60-12號(hào)道岔可動(dòng)心軌轍叉改造設(shè)計(jì)與施工

施慶峰

(中鐵寶橋集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721006)

1 概述

60 kg/m鋼軌12號(hào)(Vz200，CZ2516系列)提速改進(jìn)型可動(dòng)心軌轍叉單開道岔(以下簡(jiǎn)稱“CZ2516系列道岔”)是在保持60 kg/m鋼軌12號(hào)提速可動(dòng)心軌轍叉單開道岔(圖號(hào)：鐵聯(lián)002)線型不變的前提下，結(jié)合同類產(chǎn)品使用中出現(xiàn)的病害，于2004年優(yōu)化改進(jìn)而研制的道岔產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于我國主要鐵路提速干線，為鐵路大提速做出了重要貢獻(xiàn)。

“CZ2516系列道岔”在浙贛線、京滬線經(jīng)過近十年的運(yùn)營后，長、短心軌等關(guān)鍵部件已接近疲勞極限，但轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線及其岔枕仍可繼續(xù)使用。結(jié)合160 km/h區(qū)段該型號(hào)道岔的運(yùn)營實(shí)際及固定型道岔就可滿足160 km/h線路運(yùn)營要求的特點(diǎn)[1]，提出了將160 km/h區(qū)段可動(dòng)心軌轍叉改造為固定型轍叉。

2 設(shè)計(jì)原則及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)原則

1)確保可動(dòng)心轍叉改造后，固定型轍叉部位相關(guān)結(jié)構(gòu)安全可靠，滿足直向160 km/h運(yùn)營要求。2)保留轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線及整組岔枕，降低改造成本。3)適應(yīng)跨區(qū)間無縫線路焊接要求。4)減少岔枕、轍叉、護(hù)軌等零部件種類，方便用戶備料。5)減少現(xiàn)場(chǎng)換鋪的維修工作量。

2.2 設(shè)計(jì)、制造標(biāo)準(zhǔn)

1)標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路道岔 (TB/T 412)。2)合金鋼組合轍叉(TB/T 3467)。3)鐵路道岔的容許通過速度(TB/T 2477)。

3 固定型轍叉總體設(shè)計(jì)

“CZ2516系列道岔”和“60 kg/m鋼軌12號(hào)單開道岔(專線4249)”道岔導(dǎo)曲線半徑同為350 m，導(dǎo)曲線均與道岔中心線相切，前長同為16 592 mm；道岔中心及導(dǎo)曲線終點(diǎn)距可動(dòng)心軌轍叉軌距線交點(diǎn)的距離(固定型轍叉理論岔心)均相同(如圖1所示)。

可動(dòng)心軌轍叉軌距線交點(diǎn)到其趾端距離4 438 mm。固定型轍叉理論中心到其趾端距離為2 038 mm。以上兩數(shù)據(jù)相差2 400 mm。兩種類型道岔導(dǎo)曲線終點(diǎn)位置相同。根據(jù)方案審查會(huì)的審查意見，提出如下設(shè)計(jì):

1)可動(dòng)心轍叉區(qū)51號(hào)～71號(hào)岔枕全部移除，更換為專線4249道岔對(duì)應(yīng)的岔枕。2)51號(hào)～71號(hào)岔枕對(duì)應(yīng)的可動(dòng)心轍叉組件、電務(wù)設(shè)備、護(hù)軌及墊板全部移除，用專線4249道岔相應(yīng)范圍部件(叉心為合金鋼拼裝轍叉)替換。

4 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4.1 合金鋼拼裝轍叉

“專線4249”道岔配套用合金鋼拼裝式轍叉主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2，圖3所示，具有以下特點(diǎn)。

1)轍叉設(shè)置軌底坡，可以和線路平順連接。

2)轍叉的叉心、翼軌、心軌之間均采用間隔鐵和高強(qiáng)螺栓連接，并使用防轉(zhuǎn)片防止螺栓松動(dòng)。

3)合金鋼叉心軌腰采用楔形結(jié)構(gòu)，可防止心軌、翼軌上下錯(cuò)動(dòng)，提高轍叉穩(wěn)定性。

4)轍叉的叉心采用高強(qiáng)度、高耐磨的貝氏體合金鋼制造，可提高轍叉使用壽命。

5)翼軌及叉跟軌采用在線熱處理軌。

經(jīng)過運(yùn)營實(shí)踐表明，該合金鋼轍叉完全可以滿足160 km/h運(yùn)營要求。

4.2 合金鋼拼裝轍叉改造設(shè)計(jì)

