重載鋼軌道口設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王 克 江

(吉林鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司，吉林 吉林 132001)

重載鋼軌道口設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王 克 江

(吉林鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司，吉林 吉林 132001)

針對(duì)以往道口存在的不足，提出一種新型道口鋪面形式。從鋪面板和道口平面設(shè)計(jì)兩方面闡明設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并補(bǔ)充特殊道口設(shè)計(jì)方法。通過理論分析，并結(jié)合在工程中的應(yīng)用，總結(jié)其適用條件及不足，為以后鐵路重載道口設(shè)計(jì)提供參考。

道口,鋼軌,鋪面,設(shè)計(jì),鐵路

1 設(shè)計(jì)背景

鐵路和公路運(yùn)輸是主要陸地集散方式，鐵路道口是鐵路與公路交匯的重要設(shè)施，同時(shí)也是鐵路線路最薄弱的環(huán)節(jié)。就我國(guó)目前道口鋪面形式來看，主要有石材鋪面、木枕鋪面、混凝土鋪面和橡膠板鋪面等，以上道口鋪面各有優(yōu)點(diǎn)，但也存在缺點(diǎn)，集中表現(xiàn)在強(qiáng)度低、難以承受重載的沖擊碾壓，造成鋪面破壞變形、維修周期縮短，維修費(fèi)用高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到鐵路軌道的穩(wěn)定，潛伏事故隱患。普通道口無(wú)法滿足頻繁有重型汽車通過的廠內(nèi)或港區(qū)道口的需求。

2 設(shè)計(jì)步驟

道口設(shè)計(jì)主要分為以下6個(gè)步驟：

1)根據(jù)項(xiàng)目情況確定道口位置、道口長(zhǎng)度、道路與鐵路線交角。根據(jù)周邊道路情況和車流量情況確定道口寬度和道口平臺(tái)長(zhǎng)度；2)計(jì)算道口位置鐵路軌面高程，確定道口鋪面高程。測(cè)量既有道路地面高程，順坡和確定排水方向；調(diào)查路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)行道口平臺(tái)設(shè)計(jì)；3)根據(jù)汽車荷載大小和經(jīng)濟(jì)比較，選擇道口鋪面板；4)鋪面板設(shè)計(jì)(包括連接方式、所需材料、數(shù)量及尺寸設(shè)計(jì))；5)鋪面板與線路路基接合點(diǎn)設(shè)計(jì)，鋪面板與道口平臺(tái)接合處設(shè)計(jì)，其他接合點(diǎn)設(shè)計(jì)；6)監(jiān)護(hù)防護(hù)設(shè)計(jì)和其他防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1鋪面板設(shè)計(jì)

每制作一條鐵路線的道口，一般需備齊18根鋼軌(鋼軌最短長(zhǎng)度視道口寬度而定，有斷裂、裂紋或嚴(yán)重老化的鋼軌不宜采用)。其中10根鋼軌將用于鐵路線路兩鋼軌之間，線路鋼軌兩外側(cè)各用4根。

用預(yù)制的螺栓和間隔鐵串聯(lián)相鄰鋼軌，連接為整體鋼軌塊。間隔鐵尺寸如圖1所示，螺栓、螺母及墊片尺寸如圖2所示。

根據(jù)道口總長(zhǎng)度確定道口鋪面中心位置，然后由中心向兩邊，交錯(cuò)布置，便于安裝并使力量分散。如圖3所示分布形式確定螺栓連接位置，并在鋼軌軌腰處標(biāo)出準(zhǔn)確位置。確定所需間隔鐵和螺栓、墊片的數(shù)量。

由于線路鋪設(shè)的軌枕全為混凝土枕，線路鋼軌外側(cè)有螺栓、彈條和扣件，阻礙整體鋼軌塊靠近線路鋼軌，因此特將靠近線路鋼軌外側(cè)的那一根鋼軌在受螺栓及扣件位置影響的地方用鋸軌機(jī)鋸斷，并將剩下的每段鋼軌分別用間隔鐵與相鄰鋼軌連接。保證鋼軌塊放下后能充分接近線路鋼軌。并能將線路鋼軌的彈條、扣件露出來，方便日常養(yǎng)護(hù)維修。

用氣焊在鋼軌的對(duì)應(yīng)位置鉆孔。檢驗(yàn)符合連接要求后，將間隔鐵和螺栓、墊片等材料準(zhǔn)備齊全后，對(duì)事先排好的鋼軌進(jìn)行組裝。相鄰鋼軌與間隔鐵連接方式如圖4所示。

組裝完成后用C35以上混凝土澆筑填滿鋼軌之間的空隙，增強(qiáng)整體性?；炷翑嚢钑r(shí)控制好混凝土的坍落度，坍落度不宜過大或過小。振搗要均勻，防止有蜂窩出現(xiàn)，不應(yīng)出現(xiàn)漏振或不振的狀況。每天對(duì)澆筑完成的鋼軌道口進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到18 d以上才可以使用(如果道口附近有條件完成組裝和現(xiàn)澆過程，建議提前將鋼軌運(yùn)至該地)。

鋪砌道口前應(yīng)先將道口范圍內(nèi)相鄰混凝土枕端部之間用木枕墊平，軌枕的凹槽部分及其他空隙用碎石或細(xì)砂找平并夯實(shí)加強(qiáng)，保證各部位與軌頭平臺(tái)在同一平面。檢查滿足鋪裝要求后，將鋼軌塊放到對(duì)應(yīng)位置，中間鋼軌塊與線路內(nèi)股間的位置用木頭卡死，確保輪緣槽寬度在70 mm～100 mm范圍內(nèi)，輪緣槽深度在45 mm～60 mm范圍內(nèi)。線路外邊緣與鄰近鋼軌間的空隙及彈條扣件位置全用瀝青填實(shí)。線路兩邊鋼軌塊與道口平臺(tái)銜接地段也用瀝青填筑，壓實(shí)。具體如圖5所示。

