部对齐、分散接头处列车荷载、传递纵向力等功能的夹板。5T/CCTASXXXX—XXXX3.2高分子复合材料钢轨接头夹板compositematerialrailfishplates采用连续玻璃纤维和高性能树脂基材料制造的钢轨接头夹板。3.3螺栓垫板Boltgasket设置在夹板与螺栓副之间，用于分散螺栓紧固引起复合材料接头夹板的应力集中的垫板。4结构型式和分类4.1结构型式4.1.1高分子复合材料钢轨接头夹板（以下简称夹板）应按照与钢轨轨头下颚、轨底上表面接触，与轨腰存在间隙设计，夹板结构形式见图1。2标引序号说明：1——钢轨2——夹板图1夹板结构型式示意4.1.2外形尺寸应符合A.2的规定。4.1.3夹板应采用高强螺栓与钢轨联结，螺栓与夹板间应设置螺栓垫板。4.1.4夹板应按照6副螺栓联结设计，螺栓孔位置应符合TB/T2344.1-2020中关于钢轨接头螺栓孔的规定，型式尺寸示例见图A.3、A.5。4.2分类4.2.1夹板按照形制尺寸分为P60、P75两种形式，具体尺寸规格应符合A.2的规定。4.2.2接头夹板螺栓孔直径、轨缝、适配轨型和最小轮缘槽深度等结构型式的分类应符合表1的要求。表1夹板型式尺寸分类单位为毫米适配轨型适配螺栓直径轨缝最小轮缘槽深度适配夹板型号T/CCTASXXXX—XXXX6适配轨型适配螺栓直径轨缝最小轮缘槽深度适配夹板型号60kg/m6/8/1050P6075kg/m6/8/1050P755技术要求5.1外观5.1.1夹板表面应光洁平整、颜色均匀，无裂纹、气泡、毛刺、纤维裸露、纤维浸润不良等缺陷，切割面平齐，无分层。5.1.2夹板表面应喷涂耐候性涂层，涂层均匀、细致、光滑平整、颜色一致，无剥落、开裂、起皱、气泡等缺陷。5.2尺寸夹板尺寸允许偏差应符合表2的规定。表2尺寸允许偏差单位为毫米允许偏差螺栓孔尺寸+1.00每个螺栓孔到第一螺栓孔的距离及在高度方向的位置±1.0高度±0.5腰部厚度（两端测量）±0.8长度±3.0工作面凸凹±0.5接触面的倾斜度±3.6高度、平面方向的弯曲度注1：未规定允许偏差的尺寸在成品中不作检查，但应由工艺保证精确到±1mm。注2：P60夹板接触面斜度值为1:3，P75夹板接触面斜度值为1:4。5.3夹板材料性能夹板采用的高分子复合材料的性能要求应符合表3定。表3夹板材料性能要求项目单位性能要求拉伸强度（纵向）MPa≥1000拉伸模量（纵向）GPa≥45拉伸强度（横向）MPa≥90拉伸模量（横向）GPa≥15断裂伸长率（纵向）%≥2断裂伸长率（横向）%≥2T/CCTASXXXX—XXXX7项目单位性能要求弯曲强度（纵向）MPa≥1100弯曲模量（纵向）GPa≥35弯曲强度（横向）MPa≥220弯曲模量（横向）GPa≥16表3夹板材料性能要求（续）项目单位性能要求压缩强度（纵向）MPa≥600压缩模量（纵向）GPa≥40压缩强度（横向）MPa≥200压缩模量（横向）GPa≥13剪切强度MPa≥160层间剪切强度MPa≥48冲击强度kJ/m2≥550巴氏硬度/≥65热变形温度℃≥250吸水率%≤0.2水平燃烧性能级体积电阻率≥1.0×10135.4整体绝缘性能5.4.1干燥状态电阻值大于150MΩ。5.4.2潮湿状态电阻值大于50kΩ。5.5耐久性能5.5.1紫外老化耐久性能夹板采用的高分子复合材料经紫外老化后，纵向弯曲强度保留率应≥95%。5.5.2低温老化耐久性能夹板采用的高分子复合材料经低温老化测试后，纵向弯曲强度保留率应≥95%。5.6内部质量5.6.1夹板内部的树脂和纤维增强材料应浸润良好，不应存在明显树脂空隙部分。5.6.2夹板中央左右两侧各35mm区域内部应无裂纹、分层或气泡等缺陷。其它区域不应有长度超过20mm、宽度超过2mm的缺陷。长度小于等于20mm，宽度小于等于2mm的缺陷不应超过5个。5.7抗紧固强度T/CCTASXXXX—XXXX85.7.1P60夹板接头螺栓在扭矩1100N·m加持24h后，扭矩变化应不超过150N·m，螺栓不松弛，夹板表面不变形、无裂纹。