耐久性少維護系列道岔的研制

趙 隴 康

(寶雞中鐵寶橋天元實業發展有限公司，陜西 寶雞 721001)

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耐久性少維護系列道岔的研制

趙 隴 康

(寶雞中鐵寶橋天元實業發展有限公司，陜西 寶雞 721001)

從道岔板下膠墊板破損、螺母松動、尖軌剝落掉塊等方面，分析了耐久性少維護系列道岔出現各種質量問題的原因，并介紹了道岔設計的原則及主要參數，闡述了耐久性少維護系列道岔的改進措施，從而提高了道岔的整體質量。

道岔，鐵路，尖軌，螺母

1 線路概況

當前，我國在國鐵道岔上投入較大，道岔技術快速發展。但是大多數廠礦專用線道岔還處在20世紀80年代的水平，與企業的運能出現了嚴重的矛盾，本文簡述了金川集團公司等重載低速鐵路線路運行條件下，解決現場道岔出現的諸多問題的解決辦法。本文以為金川集團公司新設計的“改進型50 kg/m鋼軌9號5.78 m間距耐久性少維護交叉渡線(圖號：CZ2339，Ⅴ型)”的研制為例進行論述。

2 道岔問題原因分析

2014年3月，我公司研發部同金川集團公司鐵路運輸分公司和工務段一起，對金川公司道岔的使用現狀進行了現場調研。根據現場調研，載重量平均達到30 t，國鐵為17 t，遠遠大于國鐵的載重量，屬于低速重載。同時開展了深入廣泛的交流和討論，并成立聯合設計組，對金川公司的道岔進行耐久性少維護設計。我們經過現場調研，主要存在的問題以及原因分析如表1所示。

3 系列道岔設計原則

根據現場需求，本次設計參照以往道岔的成熟設計經驗，總體按92改進型設計。道岔主要平面線型參考成熟產品以及成熟的設計經驗，主要從以下幾個方面進行設計優化，旨在解決現場安全隱患，減免(或減少)道岔維護工作量。

表1 金川公司現場道岔主要問題及原因分析

1)尖軌上增加防跳鐵，避免因道岔彈性不一致而造成的尖軌跳動撞尖現象。2)水平螺栓采用防轉片，在螺母擰緊后，將防轉片彎折用以防止螺母松動。3)使用增強膠墊增加其剛性，防止壓潰及斷裂。4)對扣件系統進行改進設計，設置限位螺母及防松蓋型螺母“雙限位扣件系統”。5)采用我公司“分開承力式支距扣板”專利技術，解決支距扣板斷裂起不到保證支距作用、螺母松動等問題。6)對部分連接鋼軌長度重新進行計算，以便于適應現場場外鋪設、整體吊裝移位施工方案，減少道岔更換天窗時間。7)為提高道岔軌下結構的橫向穩定性和螺栓與套管的連接強度，特采用Ⅲ型岔枕螺栓與鐵墊板相聯。8)轍跟墊板處采用公司彈性“轍跟扣件”專利技術，解決優化轍跟墊板的扣壓以及彈條與轍跟橫向螺栓相抗問題。9)連桿設計為可調連桿，以便現場調整。10)滑床臺板使用耐磨滑床臺板處理，采用Q345B及以上材質等。

4 道岔主要參數

專為金川公司設計的改進型50 kg/m鋼軌9號5.78 m間距耐久性交叉渡線CZ2339(Ⅴ型)線型布置圖，如圖1所示。

改進型50 kg/m鋼軌9號5.78 m間距耐久性交叉渡線CZ2339(Ⅴ型)主要技術參數如下：1)交叉渡線全長79 698 mm，菱形長軸12 994 mm，短軸長1 449 mm。2)軌道中心半徑180 m。3)直向通過速度80 km/h;側向通過速度35 km/h。4)尖軌為50AT直線型尖軌，左側與右側對稱設計。5)跟端采用間隔鐵式活接頭聯結。6)鋼軌軌下及高錳鋼整鑄轍叉下設5 mm厚橡膠墊板，護軌墊板下設置7 mm厚橡膠墊板，其他墊板下設置10 mm厚橡膠墊板。7)岔枕均垂直直股鋪設，斜腿序號38號，39號岔枕逐漸過渡扭轉。8)采用整鑄高錳鋼叉心。9)采用無擋肩的三型混凝土岔枕。10)轍叉護軌采用槽型護軌。11)采用B性彈條、限位螺母、蓋型螺母扣件。12)鋼軌絕緣采用普通絕緣。

