高速鐵路道岔扳動力偏大問題分析及處理措施

張民航

(中國鐵建重工集團道岔公司)

高速可動心軌道岔根據其設計結構，在電轉機牽引過程中受到的阻力只主要有摩擦力、密貼力、頂鐵力、扣件阻力、軌件自身應力等。本文以時速250 km客運專線鐵路60 kg/m鋼軌18號單開道岔(有砟)鋪設為例，分析高速道岔出現扳動力偏大的原因及處理措施。道岔在調節扳動力前應做常規檢測如:方正差(≤5 mm)水平(≤1 mm，用10 m弦線測量)高低(≤1 mm，用10 m弦線測量)軌件線形(直線度≤1 mm，用10 m弦線測量，且最大不超1.5 mm)等幾何尺寸符合高速道岔檢測項點要求。

1 道岔轉轍器部分

(1)摩擦力。道岔轉轍器部分的摩擦力是來自直、曲尖軌軌底與滑床板及滾輪間。由于尖軌軌底存在著一定的銹蝕(軌件原材料在存儲過程中會產生一定銹蝕)，轉轍機扳動尖軌時，銹蝕的軌底會損傷滑床板，摩擦力會也就隨之增大，因此應該在道岔生產時進行尖軌軌底除銹或刷防銹油漆。滑床板臺板電鍍層已經損傷的應該及時更換或做出相應的防銹處理，如果滑床板臺板采用不銹鋼材質的時候，則會大大減小道岔后期維護難度。道岔在鋪設施工過程中應使用水準儀對滑床板臺版高度進行準確的測量，保持臺板高度統一(≤1 mm)，不應該出現側傾等現象避免滑床板局部受力過大。

尖軌與滾輪間的摩擦力較小，但當滾輪安裝不當時會產生較大阻力。現階段高速客運專線道岔多采用進口偏心軸滾輪，其安裝方法如下:尖軌工作狀態下，尖軌軌底與滑床板臺的實測縫隙值設為а，調節塞尺厚度值為1+а且傾斜45°放置在滾輪與軌底間，調節滾輪刻度值為2+а，緊固滾輪固定螺絲，調節完成。當滾輪為雙輪時，外側輪調節刻度值為3+а即可。

(2)密貼力。道岔轉轍器在鋪設完成后尖軌與基本軌密貼段在未安裝轉轍機前自然狀態下應順直，安裝轉轍機后尖軌密貼應前后同步密貼。出現尖軌密貼不同步時，先密貼的位置扳動力會偏大，所以應調節尖軌和轉轍機使尖軌達到同步密貼，以減小密貼力。

(3)頂鐵力。尖軌在工作狀態下頂鐵與尖軌軌腰的縫隙應符合高速客專道岔要求(≤0.5 mm)。靠近牽引點位置兩側的頂鐵與軌腰應保持≤0.5 mm的縫隙且不能貼死，以達到減小頂鐵力阻力的目的。

(4)扣件阻力。尖軌跟端部分的扣件阻力是不可消除的。尖軌跟端設計的傳力結構不同對尖軌有一定影響。由于溫差和車輪的摩擦力使尖軌向前或后有一定串動，從而應向電轉機鎖閉框與鎖鉤之間的幾何尺寸，增大阻力，所以當尖軌發生串動時應及時予以調節。

(5)軌件自身應力。尖軌在加工和碼放過程中存在一定的軸向或側向偏心(扭曲側翻)。當尖軌這兩種偏心較大時軌底邊與滑床板產生較大摩擦力，并且容易損傷滑床臺板，電轉機在扳動尖軌時要克服摩擦力又要克服軌件偏心產生的應力，對扳動力影響較大，由于鋪設現場條件限制，所以道岔在廠內組裝時當尖軌出現偏心時應予以修復調節，并且在平臺上測試合格后再組裝。