5.7.2P75夹板接头螺栓在扭矩1300N·m加持24h后，扭矩变化应不超过150N·m，螺栓不松弛，夹板表面不变形、无裂纹。5.8接头组装外观质量5.8.1接头轨缝处轨顶面垂直方向，轨头工作边水平方向错牙不应大于0.5mm。5.8.2整体接头组装后，轨缝左右各0.5m长度内工作面的平直度应符合表4的规定。表4钢轨整体接头平直度要求单位为毫米部位平直度要求轨顶面轨头侧面水平方向注：平直度以轨缝为中心进行测量。5.9整体静弯性能5.9.1P60接头夹板的垂向破坏荷载不应小于700kN。5.9.2P75接头夹板的垂向破坏荷载不应小于900kN。5.10整体剪切性能5.10.1剪切测试结束后，夹板不应破坏，夹板表面不应有裂纹。5.10.2整体剪切性能应满足表5的规定。表5整体剪切性能单位为千牛夹板型号纵向施加指定荷载检验要求P60450当达到施加指定荷载时，变形量不应超过5mm。P755005.11组装疲劳性能5.11.1P60夹板疲劳测试结束后，夹板不应破坏，夹板表面不应有垂直夹板长度方向的裂纹。同时最大荷载作用下试件的跨中挠度ƒ试件应小于或等于同钢种、同轨型钢轨在相同试验条件下跨中挠度ƒ钢轨的4.9倍，即ƒ试件≤3.5ƒ钢轨。5.11.2P75夹板疲劳测试结束后，夹板不应破坏，夹板表面不应有垂直夹板长度方向的裂纹。同时最大荷载作用下试件的跨中挠度ƒ试件应小于或等于同钢种、同轨型钢轨在相同试验条件下跨中挠度ƒ钢轨的3.85倍，即ƒ试件≤3ƒ钢轨。6试验方法6.1外观夹板外观应采用目视的方法进行检验。6.2尺寸T/CCTASXXXX—XXXX9夹板尺寸高度、接触面倾斜度和螺栓孔位置用TB/T2345-2020规定的样板检査。其他尺寸应采用通用量具进行检查。6.3材料性能夹板采用的高分子复合材料性能试验方法应符合表6的规定。表6复合材料接头夹板性能试验方法6.4整体绝缘性能6.4.1整体绝缘性能试验应在环境温度为25℃±5℃的室内进行。6.4.2试验用水采用电导率为300μS/cm～800μS/cm的饮用水。6.4.3干燥状态绝缘电阻测试方法应符合TB/T2975-2018。6.4.4潮湿状态绝缘电阻测试方法应符合TB/T2975-2018。6.5耐久性能6.5.1紫外老化耐久性能T/CCTASXXXX—XXXX试件紫外老化测试的试件应符合GB/T1449-2005的规定，建议尺寸为100mm×15mm×4mm。试验步骤.1紫外老化前弯曲强度测试紫外老化前纵向弯曲强度测试应符合GB/T1449-2005的规定。.2紫外老化.2.1紫外老化方法应符合GB/T16422.3-2022表4中循环序号1的规定。.2.2紫外老化循环时间应不低于6000h。.3老化后弯曲强度测试紫外老化后纵向弯曲强度测试应符合GB/T1449-2005的规定。试验记录记录试验日期、试验条件、试件编号、试件名称、紫外老化前试件纵向弯曲强度、紫外老化后试件纵向弯曲强度等。6.5.2低温老化耐久性能试件低温老化测试的试件应符合GB/T1449-2005的规定，建议尺寸为100×15×4mm。试验步骤.1低温老化前弯曲强度测试低温老化前纵向弯曲强度测试应符合GB/T1449-2005的规定。.2低温老化将试件放置在-55℃的环境下保持16h低温时间。.3低温老化后弯曲强度测试.3.1夹板采用的高分子复合材料低温老化结束后立即进行纵向弯强度测试。.3.2老化后纵向弯曲强度测试应符合GB/T1449-2005的规定。试验记录记录试验日期、试验条件、试件编号、名称、低温老化前试件纵向弯曲强度、低温老化后试件纵向T/CCTASXXXX—XXXX弯曲强度等。6.6内部质量夹板内部质量检测应符合GJB1038.1A-2004表1中序号1厚板的测试方法。6.7抗紧固强度6.7.1试件试件在组装之后，整体接头组装外观质量应满足5.8的规定。试件组装时，6条高强度螺栓应正反交替对穿，采用可调式扭力扳手从一端逐个将螺栓紧固到规定扭力矩，如图2所示。标引序号说明：1——钢轨2——夹板3——扭矩传感器4——高强度螺栓5——螺栓垫板6——螺栓垫片7——高强度螺母图2紧固扭矩安装示意6.7.2试验环境抗紧固强度性能试验应在环境温度为25℃±5℃的室内进行。