5 耐久性少維護系列道岔主要結構設計

在結構設計中，為了保持與現場現有道岔特征的一致性，零件的通用性，結構形式按照成熟產品結構形式進行設計，以便于現場儲存、更換互用。對上述現場問題采用十大改進措施，對“改進型50 kg/m鋼軌9號5.78 m間距耐久性少維護交叉渡線”進行結構設計：

1)防松防轉設計。道岔鋪設完畢后，水平螺栓扭矩達到設計扭矩值(400 N·m～600 N·m)后，應將防轉片彎折，壓住六角螺母的平面，用以防止水平螺栓的松動，保證行車的安全性。

2)扣件系統耐久性設計。由于現有道岔扣件系統彈性不均勻、裝配關系不穩定，所以容易造成扣件松動。限位螺母與蓋型螺母分別擰緊后，不同步，共同起到防松、防轉作用。

3)彈性剛度均勻性優化。由于金川集團公司線路載重量平均達到30 t，并且現場道床板結嚴重，彈性整體性差，鋼軌對橡膠墊板形成硬沖擊，致使普通橡膠墊板易破損、壓潰、脫落或者竄位，本次設計中采用增強膠墊，與道床剛度接近一致，提高抗沖擊力，延長使用壽命，提高行車的安全性。

4)支距扣板設計。支距扣板采用分開承力式支距扣板(我公司專利)，將支距扣板分為擋塊和扣板兩個零件，分別承受來自鋼軌的橫向力和豎向力，避免了受力集中疊加，防止了支距扣板斷裂的現象，并且分開承力式支距扣板由鑄件改為機加工形式，加工簡單，安全可靠，可以防止扣板在高速或低速重載情況下斷裂，提高行車的安全性，而且螺栓可由上向下自由更換和安裝。

5)尖軌防跳設計。在尖軌第一連桿處設置防跳鐵，防止尖軌跳動，避免車輛在逆向進岔時撞傷尖軌；同時在防跳鐵一端設計一個矩形槽，可防止接頭鐵處螺栓轉動。

6)轍跟穩定性優化。取消外軌撐，減少了轍跟墊板上外軌撐擋條的現場配焊工作量及后期維護工作量。將連接方式由剛性扣壓改為彈條彈性扣壓，保證了道岔區道岔墊板扣壓的彈性一致性，但是彈條與轍跟橫向螺栓相抗，最終設計出了“彈性轍跟扣件”，如圖2所示。

7)岔枕優化設計。金川集團公司線路上大多為有擋肩的混凝土岔枕，本次設計采用性能更加優越的預應力無擋肩混凝土岔枕。

8)岔枕螺栓優化。為提高金川集團公司現場道岔軌下結構的橫向穩定性和螺栓、套管的連接強度，減小岔枕螺栓橫向剪切力，特采用Ⅲ型岔枕螺栓與鐵墊板相聯，增加尼龍緩沖套，重型彈簧墊圈斷面增大，而且安裝方便，便于更換。

9)連桿的優化。由于在道岔鋪設時，道岔的框架尺寸很難調整，所以本次設計將原連桿優化為可調連桿，通過轉動雙向螺紋套管可實現道岔連桿長度的調整，解決了道岔尖軌豎貼點不密貼的問題，便于現場調整。

10)減少天窗時間的軌件分段設計。由于原設計中導曲線部分長大軌件影響現場天窗時間和工期,本次優化設計中對部分長大軌件進行截短處理，以滿足預鋪移位鋪設方案，可減少現場天窗時間。

6 結語

本次金川公司設計的“改進型50 kg/m鋼軌9號5.78 m間距耐久性少維護交叉渡線(圖號：CZ2339，Ⅴ型)”，線型采用以往成熟經驗設計，結構設計中采取了十大改進設計措施，從多方面考慮解決目前金川公司出現的以上所列出的諸多問題，來提高道岔的使用壽命，減少道岔的維護次數和維護成本，從而提高了道岔的性價比，初步預計用戶可以省去相當一部分養護維修費用，而且可以增加道岔的使用壽命。

Study and development of durable low-maintenance turnout

Zhao Longkang

(BaojiChinaRailwayTianyuanIndustryDevelopmentCo.,Ltd,Baoji721001,China)

Starting from aspects of turnout board rubber backing plate damage, nut tottering and switch rail peeling, the paper analyzes various quality problems causes of durable low-maintenance turnout, introduces turnout design principles and major parameters, and describes durable low-maintenance turnout improving measures, with a view to improve the integral turnout quality.

turnout, railway, switch rail, nut

1009-6825(2016)20-0142-02

2016-05-03

趙隴康(1985- )，男，助理工程師

U213.6

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