铁路道岔基本知识(2)

2019-04-22 14:29

随着60kg/m钢轨的推广应用,我国在70年代末开始着手研制与60kg/m钢轨配套的道岔。考虑到60kg/m钢轨是供重载和较高速度行车情况下使用的,因此设计60kg/m钢轨的配套道岔时,采用了比“75”型道岔更高一级的技术标准。其主要技术标准如下。

(一)轨型为50kg/m及60kg/m(将来还包括75kg/m)钢轨,不包括43kg/m钢轨。 (二)平面布置上采用半切线型藏尖式尖轨、圆曲线型导曲线,道岔除尖轨尖端轨距加宽2mm外,其余均为标准轨距,以保证高速行车时的运行平稳。

(三)在垂直于轨道方向上,因使用矮型特种断面尖轨,消除了普通钢轨尖轨那种比基本轨抬高6mm的垂直不平顺,在辙叉部分的心轨与翼轨过渡匹配也较“75”型道岔更合理,以保证高速行车时的纵向稳定。

(四)采用矮型特种断面钢轨尖轨,其中60kg/m及75kg/rn钢轨道岔使用6OAT钢轨、50kg/m钢轨道岔使用50AT钢轨。

(五)尖轨尖端采用藏尖式结构,12号单开道岔尖轨跟端采用弹性可弯式结构,9号单开道岔、9号和12号交分道岔尖轨采用间隔铁式跟端结构。

(六)辙叉采用高锰钢整铸辙叉和可动心轨辙叉两种形式。其中高锰钢整铸辙叉采用前后分腿式结构,9号和12号辙叉的跟距分别比“57”型及“75”型道岔同号辙叉长721mm和1092mm。

(七)提高护轨强度和可靠度。护轨有槽型及H型两种。其中槽型护轨采用U1C33号槽钢制造,H型护轨用低一级钢轨制造(例如60kg/m钢轨的辙叉护轨用50kg/m钢轨制造)。为t提高护轨在高速行车时的安全度,护轨轨顶比基本轨轨顶高12mm。 (八)道岔扣件强度较“75”型有较大提高。例如采用楔型可调式轨撑、刚性分开式弧型扣板式扣件,导曲线部分使用螺纹道钉,取消钩头道钉等等。

此种道岔的研制工作自70年代后期开始,由于有些关链技术难度较大,所以整个研制时间较长。例如特种断面尖轨跟端加工技术在1986年才通过技术鉴定,用于牵引弹性可弯尖轨和可动心轨的转辙机在1991年才通过鉴定,因此这种道岔在1992年才定型,定名为“92”型道岔。

随着60kg/m钢轨的大量铺设,“92”型道岔在我国已大量推广应用,“92”型道岔已在我国正线道岔总数中占相当大的比重。这种道岔的主要结构,如矮型特种断面

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钢轨藏尖式尖轨、H型(或槽型)护轨、可调式轨撑、整铸前后分腿式高锰钢辙叉或可动心轨辙叉等等,性能已达到世界铁路90年代水平,因此它将作为我国常速(100~120km/k)和快速(120~160km/h)铁路线路的正线道岔而大量使用。

我国铁路在70年代后期已开始铺设60kg/m钢轨,当时“92”型道岔尚未定型生产。因此我国生产了一批采用普通60kg/m钢轨刨制的爬坡式尖轨和整铸高锰钢前后分腿式辙叉。其性能介于“75”型和“92”型之间,因此称之为“过渡型道岔”原计划过渡型道岔在“92”型道岔投产后即予停产,但因弹性可弯尖轨跟端加工技术到1986年才通过铁道部技术鉴定,因此直到1987年才停止“过渡型道岔”批量生产。至1996年底,我国铁路的60kg/m钢轨地段共有5000余组“过渡型道岔”,在相当长时期内还不能全部换掉。