6.7.3试验设备扭力扳手扭力扳手扭矩精度等级不应低于±5%。扭矩传感器扭矩传感器精度等级不应低于0.1%F·S。T/CCTASXXXX—XXXX6.7.4试验步骤组装整体绝缘接头试件，采用扭力扳手从一端开始对各螺母逐步施加紧固力矩，P60夹板试件施加紧固扭矩顺序为400N·m、800N·m、1100N·m，最终紧固扭矩为1100N·m；P75夹板试件施加紧固扭矩顺序为450N·m、900N·m、1300N·m，最终紧固扭矩为1300N·m。首次拧紧后，敲击螺栓垫板再次紧固螺栓，循环紧固3次。试件紧固完成后，读取并记录扭矩传感器测得的各螺栓初始扭矩数据。试件放置24h后再次读取扭矩传感器测得的各螺栓扭矩数据，计算各条螺栓扭矩保留率。读取各螺栓扭矩后，拆卸试件，检查夹板表面状态。6.7.5试验记录记录试验日期、试验温度、试件编号、试件名称、试件型号、各螺栓紧固扭矩、各螺栓初始扭矩数据、24h后各螺栓扭矩数据、试验后夹板表面板状态等。6.8组装外观检验方法6.8.1按照产品设计要求组装钢轨夹板接头，轨缝按8mm预留，用1m平尺测量离缝，平尺中线与轨缝中心线对齐，测量方法符合TB/T1632.1-2014第6.1条的规定。6.8.2按照产品设计要求组装钢轨夹板接头，钢轨及钻孔应符合TB/T2344.1-2020或产品设计的要求，在无剪切外力的条件下通过调整夹板、螺栓位置实现接头构造轨缝的组装状态，且螺栓不受剪切力。6.8.3整体绝缘接头平直度偏差的测量位置分别为轨顶面中心线、轨头侧面的纵向线。测量时钢轨轨缝居中，以接头两侧各0.5m位置的钢轨表面作为基准点。6.9整体静弯性能6.9.1试件试件应在紧固到6.7.4规定的扭力矩后进行试验。试件在组装之后，组装外观质量应满足5.8的规定。试件整体长度1.2m～1.4m，轨缝中心应位于试件中央位置，在组装时设置轨缝6~10mm。将试件放置在跨距L为1m的支座上，轨缝居中，轨缝中心承受静载荷载F，如图3所示。标引序号说明：F——疲劳荷载；L——支距。图3整体静弯性能试验示意图6.9.2试验环境T/CCTASXXXX—XXXX整体弯曲性能试验应在环境温度为25℃±5℃的室内进行。6.9.3试验设备试验机试验机应具有荷载、位移显示和记录装置。最大荷载不应小于1200kN，精度等级应为1级或优于位移传感器移位传感器量程不应小于200mm，精度等级应为0.5级或优于0.5级。6.9.4试验步骤在轨头轨缝处施加垂向压力，加载速率为10kN/s~30kN/s。持续加载至夹板破坏，记录夹板破坏时垂向荷载峰值。将夹板从试验机上取下进行拆卸，并记录夹板的破坏情况。6.9.5试验记录记录试验日期、试验温度、试件编号、试件名称、试件型号、夹板垂向破坏荷载值、夹板破坏情况6.10整体剪切性能6.10.1试件试件应在紧固到6.7.4规定的扭力矩后进行试验。试件在组装之后，组装外观质量应满足5.8的规定。试件总长1.2m～1.3m，轨缝位于中间，在组装时设置轨缝6~10mm。试件两端的轨端垂直度不应大于0.2mm。6.10.2试验环境整体剪切性能试验应在环境温度为25℃±5℃的室内进行。6.10.3试验设备试验机整体剪切试验机应具有荷载、位移显示和记录装置。试验机最大荷载不应小于1000kN，精度等级传感器位移传感器量程不应小于5mm，压力传感器量程不应小于1200kN，精度等级应为0.5级或优于0.5级。6.10.4试验步骤试验准备试验布置如图4所示，试验准备如下a）试件垂直置于试验机加载轴线上。b）在施加荷载的一端安装一个位移传感器，用于测量夹板的形变量。加载试验加载应符合下列规定：T/CCTASXXXX—XXXXa）沿钢轨轴向加载，加载速度不应大于10kN/s，位移加载最大值Smax按5mm规定执行。b）每次荷载增加150kN时，停留5s，再增加荷载；当位移传感器加载至规定最大值Smax时，停止加载，记录此时的荷载值。c）记录最大荷载后，拆卸夹板，并观察夹板的情况。