印度尼西亞鐵路UIC54鋼軌12號單開道岔設計

摘 要：UIC54鋼軌12號單開道岔適用于印度尼西亞南蘇門答臘鐵路發展項目，道岔的設計、制造、檢驗及測試主要采用UIC國際鐵路聯盟標準及ASTM美國材料與試驗協會標準。本次研究設計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設計、制造和現場多年的使用成果，較國內60kg/m與50kg/m鋼軌12號單開道岔有以下創新點：（1）轉轍器部分尖軌采用9751mm長度 UIC54A高型對稱鋼軌制造，跟端設計為彈性可彎固定型跟端，尖軌與基本軌采用間隔鐵聯結固定，基本軌外側設置固定型軌撐。（2）轉換設備采用一點牽引、燕尾式外鎖閉結構。（3）轍叉與護軌部分的護軌與轍叉中間設計增加支撐墊板有效增強其穩定性。（4）轍叉采用高錳鋼轍叉和合金鋼轍叉兩種結構形式任用戶選用。

關鍵詞：印度尼西亞鐵路；UIC54鋼軌；12號；單開道岔；設計

1 道岔平面設計

印度尼西亞南蘇門答臘鐵路發展項目采用UIC54鋼軌，道岔的平面設計主要依據印尼鐵路局的技術要求與UIC國際鐵路聯盟標準及ASTM美國材料與試驗協會標準進行設計、制造、檢驗及測試。本次研究設計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設計、制造和現場多年的使用成果進行優化設計來滿足用戶要求。

1.1 道岔設計標準

（1）軌距：1067mm，以軌頂下14mm處工作邊測量。

（2）安裝時零曲線超高。

（3）道岔設計時速直線最高120km/h，曲線最高時速40km/h。

（4）最大曲線超高限制在70mm。

（5）軸重18噸。

1.2 平面設計說明

（1）道岔主要尺寸與印尼鐵路局技術要求的主要尺寸相同，全長29976mm，前長13984mm，后長15592mm。

（2）轉轍器尖軌采用9751mm長UIC54A高型對稱鋼軌制造，一點牽引、外鎖閉，跟端采用彈性可彎固定型結構。

（3）轍叉為高錳鋼整鑄轍叉或合金鋼心軌組合轍叉兩種形式。轍叉采用高錳鋼整鑄轍叉時，執行標準為UIC866-0。

（4）護軌為分開式結構，采用UIC33鋼軌制造。

（5）軌下基礎為油浸防腐木岔枕。

（6）道岔不設軌底坡，剛性扣件。

（7）導曲線半徑為300m。

（8）可與既有線路道岔互換使用。

1.3 總布置圖設計

UIC54鋼軌12號單開道岔當尖軌采用彈性可彎結構時，一般采用曲線尖軌，以加大導曲線半徑。本道岔導曲線半徑為300m，可以改善列車側向通過時的運行條件。經計算，當尖軌尖端位置不變時，選用300m曲線半徑的方案，能滿足最小輪緣槽寬度的要求。

（1）道岔主要尺寸

道岔主要尺寸與印尼鐵路局技術要求的主要尺寸相同道岔全長29976mm，前長為13984mm，后長為15592mm，導曲線半徑為300m。

（2）轉轍器部分的尺寸確定

根據道岔的主要尺寸和岔枕間距布置，確定尖軌尖端至基本軌前端的距離為4637mm，采用半切線型曲線尖軌，尖軌長9.751m，尖軌半切斷面取為70mm，從尖軌尖端向后147mm作藏尖刨切，尖軌最大沖擊角1°10'14\"。

（3）轍叉部分的尺寸確定

轍叉為曲線轍叉，轍叉趾端至理論尖端距離2293mm，轍叉跟端至理論尖端距離3165mm。直向與側向護軌長度均設計為5000mm，對稱制作，護軌最大沖擊角1°59'43\"。與既有道岔相同，可與既有轍叉互換使用。

（4）枕木布置與牽引點位置

道岔的岔枕間距與既有道岔相同，道岔的轉轍器部分岔枕按垂直于道岔直股布置，第31根枕開始的轍叉部分岔枕垂直于轍叉角平分線，尖軌設一個牽引點，牽引點處枕木間距為625mm。（圖1）

由于此方案采用曲線尖軌，并加大了導曲線半徑，改善了列車側向通過時的平穩性和舒適性，而且尖軌跟端為彈性可彎結構，提高了尖軌跟端的穩定性。缺點是轍叉為曲線轍叉。

以上平面設計方案，計算方法及主要參數與印度尼西亞發來的1067mm軌距UIC54鋼軌12號單開道岔布置要求一致，因此本道岔平面方案是可行的。

2 道岔結構設計

2.1 道岔主要結構特點

（1）道岔區不設軌底坡與軌頂坡。結構為帶鐵墊板的分開式扣件結構，鐵墊板上部結構為有螺栓雙圈彈簧墊圈扣件系統。

（2）轉轍器基本軌工作邊軌底內側切削，考慮到基本軌的穩定性，外側設置固定型軌撐，防止基本軌外傾。

（3）尖軌采用UIC54A鋼軌制造，尖端采用藏尖式，尖軌軌底內側與基本軌軌底設計間隙5mm，跟端用成形銑刀加工成UIC54鋼軌斷面形狀，成型段長度500mm，過渡段長度100mm，保證與轉轍部分后邊UIC54鋼軌連接（圖2）。