“75”型道岔的普及和“92”型道岔的推广应用,使我国铁路道岔有了适应于低速不超过(80~100km/h)和快速行车120 km/h所需的系列道岔,今后在相当长的时期内将继续大量使用。对于“92”型道岔系列,先后编制了50kg/m、60kg/m钢轨9号、12号单开道岔、交叉渡线、复式交分道岔标准图。提速道岔的研制开发后,混凝土岔枕被大量采用,以及各单位对92型道岔新的要求,92新型道岔还在不断开发和改造应用。75kg/m钢轨道岔因推广数量较少,现只在大秦线有9号、12号固定型和可动心轨道岔在使用。 四、提速道岔的研制

随着我国经济的迅速发展,铁路受到公路、民航的强烈竞争,开行快速、准高速或高速列车已经列入我国铁路议事日程。1994年修订公布的《铁路主要技术政策》中,对我国铁路行车速度提出了以下不同层次的目标值。在沿海经济发达、客流集中的东部走廊,发展最高速度250km/h及其以上的高速客运专线;准高速线路最高速度160km/h。繁忙干线上旅客列车最高速度140km/h,货物列车最高速度90km/h。其它线路上旅客列车最高速度逐步提高到80~100km/h.

从1996年开始,我国的广深及沪宁、京秦等四大干线已先后逐步开行准高速及提速列车,这就要求我国铁路及早研制性能比“92”型道岔更高的、适应速度在l60km/h及以上的道岔。1995年12月由铁道部工务局、电务局和建设司联合召开的“60kg/m钢轨提速道岔设计标准审查会”,规定了这种道岔的主要技术条件。

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1.旅客列车直向容许通过速度为160km/h

2.货物列车直向容许通过速度为90km/h(轴重23t); 3.侧向允许通过速度为50km/h。 (一)道岔结构 1.总图

(l)保留原有道岔中心至辙叉理论中心的距离(理论导程后长b0)为17250mm。 (2)侧线线型采用R=350m的圆曲线,保留直线型辙叉,尖轨在宽2mm断面前斜切作藏尖处理(曲、直尖轨斜切投影长分别为298mm及173mm)。轨距全部为1435mm。 (3)加长尖轨至13880mm,跟端与基本轨接头对齐。

⑷固定辙叉加长至5998mm;可动心轨辙叉分左右开;全长13192mm。

(5)固定辙叉采用不等长护轨,直股及侧股护轨分别长6900rnm及4800mmI可动心轨辙叉侧股设长5400mm的防磨护轨。

(6)道岔全长为37800mm(固定辙叉)及43200mm(可动心轨辙叉)。 (7)道岔区轨枕间距一律采用600mm,全部垂直于直股布置。 (8)轨道电路绝缘接头设在道岔侧股。 2.结构

⑴道岔区设置1:40轨底坡或轨顶坡,以利于与相邻钢轨联结或焊接。 (2)转辙器部分尖轨用60AT轨加工制造。竖切区段配合基本轨轨头下额加工的1.4斜坡加强断面。尖端采用藏尖式结构,藏入轨距线内3mm。跟端通过模压加工使之成为标准60kg/m钢轨断面,与导曲线钢轨焊接。可弯部分轨底不作切削。尖轨置于水平滑床台上。

(3)尖轨跟端附近设置限位器,限制与基本轨的相对纵向位移不大于±5mm。 (4)固定辙叉采用高锰钢整体铸造,翼轨缓冲段加长,冲击角减小至36’。 (5)护轨采用50kg/m标准轨制造,结构为H型,高于走行轨12mm。直向护轨缓冲段冲击角减小至30’。

(6)可动心轨辙叉的长、短心轨用60AT轨加工并组合。长心轨跟端经模压加工使之成为标准60kg/m钢轨断面,并与叉后连接轨焊接,形成可弯式跟端结构.短心轨经弯折,配合叉跟尖轨形成斜接头。翼轨用标准60kg/m钢轨制造。用于跨区间超长无

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缝线路时,考虑长心轨跟端后温度力的传递,采用长翼轨方案,将长心轨跟端固定区通过间隔铁与翼轨联结;用于普通无缝线路(不与道岔焊接)时,因叉后无温度力的影响,采用短翼轨方案。