标引序号说明：1——钢轨；2——夹板；3——压头；4——位移传感器图4整体剪切性能试验示意图6.10.5试验记录记录试验日期、试验温度、试件编号、试件名称、试件型号、夹板的形变量、最大荷载值等。6.11组装疲劳性能6.11.1试件试件应在紧固到6.7.4规定的扭力矩后进行试验。试件在组装之后，整体接头组装外观质量应满足5.8的规定。加载支距L为1.0m，试件总长1.2m～1.3m，轨缝如图5所示。试件简支于试验机两支座，轨头向上，支距中央接头轨缝中心处承受集中荷载。T/CCTASXXXX—XXXX标引序号说明：F——疲劳荷载；L——支距。图5组装疲劳性能试验示意图6.11.2试验环境组装疲劳性能试验应在环境温度为25℃±5℃的室内进行。6.11.3试验设备试验机疲劳试验机应具有载荷、位移显示和记录装置。试验机应具备正弦循环加载能力，最大加载频率应不小于7Hz，最大载荷应不小于400kN，精度等级应为1级或优于1级。位移传感器位移传感器量程不应小于10mm,精度等级应为0.5级或优于0.5级。支座及压头疲劳试验用支座应符合TB/T1632.1-2014中附录C的规定，施加轨头荷载用的压头应符合TB/T1632.1-2014中附录D的规定。6.11.4试验步骤疲劳荷载及荷载循环次数.1采用脉动弯曲疲劳试验，荷载比为0.2，循环加载频率为4Hz～5Hz，P60夹板循环加载次数应为2×106次；P75夹板循环加载次数应为3×106次。.2加载过程中，加载频率应保持恒定，在两支点的跨中处加载，加载波形为正弦波。支距为1m时，夹板所受最小疲劳荷载为40kN，最大疲劳荷载为200kN。检查疲劳试验过程中，每加载50万次检查各部件状态，出现损伤时停止加载。疲劳试验结束后，停止加载，拆解检查夹板状态。静载挠度试验静载挠度试验包括疲劳试验后试件静载挠度试验和同轨型完整钢轨静载挠度试验，应符合以下规定：a)疲劳试验后，试件按以下步骤进行静载挠度试验：1)试件按照疲劳试验时的支承状态，在轨底中心的轨缝边缘安装位移传感器；T/CCTASXXXX—XXXX2)在轨头轨缝处施加垂向荷载，加载速率为2kN/s～10kN/s，加载最大荷载值Fmax按表7取值；3)加载过程中传感器记录位移值，加载到最大荷载值Fmax时的位移值作为试件的跨中挠度ƒ试件；4)卸载荷载。b)同轨型完整钢轨按以下步骤进行静载挠度试验：1)采用与试件相同轨型、同钢种的等长钢轨，按照与疲劳试件相同的支承状态，在跨中轨底中心安装位移传感器；2)在轨头中央处施加垂向荷载，加载速率为2kN/s～10kN/s，加载到最大疲劳荷载值200kN；3)加载过程中传感器记录位移值，加载到最大疲劳荷载值时的位移值作为同轨型钢轨的跨中挠度ƒ钢轨；4)卸载荷载。6.11.5试验记录记录试验日期、试验温度、试件编号、名称、钢轨轨型、支距L、荷载最大值Fmax、荷载最小值Fmin、循环加载次数、整体绝缘接头跨中挠度ƒ试件、同轨型钢轨跨中挠度ƒ钢轨、疲劳试验后夹板状态。7检验规则7.1检验类别检验分为出厂检验和型式检验7.2出厂检验夹板出厂检验项目应符合表7定。夹板应按批提交检验，同原材料、同工艺条件生产的夹板不超过3000件为一批，不足此数时视为一批。检验按1%比例抽样，若出现不合格，应逐块检验。7.3型式检验7.3.1下列情况之一时应进行型式检验：a)初次批量生产时；b)正式投产后，材料、结构和工艺的改变影响产品性能时；c)连续停产1年及以上后恢复生产；d)正常生产每5年。7.3.2式检验项目应符合表8定。7.3.3判定规则所检项目全部合格判型式检验合格，否则判型式检验不合格。表8夹板检验项目1√√表8夹板检验项目（续）T/CCTASXXXX—XXXX2√√3√√5.26.24√√5.26.25√√5.26.26√√5.26.27√-5.36.38√-5.36.39√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.36.3√-5.46.4√-.1√-.2√-5.66.6√-5.76.7√√5.86.8√-5.96.9√