（4）尖軌彈性可彎中心軌底兩側進行刨切（刨切寬度為34mm，長度為1600mm），以減小扳動力和不足位移（圖3）。

（5）為降低防止尖軌、基本軌方向位移的變化、行車的平穩性及轉換設備的卡阻，尖軌跟端的傳力機構采用間隔鐵結構與基本軌連接。

（6）尖軌設置一個牽引點，設計動程為尖軌尖端測量130mm（圖4）。

（7）固定轍叉采用高錳鋼整鑄式或合金鋼心軌組合式，四肢與鋼軌用UIC54接頭夾板進行連接。

（8）護軌為可調分開式，采用UIC33鋼軌制造，護軌頂面高出基本軌頂面15.2mm，軌頭工作邊進行淬火。

（9）扣件為剛性扣件，采用扣鐵扣壓鋼軌。具體如下：a.扣壓UIC54鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側均安裝UIC54扣件； b.扣壓UIC54A鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側均安裝UIC54A扣件；c.扣壓與UIC54鋼軌連接的UIC54A加工過渡段鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側均安裝UIC54扣件；

（10）墊板采用20mm厚的焊接墊板，為提高墊板的強度和使用壽命，本墊板設計全部用螺紋道釘固定于木枕上，以保證其穩定性。

2.2 岔枕

道岔采用防腐木枕，木枕橫截面0.24×0.15m。木岔枕編號-06～30垂直于直線股道，編號32～45垂直于轍叉角平分線，其岔枕間距按道岔主線下股鋼軌量計。尖軌尖端牽引點處岔枕間距為625mm，轉轍器部分岔枕間距分別為600，630，640，650mm，導曲線部分岔枕間距為650，652mm，轍叉與護軌部分岔枕間距為560mm，岔內接頭位置岔枕間距均為420mm。

2.3 工電接口

（1）轉轍機安裝在4.0m長的木岔枕上面的聯結墊板上，保證轉換設備的整體穩定性。

（2）道岔采用一個牽引點外鎖閉裝置（圖5）。

= （3）尖軌設一個牽引點，尖端動程為130mm。采用國內ZDJ9-170/4K型電動轉轍機對1067mm軌距UIC54鋼軌12號單開道岔轉轍部分進行轉換扳動測試試驗，滿足轉換動程為130mm的要求。

3 UIC54鋼軌12號單開道岔的創新點

本次研究設計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設計、制造和現場多年的使用成果，較國內60kg/m與50kg/m鋼軌12號單開道岔有以下創新點。

（1）尖軌采用UIC54A鋼軌、一點牽引、外鎖閉。為滿足印尼鐵路局要求用UIC54A鋼軌（UIC54A鋼軌的軌高和軌底寬度與UIC54鋼軌一致），經過計算，采用長度為9751mm跟端設彈性可彎尖軌，可滿足轉換扳動、一個牽引點、外鎖閉的要求。

（2）道岔結構進行優化設計。一是基本軌工作邊軌底與尖軌貼合邊軌底需進行切削，為防止基本軌內外傾斜，基本軌外側設置固定型軌撐；二是尖軌跟端設計為固定跟端，尖軌與基本軌采用間隔鐵聯結固定；三是為保證護軌墊板與查照間隔與護背距離的穩定性，護軌與轍叉中間增加設計支撐墊板有效增強其穩定性。

（3）轍叉采用高錳鋼轍叉和合金鋼轍叉兩種結構形式。

4 結束語

UIC54鋼軌12號單開道岔的設計、試制、試鋪、印尼鐵路局驗收、批量生產及發運已經完成，該道岔將在印度尼西亞國家南蘇門答臘鋪設上道使用。下一步我們將進行跟蹤觀察或向用戶回訪使用情況，為不斷優化可持續改進積累經驗，也為我國鐵路道岔的發展奠定基礎。

參考文獻

[1]鐵道部第三勘測設計院.道岔設計手冊[M].北京：人民鐵道出版社，1975.

[2]中華人民共和國鐵道部.TB/T412-2004標準軌距鐵路道岔技術條件[S].北京：中國鐵道出版社，2004.

[3]鐵道部標準計量研究所.TB/T447-2004高錳鋼轍叉技術條件[S].北京：中國鐵道出版社，2004.

[4]鐵道部標準計量研究所.UIC 860 O 鋼軌供貨技術條件[S].北京，1996.

[5]鐵道部標準計量研究所.UIC 861-1 O UIC54kg/m鋼軌標準斷面[S].北京，1997.

[6]鐵道部標準計量研究所.UIC 861-2 O 適用于UIC54kg/m鋼軌斷面的尖軌（高型對稱尖軌斷面）[S].北京，1997.

[7]鐵道部標準計量研究所.UIC 864-2 O 鋼制軌道螺栓供貨技術條件[S].北京，1997.

[8]鐵道部標準計量研究所.UIC 864-3 O 軌道用鋼制彈性墊圈的供貨技術條件[S].北京，1997.

[9]鐵道部標準計量研究所.UIC 864-4 O 鋼軌夾板或夾板型材供貨技術條件[S].北京，1997.

[10]鐵道部標準計量研究所.UIC 864-6 O 鋼軌用軋鋼墊板供貨技術條件[S].北京，1997.

[11]鐵道部標準計量研究所.UIC 866 O 道岔和交叉用錳鋼轍叉鑄件供貨技術條件[S].北京，1997.

作者簡介：王永利（1981，2-），男，助理工程師，河南省汝州市汝南工業區汝州鄭鐵三佳道岔有限公司技術部。