1)加長處理?？蓜?dòng)心轍叉移除后，為繼續(xù)使用既有導(dǎo)軌，理論上合金鋼轍叉需趾端加長2 400 mm，跟端加長5 400 mm[2]。根據(jù)改造施工的實(shí)際情況，為了減少熱影響區(qū)影響，合金鋼轍叉趾端實(shí)際加長值為3 000 mm，跟端實(shí)際加長值為6 000 mm。2)扣件系統(tǒng)?！皩＞€4249”道岔采用彈條Ⅱ型扣件，針對(duì)此次轍叉改造，為保持與線路運(yùn)營的“CZ2516-A”道岔扣件一致，轍叉扣件更換為Ⅲ型彈條扣件(見圖4)。

4.3 岔枕

將既有的序號(hào)51～71岔枕替換為“專線4249”道岔序號(hào)51～71岔枕，其余岔枕不變。

4.4 護(hù)軌

直向、側(cè)向護(hù)軌均與“專線4249”道岔護(hù)軌保持一致。直、側(cè)向護(hù)軌長度分別為6 900 mm,4 800 mm,護(hù)軌采用槽型鋼軌制造。

4.5 墊板與混凝土岔枕連接方式

墊板與混凝土岔枕連接方式按《道岔軌下基礎(chǔ)優(yōu)化結(jié)構(gòu)組裝鋪設(shè)技術(shù)條件》(運(yùn)基線路[2004]440號(hào))文件的規(guī)定執(zhí)行。板下橡膠墊板相對(duì)于采用Ⅱ型岔枕螺栓時(shí)，圖號(hào)、外形尺寸、孔中心位置及偏心距均不變，橡膠墊板孔徑修改為φ43 mm,溝槽設(shè)計(jì)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

混凝土岔枕連接螺栓系統(tǒng)如圖5所示。

4.6 電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備

拆除可動(dòng)心軌轍叉部位電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。信號(hào)系統(tǒng)做相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)方案審查意見，直接拆除轍叉部位電務(wù)設(shè)備后，對(duì)道岔整體信號(hào)控制并無影響。

5 既有線改造施工

道岔換鋪施工在運(yùn)營線“天窗點(diǎn)”進(jìn)行。為減少對(duì)運(yùn)營線路的影響，采用側(cè)位預(yù)鋪固定型轍叉軌排、既有可動(dòng)心轍叉移除相結(jié)合的方式進(jìn)行。側(cè)位預(yù)鋪在改造施工前提前進(jìn)行，天窗時(shí)間切割道岔，移除可動(dòng)心轍叉，固定型轍叉橫移就位，改造用時(shí)約2 h。

5.1 側(cè)位預(yù)鋪[3]

在正線外側(cè)，預(yù)鋪固定型轍叉(如圖6所示)。施工順序：搭設(shè)枕木垛→鋪設(shè)混凝土枕→吊裝道岔，配導(dǎo)軌→組裝道岔→調(diào)整預(yù)鋪道岔幾何尺寸。

5.2 精確測(cè)量

根據(jù)可動(dòng)心轍叉軌距線交點(diǎn)與固定型轍叉理論叉心重合的特點(diǎn)，選取既有可動(dòng)心轍叉上某一固定點(diǎn)(如翼軌跟端)以確定轍叉軌距線交點(diǎn)位置，再根據(jù)設(shè)計(jì)中加長合金鋼轍叉的趾長值5 038 mm及跟長值9 954 mm確定既有導(dǎo)曲線切割點(diǎn)位置。需要注意的是，切割位置應(yīng)避開原有焊接點(diǎn)至少600 mm(1個(gè)岔枕間距)。

5.3 移除可動(dòng)心軌轍叉

移除可動(dòng)心軌轍叉具體順序?yàn)椋翰鸪蓜?dòng)心轍叉電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備→松開切割點(diǎn)前后各2組扣件→切割導(dǎo)曲線鋼軌以及轍叉后導(dǎo)軌→可動(dòng)心軌轍叉軌排整體起道→搭設(shè)枕木，安裝滑道，橫移可動(dòng)心轍叉軌排出岔位。

5.4 固定型轍叉就位

固定型轍叉就位具體順序?yàn)椋喊惭b滑軌，牽引固定型軌排至岔位→采用拉軌機(jī)縱向調(diào)整固定型轍叉軌排，與前后導(dǎo)軌對(duì)接→鋪砟整道(如圖7所示)。

6 結(jié)語

60 kg/m鋼軌12號(hào)(Vz200，CZ2516系列)提速改進(jìn)型可動(dòng)心軌轍叉單開道岔改造是根據(jù)實(shí)際運(yùn)營狀況，結(jié)合線路運(yùn)營速度的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，采用成熟、可靠的合金鋼轍叉技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)施工方便，操作性強(qiáng)，具備推廣應(yīng)用的條件，目前上海局等路局管內(nèi)已經(jīng)完成改造，多年運(yùn)營檢驗(yàn)，滿足線路改造要求。同時(shí)，也可根據(jù)“CZ2516系列”道岔，對(duì)不同的道岔扣件類型進(jìn)行調(diào)整，滿足不同工況使用需求[4]。