直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號系列交叉渡線的研制

張朝富

(中國中鐵寶橋集團(tuán)有限公司，陜西寶雞 721006)

1 概述

國內(nèi)既有交叉渡線道岔銳角轍叉部分均采用整鑄高錳鋼轍叉，由于本身存在有害空間等結(jié)構(gòu)限制，使得道岔的直側(cè)向通過速度較低，滿足不了鐵路高速度運行要求。隨著我國鐵路建設(shè)向重載、高速方向發(fā)展的要求，將可動心軌轍叉引入交叉渡線很有必要，通過這種方式可消除有害空間，不僅提高了道岔直側(cè)向通過速度，而且實現(xiàn)了鐵路運輸裝備技術(shù)創(chuàng)新。

2005年在鐵道部運輸局的指導(dǎo)下，中鐵寶橋集團(tuán)有限公司聯(lián)合西南交通大學(xué)、北京全路通信信號研究設(shè)計院、鄭州鐵路局等單位，研制開發(fā)了新型提速渡線道岔。該系列渡線道岔包括線間距為5.0、5.3、5.5、6.5、7.5 m等5個品種。

2 研究的主要內(nèi)容

直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號系列交叉渡線是在60 kg/m鋼軌12號提速改進(jìn)型Vz200單開道岔(CZ2516)開發(fā)成功并投入大批量使用的基礎(chǔ)上研制的，其研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面。

(1)道岔直向允許通過速度:旅客列車200 km/h;貨物列車120 km/h(軸重23 t);進(jìn)入單開側(cè)向、菱形時允許通過速度為50 km/h。

(2)渡線菱形部分銳角轍叉護(hù)軌結(jié)構(gòu)的處理。

(3)道岔采用預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與單開道岔一致。

(4)道岔范圍內(nèi)均設(shè)1/40的軌頂坡或軌底坡。

(5)扣件分為Ⅱ型彈條、Ⅲ型彈條兩種類型，以滿足不同用戶要求。

3 平面線型及主要結(jié)構(gòu)特點

(1)交叉渡線單開部分主要平面尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計與CZ2516相同，見圖1。

圖1 5.0 m間距交叉渡線平面示意(單位:mm)

①平面線型采用330 m+350 m雙半徑復(fù)合圓曲線，增加了尖軌粗壯度，改善尖軌的耐磨性能。

②可動心軌翼軌采用特種斷面翼軌，心軌尖端設(shè)置防跳臺，有效地控制了心軌尖端跳動。

③采用新型長心軌，將心軌轉(zhuǎn)換凸緣相對于心軌尖端的位置前移，使轉(zhuǎn)換凸緣后部的薄弱斷面位置處于心軌20 mm斷面以前，有效地改善了心軌薄弱環(huán)節(jié)的受力狀態(tài)，見圖2。

圖2 長心軌結(jié)構(gòu)比較

④為提高鐵墊板的強度避免墊板折斷，道岔區(qū)墊板的底板厚度由既有道岔的22 mm增加到25 mm，在可動心軌轍叉部分的墊板上采用整體式臺板。

(2)銳角轍叉及鈍角轍叉為高錳鋼整鑄式。

(3)各間距交叉渡線中，護(hù)軌頂面均高出鋼軌頂面12 mm。

(4)部分間距交叉渡線中，采用了高錳鋼整鑄護(hù)軌。

(5)鋼軌下設(shè)5 mm厚橡膠墊板，護(hù)軌墊板下設(shè)置5 mm厚橡膠墊板，其他墊板下設(shè)置10 mm厚橡膠墊板。

(6)道岔范圍內(nèi)均設(shè)有1/40的軌頂坡或軌底坡。

(7)道岔區(qū)全部采用混凝土岔枕，使結(jié)構(gòu)等強、彈性連續(xù)、整體穩(wěn)定性提高。

(8)在5.0、5.3、5.5 m間距交叉渡線中，可動心軌轍叉的叉跟尖軌跟端直接與鈍角轍叉連接，為了方便絕緣的設(shè)置，叉跟尖軌采用膠接絕緣。6.5、7.5 m間距交叉渡線中，叉跟尖軌與鈍角轍叉之間有配軌連接，可對叉跟尖軌及配軌之間進(jìn)行膠結(jié)絕緣。

4 技術(shù)創(chuàng)新點

(1)首次將可動心軌轍叉引入交叉渡線，避免了固定型轍叉存在的有害空間，直線通過速度達(dá)到了200 km/h。

(2)研究開發(fā)了高錳鋼整鑄護(hù)軌。

在5.0、5.3 m及5.5 m三種間距交叉渡線中，單開道岔可動心軌轍叉長度較長(跟端已超過銳角轍叉的趾端)，考慮結(jié)構(gòu)，將銳角轍叉的護(hù)軌位置設(shè)置在可動心軌轍叉?zhèn)认蛞碥墐?nèi)側(cè)并與翼軌連接。而翼軌工作邊到叉跟尖軌工作邊之間的距離為180 mm，無法采用普通的鋼軌、槽型鋼做護(hù)軌，只有設(shè)計新的護(hù)軌結(jié)構(gòu)形式，而高錳鋼的性能較好，故考慮使用高錳鋼整鑄護(hù)軌。5.0 m間距渡線銳角轍叉部分結(jié)構(gòu)示意見圖3。

圖3 5.0 m間距渡線銳角轍叉部分結(jié)構(gòu)簡圖(單位:mm)

銳角轍叉的護(hù)軌采用倒L形截面，頂面寬130 mm，全長3 100 mm的高錳鋼整鑄護(hù)軌。并將護(hù)軌設(shè)置在可動心軌單開轍叉長翼軌與短心軌之間。在岔枕中心位置設(shè)有螺栓孔、軌腰墊塊及調(diào)整片，通過螺栓與長翼軌連接，在岔枕之間護(hù)軌鑄出凹槽，可以方便可動心軌頂鐵的調(diào)整，見圖4。

圖4 高錳鋼整鑄護(hù)軌

(3)為改善列車運行條件，便于鋪設(shè)和維修，在鈍角轍叉范圍內(nèi)軌距采用1 440 mm，常規(guī)交叉渡線設(shè)計中，軌距過渡在銳角轍叉趾端完成。而5.0、5.3、5.5 m渡線A(B)型轍叉采用可動心軌轍叉之后，心軌跟端延伸到銳角轍叉趾端，無法在銳角轍叉趾端完成軌距過渡，而在可動心軌部分完成軌距過渡會帶來轍叉結(jié)構(gòu)及岔枕等較多部位的改動，所以在單開道岔導(dǎo)曲線終點前2 000 mm處軌距過渡到1 435 mm。

6.5 m及7.5 m間距交叉渡線由于線間距較大，心軌跟端未延伸到銳角轍叉趾端，故軌距過渡在銳角轍叉趾端完成。

5 實踐運營

直向速度200 km/h-60kg/m鋼軌12號系列交叉渡線2005年通過了鐵道部組織的驗收審查，并陸續(xù)在上海局、西安局、武漢局、鄭州局上道30余組，運營至今，使用狀態(tài)良好、運行平穩(wěn)，各部檢測均符合線路標(biāo)準(zhǔn)要求;運行安全性提高，養(yǎng)護(hù)維修量減少，受到了用戶的肯定和歡迎。

［1］劉 皓，袁寶軍.直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號提速道岔的研制［J］.鐵道建筑，2006(9).

［2］鐵道第三設(shè)計院.道岔設(shè)計手冊［M］.北京:人民鐵道出版社，1975.