30 t軸重60 kg 12號重載道岔觀測試驗

孫 高 偉

(大秦鐵路股份有限公司朔州工務段，山西 朔州 036000)

30 t軸重60 kg 12號重載道岔觀測試驗

孫 高 偉

(大秦鐵路股份有限公司朔州工務段，山西 朔州 036000)

通過對30 t軸重重載道岔在試驗試鋪中進行詳細的觀測，對道岔平面線型、軌底坡、岔枕預埋件、焊接、岔枕使用情況進行了分析總結，并對軌距、護軌輪緣槽、限位器、查照間隔和護背距離、支距的變化情況進行了數據采集與分析，提出了重載道岔的改進和養護維修建議。

重載，道岔，試驗，鋼軌

1 概述

30 t軸重道岔的研發試驗是我國重載鐵路發展的重要標志之一，60 kg/m鋼軌30 t軸重重載道岔從鋼軌材質和平面線型、結構方面綜合考慮尖軌和轍叉的耐磨性；同時專門設計了重載道岔用岔枕和轉換設備，從總體上提升重載道岔使用性能。道岔主要特點有：

1)增大道岔導曲線半徑。12號道岔導曲線半徑由既有的350 m半徑增至400 m。

2)增大尖軌半切斷面。尖軌采用60AT鋼軌制造，12號道岔尖軌半切斷面為34 mm，尖軌半切斷面的增大有利于尖軌抗彎剛度的提升。

3)尖軌、基本軌和導曲線上股鋼軌、轍叉翼軌、長短心軌采用合金鋼鋼軌制造，以提高軌件的耐磨性。

4)采用合金鋼鋼軌組合轍叉，轍叉翼軌采用60 kg/m鋼軌制造，長短心軌采用高型特種斷面鋼軌制造。

5)代替傳統的塑料套管和螺釘聯結方式，采用岔枕上預埋鐵座結構的扣件扣壓鐵墊板。

6)采用33 kg/m槽型鋼軌護軌，護軌墊板通過間隔鐵與基本軌聯結。

7)采用新研制的岔枕，岔枕斷面280 mm×320 mm×228 mm。

8)采用了優化后的重載道岔轉換設備。

2 試鋪地點概況

懷仁站7號道岔將原有的SC330岔更換為專線4307右開重載實驗道岔，28號道岔將原有的SC330岔更換為專線4307左開重載實驗道岔。兩組道岔全部鋪設在上行正線(見表1)。

表1 60 kg/m鋼軌重載道岔鋪設地點表

3 日常觀測安排

線路班組對每組實驗道岔建立專門的檢查記錄本和道岔管理臺賬，每日對道岔的軌件、連接零件進行檢查，每月對道岔全面檢查一次，對道岔的幾何尺度、軌件磨耗、連接零件、軌枕空吊等全面進行檢查。

4 觀測試驗情況

4.1 道岔平面線型

為滿足30 t軸重重載道岔使用，改善車輛過岔條件，12號道岔曲線半徑由350 m增大到400 m,導曲線部分光帶均勻，沒有明顯的磨耗，道岔狀態保持較好。

4.2 道岔采用1∶20軌底坡

現場調研發現，道岔不設軌底坡時光帶集中在鋼軌軌距角附近，對鋼軌受力和磨耗極為不利。重載線路采用1∶40軌底坡，小曲線半徑地段現場反映鐵墊板螺栓、彈條折斷，塑料套管失效等現象較多，重載道岔由于不設超高，受力比小半徑曲線通過條件更為不利，12號道岔SC330不設軌底坡，專線4249采用1∶40軌底坡，為滿足30 t軸重的使用要求，避免既有重載道岔或線路上存在的問題重復出現,采用1∶20軌底坡，結果表面采用1∶20軌底坡對改善鋼軌受力是有益的。轉轍器、導曲線和轍叉部分光帶正常。

4.3 岔枕預埋件

小曲線半徑地段和道岔區現場反映鐵墊板聯結螺栓、彈條折斷和預埋塑料套管失效、軌枕開裂等現象較多，主要原因是線路條件差，橡膠墊板使用壽命短、失效快，道床板結嚴重，造成道岔彈性不足，鋼軌承受較大的橫向力、螺栓剪切破壞。該道岔優化了鐵墊板與岔枕聯結型式，采用岔枕上預埋鐵座代替塑料套管、螺釘的聯結方式，鐵墊板承受的垂向力由彈條扣件承擔，既保證一定彈性又能限制鋼軌垂向位移，鐵墊板承受的橫向力由鐵座承擔，經過優化設計的預埋鐵座的橫向抗彎剛度能力儲備遠大于M30螺釘。12號重載道岔扣件見圖1。

采用岔枕預埋鐵座、彈條扣壓鐵墊板，現場反映和使用狀況良好，沒有發現預埋鐵座和彈條傷損、折斷現象。

4.4 合金鋼鋼軌與普通鋼軌焊接

重載道岔尖軌、基本軌、導曲線上股鋼軌、轍叉翼軌和心軌、護軌都采用合金鋼鋼軌制造，道岔內都采用了焊接接頭，道岔與區間線路采用接頭夾板聯結，沒有探傷出焊接質量問題。

4.5 重載道岔用岔枕

為保證重載道岔的穩定性，提高道床阻力，增加枕下與道床間的接觸面，道岔采用新研制的岔枕，加大岔枕的斷面與配筋，枕上預埋鐵座與墊板聯結，該岔枕的使用現場反映較好，沒有出現鐵墊板彈條折斷、預埋鐵座開裂和岔枕裂縫現象。

