60kg/m鋼軌9號(hào)合金鋼鑲嵌式固定型寬準(zhǔn)菱形交叉道岔設(shè)計(jì)

劉勝勇

中國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司海拉爾工務(wù)段 內(nèi)蒙古 海拉爾 021000

正文：

1 引言

在我國(guó)與俄羅斯接壤的中國(guó)最大陸運(yùn)口岸滿洲里市根據(jù)線路需要設(shè)有很多1520毫米軌距與1435毫米軌距的寬準(zhǔn)軌距交叉設(shè)備，隨著兩國(guó)陸上貿(mào)易的日益擴(kuò)大，現(xiàn)有很多交叉設(shè)備已不能滿足快速與大運(yùn)量的需求，更加難以達(dá)到日益嚴(yán)苛的線路安全要求。

2 研發(fā)要求

根據(jù)線路實(shí)際運(yùn)行情況確定交叉及寬準(zhǔn)軌機(jī)車、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，如下表1、表2所示。

表1 交叉主要參數(shù)

表2 機(jī)車、車輛主要參數(shù)

設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是將交叉部分的普通鋼軌鈍角轍叉改為鑲嵌翼軌式合金鋼組合式鈍角轍叉，同時(shí)將銳角轍叉也改為鑲嵌翼軌式合金鋼組合轍叉，提高整個(gè)交叉的使用壽命。

3 合金鋼鑲嵌式固定型寬準(zhǔn)軌交叉設(shè)計(jì)

3.1 雙軌結(jié)構(gòu)鑲嵌翼軌式銳角轍叉研究

固定型銳角轍叉在轍叉咽喉至理論尖端范圍內(nèi)存在軌距線中斷，即存在“有害空間”因此在線路內(nèi)側(cè)設(shè)置護(hù)軌，為了保證列車運(yùn)行更加平順，保持車輪運(yùn)行方向，基本軌護(hù)軌一直延伸至鈍角轍叉，同時(shí)在翼軌內(nèi)側(cè)也設(shè)置護(hù)軌并與鈍角轍叉相連。

圖1 鑲嵌翼軌式銳角轍叉及護(hù)軌布置圖

為了保證列車從轍叉跟端進(jìn)入交叉時(shí)不會(huì)沖擊翼軌內(nèi)側(cè)護(hù)軌尖端，對(duì)尖端進(jìn)行鈍化處理。

3.2 雙軌結(jié)構(gòu)鑲嵌翼軌式鈍角轍叉研究

固定型鈍角轍叉由于也存在軌距線不連續(xù)，所以也存在“有害空間”，并且由于結(jié)構(gòu)的限制，不能像銳角轍叉一樣單獨(dú)在線路內(nèi)側(cè)設(shè)置護(hù)軌，只能依靠對(duì)側(cè)的鈍角轍叉護(hù)軌來(lái)確保車輪安全通過(guò)“有害空間”，同時(shí)由于鈍角轍叉護(hù)軌平直段在對(duì)稱中心形成折角，在行車方向上護(hù)軌平直段并不完整，因此輪對(duì)不能自護(hù)時(shí)有脫軌和撞尖的可能，因此對(duì)鈍角轍叉進(jìn)行自護(hù)檢算，檢算數(shù)據(jù)如下表3所示。

表3 鈍角轍叉自護(hù)檢算參數(shù)

?

當(dāng)兩個(gè)方向的線路均為標(biāo)準(zhǔn)軌距時(shí)，滿足L＜L1+L2+L3時(shí)，車輪可以安全渡過(guò)“有害空間”。定義ΔX為轍叉不能自護(hù)長(zhǎng)度，則當(dāng)ΔX＜0時(shí)轍叉可實(shí)現(xiàn)自護(hù)，滿足公式：

ΔX=L-（L1+L2+L3）＜0

此次項(xiàng)目涉及的線路為加寬軌距與標(biāo)準(zhǔn)軌距交叉，存在一個(gè)對(duì)稱中軸的錯(cuò)位距離ΔL，所有寬準(zhǔn)軌交叉安全通過(guò)“有害空間”的條件是：

ΔX=L-（L1+L2+L3）±ΔL＜0

根據(jù)自護(hù)檢算參數(shù)，通過(guò)計(jì)算輔助設(shè)計(jì)得出計(jì)算結(jié)果如下表4所示。

表4 檢算結(jié)果

自護(hù)長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果如下：

1440mm軌距

ΔX=L-（L1+L2+L3）-ΔL=533.2-（171.5+116.1+77.2）-768.5=-600.1＜0

1525mm軌距

ΔX=L-（L1+L2+L3）+ΔL=533.2-（171.5+116.1+81.8）+768.5=932.3＞0

由此得出寬準(zhǔn)軌距交叉在軌距加寬5mm，護(hù)軌頂面加高25mm情況下，在標(biāo)準(zhǔn)軌距方向過(guò)叉時(shí)可以自護(hù)。

解決方案

由于車輪在鈍角轍叉寬軌距方向過(guò)叉時(shí)車輪不能自護(hù)，因此在轍叉外側(cè)設(shè)置護(hù)軌，通過(guò)限制車輪輪輞外側(cè)水平位移，引導(dǎo)車輪安全通過(guò)轍叉。

通過(guò)復(fù)合計(jì)算護(hù)軌設(shè)置滿足輪緣離開心軌尖端降低位置前已經(jīng)進(jìn)入車輪外緣護(hù)軌平直段即可滿足防護(hù)作用。

結(jié)語(yǔ)：

經(jīng)本人設(shè)計(jì)完成后，找到齊齊哈爾富鐵軌枕有限公司與浙江德盛道岔廠專門對(duì)軌枕和道岔零配件進(jìn)行制作加工，加工完成后由我段自行組裝，經(jīng)輪軌現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)合格后，于10月11日在滿洲里改輪廠組織更換施工，施工、材料費(fèi)用一共僅計(jì)56萬(wàn)元。鋪設(shè)完成后，允許機(jī)車車輛速度提升至30公里/小時(shí)、滿洲里各作業(yè)場(chǎng)間過(guò)往415號(hào)道岔的調(diào)車作業(yè)效率極大提升，機(jī)車車輛在各場(chǎng)線占用停留時(shí)間明顯縮短，作業(yè)人身安全、路外安全風(fēng)險(xiǎn)顯著降低，工務(wù)作業(yè)維修周期大大增加，線路基礎(chǔ)穩(wěn)定性大大提高。經(jīng)相關(guān)專業(yè)人員測(cè)算，僅在車輛占用使用費(fèi)、機(jī)車耗油方面，年可節(jié)約成本支出約230萬(wàn)元。