(7)为防止可动心轨侧磨影响及与翼轨的密贴,侧股设置防磨护轨。

(8)道岔区钢轨扣件采用弹性分开式结构-Ⅱ型弹条扣件。通过铁垫板上的铁座、T型螺栓固定。

(9)用于木岔枕和顶应力混凝土岔枕的钢轨垫板截面尺寸分别为190mmX25mm及170mmX20mm,均指钢轨中轴线处最小厚度。

(10)道岔区直股轨道钢轨接头全部采用焊接,仅高锰钢辙叉趾、跟端采用冻结或胶结接头,绝缘接头为胶结结构。

(11)道岔钢轨件均进行全长轨头表面淬火。 3.轨下基础

(1)道岔区轨下基础有木岔枕及预应力混凝土岔枕两种。木岔枕断面为260mm×160mm,长度为2.6~4.8m;预应力混凝土岔枕断面为上宽260mm,底宽300mm,高220mm,长度为2.7~4.8m,无挡肩,顶埋塑料套管,通过螺栓固定垫板。

(2)在道岔可动部件转换牵引点及密贴检查器部位,采用钢岔枕,各种转换设备杆件均放置在钢岔枕内。

(3)除尖轨、可动心轨外,不论是木岔枕或是混凝土岔枕,钢轨件与金属垫板之间均设置5mm厚的橡胶垫层。在金属垫板与木岔枕之间设5rnm厚塑料垫层,与混凝土岔枕之间设10mm厚橡胶垫层。 (二)转换技术

1.尖轨及可动心轨均采用两点牵引实施转换。 2.道岔可动部伴采用外锁闭及密贴检查器。

3.两尖轨互不联结,转换时起动及锁闭有少许时间差(分动转换)。 (三)厂内组装

道岔出厂前逐组在厂内进行组装调试(含转换设备),确认合格后,根据用户要求,分解或分段发运。

五、时速200km道岔的研制

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提速道岔经设计试制并批量生产和现场铺设后,近十年的来修改,现已定型,并不断推广现已形成9号、12号、18号、30号系列提速道岔。在此基础上又研制开发了郑漯高速实验段12号高速道岔和秦沈18号38号高速道岔。尤其京秦改造采用vz200可动心轨道岔及后期的改进型道岔,30号改进型道岔,这些道岔定型并成为我国铁路系统供快速、准高速以至高速行车线路的主型道岔,预期今后十年我国将形成适应低速(“75”型)、快速(“92”型)、准高速(提速道岔)和高速行车几个层次的道岔系列,铁路道岔的安全性、稳定性等各方面均将有较大提高,有的道岔性能将达到世界先进水平,为中国建成时速350km的高速线路打下基础。

第四节 国外同类道岔发展概况

近年来国外铁路的发展,除新建高速客运专线外,对既有干线围绕客运提速、货运重载的目标进行技术改造是共同的趋势。改造既有线的重要方面是研制、试验并推广新型结构的道岔。

道岔区不可避免的轨道刚度急剧变化、轨下基础的非等弹性及量值较大的轨面几何不平顺等特点导致其与机车车辆相互作用的荷载及变形的复杂性、主要部件使用寿命短、养护维修工作量大,成为限制列车通过速度的薄弱环节。国外近代道岔的发展虽取决于各自的运营条件、轨道和机车车辆状况而各有差异,但都致力于强化结构(包括金属部件、轨下基础及转换设备)、提高材质与工艺以及限制道岔区轨道平剖面几何不平顺等方面,不仅在结构上力求延长部件使用寿命及维修省力化,而且通过道岔区轨道科学管理的途径确保其与运营条件的适应性。 一、道岔几何特征及平面

1、国外既有干线为适应客运提速、货运重载要求而进行技术改造,对于道岔而言,重点是提高直向过岔速度及强化道岔部件结构。因此,尽可能保留原有的辙叉号数,控制道岔全长尺寸的变动,以避免引起过大的站场改建工程。如要求侧向也以较高速度通过时,则换铺大号码道岔。在辙叉号数不变的情况下,为适应道岔侧向一定的运行要求,在道岔平面布置上也表现出一定的灵活性。如德国铁路就出现同一导曲线半径不同辙叉号数或同一辙叉号不同导曲数半径的平面布置,奥地利、瑞士等国铁路也有类似的情况。

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