5 重載道岔現場發現的主要問題

5.1 鋼軌加工輪廓

現場發現尖軌、翼軌、長短心軌軌頂均出現了雙光帶現象，而與基本軌連接的導曲線鋼軌等光帶較好(見圖2)。該問題主要與鋼軌軌頂加工輪廓有關。

5.2 護軌間隔鐵螺栓折斷

現場發現了部分道岔護軌間隔鐵螺栓折斷現象。原設計采用間隔鐵式護軌是想把基本軌與護軌用間隔鐵聯結成整體，提高護軌抵抗車輪橫向力的能力，減小護軌墊板所受的應力。但現場發現，間隔鐵螺栓緊固后，容易造成護軌基本軌外側軌距塊與基本軌軌底出現較大縫隙。車輪傳給基本軌的橫向力完全由間隔鐵螺栓承擔，螺栓因承受較大的拉力,長時間循環荷載條件下，螺栓出現了疲勞斷裂。

5.3 橡膠墊板移位、變形

現場發現個別板下膠墊移位和變形。分析原因大致有：施工時膠墊沒有擺正，鐵墊板壓在膠墊一側。此外也發現部分扣壓鐵墊板的彈條螺栓緊固不到位，造成扣壓力不足所致。現場也同時發現橡膠墊板有部分壓潰現象，說明橡膠墊板材料和質量有待進一步提高，同時在設計上也應采用強度更高、使用壽命更長的材質。

5.4 尖軌、轍叉

尖軌、轍叉頂面初期出現了魚鱗傷和肥邊(見圖3)。通過及時打磨及有針對性的焊修，目前使用正常。該問題主要與軌頂輪廓和鋼軌材質有關，同時及時打磨也是避免進一步加劇傷損的重要措施。

6 道岔狀態檢測數據

6.1 懷仁28號12號道岔

數據表明，12號道岔曲尖軌跟端軌距變化較大，在0 mm～2 mm內，4個月后波動范圍增大，最大值為3 mm，直尖軌跟端軌距在4個月后也出現較大-3 mm～3 mm的波動，尖軌跟端附近軌距變化幅度較大；道岔始端、尖軌尖端和尖軌71 mm位置軌距變化都在2 mm內(見圖4)。

12號道岔上道初期限位器間隙15/5 mm,16/3 mm,后期間隙變化在2 mm內。

道岔鋪設初期護軌輪緣槽沒變化，在后期輪緣槽偏差直股在1 mm左右，側股最大為2 mm,側股輪緣槽較大與護軌受力有關，同時螺栓松動、折斷也會引起輪緣槽的變化。

查照間隔和護背距離與道岔鋪設初期相比，在2 mm變化范圍內。

數據表明，軌距變化在轍叉跟端直股-2 mm～3 mm波動，轍叉跟端側股在-2 mm～2 mm波動，趾端軌距變化較小，在1 mm范圍內。轍叉跟端軌距在道岔上到后期波動較大，與轍叉跟端不焊接有一定關系(見圖5)。

個別點支距在2 mm，平均0 mm～1 mm范圍內，都在偏差2 mm范圍內，道岔導曲線支距保持較好(見圖6)。

6.2 懷仁7號12號道岔

軌距最大變化2 mm,軌距變化隨時間波動變化幅度影響較小，與道岔初始鋪設狀態關系很大。轍叉護軌輪緣槽變化1 mm，曲股輪緣槽隨時間增長，變化波動較頻繁(見圖7)。

7 結論與建議

通過對重載道岔觀測，掌握了一定的重載道岔幾何尺寸變化和磨耗、傷損變化規律，結論與建議如下：

1)道岔前后焊接與否，對軌距影響較大，尤其在觀測后期，接頭夾板聯結處軌距變化幅度加大，因此在確保基本軌和轍叉使用壽命前提下，道岔前后焊接。

2)導曲線處支距變化較小，道岔線型保持較好。

3)曲尖軌磨耗是影響重載道岔整體使用壽命的因素之一，除了從結構和材質上解決磨耗問題外，科學的尖軌磨耗評價標準和檢測手段也是制約其使用壽命的因素之一，因此建議有專門針對尖軌側磨的檢測標準和簡便測量工具。

4)轍叉咽喉到心軌50 mm斷面范圍內是整個道岔最易磨耗和傷損位置，特別對應的翼軌位置處的耐磨性還有待于進一步提高，與鋼軌材質、翼軌和心軌輪廓、心軌降低值、道岔鋪設偏差、維護程度、車輪踏面的磨損程度都密切相關，需要長期系統的觀測和不斷的總結。

5)現場未曾反饋有扣件、軌枕傷損等現象，具體情況需要繼續觀測。

[1] 張東風.山西中南部鐵路30 t軸重75 kg/m鋼軌重載道岔設計研究[J].鐵道標準設計,2014(6)：39-40.

[2] 王樹國，葛 晶，王 猛.重載道岔技術現狀與發展[J].中國鐵路,2013(11)：97-98.

The overload turnout survey test of 30 t axle weight 60 kg No.12

Sun Gaowei

(ShuozhouRailwaySection,Datong-QinhuangdaoRailwayLimitedCompanybyShare,Shuozhou036000,China)

Through the detailed observation of 30 t axle weight overload turnout in test, this paper analyzed and summarized the turnout level line, rail base slope, turnout sleeper embedded parts, welding, switch tie use situation, and made data collection and analysis on rail gauge, rail groove, limiter, reference interval and back distance, support distance change situation, put forward the improvement and maintenance suggestions of overload turnout.

overload, turnout, test, rail

2015-02-04

孫高偉(1979- )，男，工程師

1009-6825(2015)12-0139-03

U213.6

A