如果道口有多條鐵路線路，則兩鐵路線間的部分填道砟，用細(xì)砂找平，壓實(shí)。然后放預(yù)制鋼筋混凝土塊，表面涂一層瀝青。

3.2道口平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)道口設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)在道口兩側(cè)欄木外設(shè)置道口平臺(tái)。

平臺(tái)長(zhǎng)度：為了有利于道路上車輛在道口前停車和起動(dòng)，從最外側(cè)鋼軌外5 m算起的平臺(tái)長(zhǎng)度應(yīng)不小于停留一臺(tái)車輛的長(zhǎng)度，采用值如表1所示。

表1 道口平臺(tái)最小長(zhǎng)度表 m

平臺(tái)寬度：與相鄰道路寬度相同。

平臺(tái)高度：設(shè)計(jì)平臺(tái)高程同道口鋪面高程，比道口位置軌面高程低5 mm，滿足“鐵路鋼軌頭部外側(cè)50 mm范圍內(nèi)，道口鋪面應(yīng)低于軌面5 mm”的要求。

平臺(tái)坡度：緊接道口平臺(tái)的道路縱坡不應(yīng)大于表2規(guī)定的數(shù)值。

表2 緊接道口平臺(tái)的道路最大坡度 %

平臺(tái)路面結(jié)構(gòu)：同相鄰道路路面結(jié)構(gòu)。

4 特殊道口設(shè)計(jì)

4.1曲線道口

當(dāng)設(shè)計(jì)道口的鐵路線為曲線時(shí)，相比鐵路線為直線的道口主要有以下兩點(diǎn)區(qū)別：

1)需要彎軌。彎軌半徑大小根據(jù)道口所在線路的半徑及每根鋼軌放置的位置確定。利用彎軌機(jī)對(duì)鋼軌進(jìn)行彎軌。如果檢查鋼軌有斷裂及裂紋狀況，鋼軌不宜進(jìn)行彎軌，因?yàn)槿菀自趶澻夁^程中鋼軌斷裂，打傷周圍人員。彎軌過程中控制好鋼軌的正矢，不宜出現(xiàn)正矢過大及過小狀況。把彎好的鋼軌進(jìn)行一端對(duì)齊擺放。

2)需要部分加強(qiáng)。鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定鐵路曲線地段不宜設(shè)置道口，如果由于條件限制將道口設(shè)在曲線上，則需要增加道床厚度，加強(qiáng)鋼軌之間的連接，并在道口附近對(duì)線路鋼軌增設(shè)軌距桿。

4.2寬道口

當(dāng)?shù)揽趯挾瘸^一根標(biāo)準(zhǔn)軌長(zhǎng)度時(shí)，則需要將鋼軌接長(zhǎng)。接長(zhǎng)的方法有：

1)焊接。鐵路施工和維修過程中較常用。2)用魚尾板連接。至少需要六對(duì)魚尾板，具體連接方式如圖6所示。

5 適用條件與不足

5.1適用范圍

1)適合普通道口和貨運(yùn)量大、有重載貨物列車通過的道口；

2)適合于廢棄鋼軌較多，或鋼軌取材容易的道口。

5.2存在的不足

1)間隔鐵和螺栓均需提前預(yù)制，且不同型號(hào)鋼軌對(duì)應(yīng)不同規(guī)格的間隔鐵；

2)軌枕表面高低不平，向下傳力不均勻，采用橋枕可改善，但造價(jià)提高；

3)兩側(cè)的鋪面板受彈條、扣件位置的影響較大。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼軌鋪面道口在包鋼新體系鐵路專用線工程道口設(shè)計(jì)中采用，并于2013年9月施工完成后開始通車。包鋼廠內(nèi)貨運(yùn)頻繁，且全為重載貨運(yùn)汽車，最高可達(dá)200 t以上，運(yùn)營(yíng)至今未發(fā)現(xiàn)任何損壞或異常，且鋼軌道口鋪面在過往車輛的碾壓和磨耗作用下，變得光滑亮麗，道口整體美觀大方。此次應(yīng)用收到很好的成效，并計(jì)劃將鋼軌道口在其他頻繁有重載車輛通過的公路—鐵路平交道口中繼續(xù)推廣使用。

[1] GB 50090—2006,鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] TB 10005—2010,J 1167—2011,鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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[8] 劉祖法,滕洪海,李振江.橡膠道口板的應(yīng)用與分析[J].萊鋼科技,2006(5):34-36.

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[10] 鐵總運(yùn)[2013]121號(hào),鐵路道口管理辦法(發(fā)文稿)[Z].

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Thedesignandapplicationofoverloadedrailcrossing

WangKejiang

(JilinRailwaySurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Jilin132001,China)

In view of the deficiency of existing crossing, a new type of crossing pavement is put forward. The design points are expounded from two aspects of panel design and crossing plane design, and the design method of special grade crossing is added. Theoretical analysis, combined with the application in engineering, summarizes its applicable conditions and shortcomings, it will provide reference for the design of railway heavy haul crossings.

crossing, rail, pavement, design, railway

1009-6825(2017)30-0134-03

2017-08-18

王克江(1988- )，男，工程師

U213.81

A