2 道岔轍岔部分

(1)摩擦力。轍岔部分摩擦力有三個方面。①長短心軌組合件(人字尖)與滑床板間的摩擦力。人字尖在廠內拼裝時兩心軌軌底在平臺上檢測軌底與平臺的縫隙應≤0.5 mm且無側翻空吊現象，對軌底進行除銹、防銹處理。②短心軌跟端與岔跟尖軌切削密貼段的摩擦力。對短心軌跟端與岔跟尖軌切削面進行防銹處理，刷防銹油漆或涂抹高級潤滑脂(黃油)，以減小兩者間摩擦力。③人字尖跟端與單、雙邊支距扣板間的摩擦力。心軌工作狀態下單、雙邊支距扣板與心軌軌腰接觸位置的縫隙≤0.5 mm且不能頂死，與軌趾間的縫隙≥0.5 mm且≤2 mm。

(2)密貼力。轍岔部分的密貼力來自長心軌前段切削面與兩側翼軌切削面的密貼力。用平尺檢測長心軌前端兩側切削面直線度及兩側翼軌切削面直線度，不應該有空線或抗線。對出現抗線的位置進行打磨處理。心軌密貼過程中應該前后同步，出現不同步的時候應對翼軌、頂鐵做出相應的調節。

(3)頂鐵力。轍岔部分頂鐵力處理方法與轉轍器頂鐵大致上是相同的，對于防跳頂鐵進行優化調節，使頂鐵下沿與心軌軌趾縫隙為2～3 mm。

(4)扣減阻力。轍岔部分扣減阻力為不可消除力。

(5)軌件自身應力。轍岔部分軌件自身應力有兩個方面。①人字尖在組裝過程中由于長短心軌組合時螺栓比較多，扭矩力要求比較大，當組合件出現扭曲側翻的候時應予以調解，人字尖拼裝完成后長心軌直線度應符合要求(≤1.5 mm，用10 m弦線測量)。②翼軌由于與外側軌撐存在過贏配合，在組裝過程中會出現扭曲側翻。翼軌出現扭曲側翻時應對外側軌撐進行修配，減小翼軌扭曲變形量。

3 轉轍機

轉轍機作為道岔控制系統的執行機構，主要用于轉換鎖閉道岔尖軌或心軌，具有道岔轉換器、鎖閉器和監督表示器的基本功能。作為一個轉換器，必須具備有足夠大的牽引力來完成道岔尖軌或心軌的轉換，發生故障時應能及時恢復;作為一個鎖閉器，當遇到道岔尖軌或心軌轉換到極限位置的時候，應對尖軌或心軌進行鎖閉;作為一個監督表示器，應能及時并實時地反應道岔的定位、反位和擠岔的四開狀態。不同作用的轉轍機有不同的名稱，可以將轉轍機分為以下幾種類型:從動力方面考慮可以分為直流電動機和交流電動機;從傳機結構方面考慮的話，轉轍機可以分為機械傳動和液壓轉動、風壓轉動三種類型;最后從鎖閉機構方面考慮則可以分為圓弧鎖、插入鎖和燕尾鎖。

轉轍機在扳動道岔軌件過程中所受的力為解鎖力、轉換力、鎖閉力。轉轍機的安裝隊道岔的扳動力有直接影響，因此轉轍機安裝使應配合道岔幾何尺寸，確保轉轍機本身做到平、順、滑、潔、緊的裝配原則。

4 結語

(1)曲尖軌在配頂支距時應控制支距誤差≤2 mm。當支距偏大時影響最小輪緣槽尺寸，支距偏小時影響扳動力。

(2)長心軌尖端與咽喉鐵防跳臺在道岔不平順時經常接觸，導致心軌扳動力過大，應對道岔高低進行測量控制，對咽喉鐵防跳臺進行優化處理，使其與長心軌尖端保持2～3 mm縫隙。

(3)轉轍機、密貼檢查器等道岔附屬設備對道岔版動力有一定影響，在調節時應由相關專業人員進行調節，并且與道岔協調配合，達到最佳搬動效果。

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