肯尼亞既有米軌鐵路軌道關鍵部件選型研究

梁淑娟

摘 要：米軌鐵路是世界鐵路的重要組成部分。以肯尼亞米軌鐵路修復改造工程為例，研究米軌鐵路軌道關鍵部件（鋼軌、軌枕、扣件、道岔 ）選型標準，為其他類似工程提供指導。

關鍵詞：米軌鐵路;軌道部件;選型

世界各國鐵路軌距各不相同。標準軌距（軌距為1435mm）鐵路占世界鐵路總長度的約60%，主要分布在歐洲、北美洲、中東各國及中國等。米軌鐵路（軌距1000mm）作為窄軌鐵路的一種，共約10萬多公里，占世界鐵路總里程的8%，主要分布在非洲、東南亞、南美洲等40多個國家[1]。本文以東非肯尼亞米軌鐵路為例，對既有米軌鐵路修復改造工程中軌道關鍵部件選型進行了研究，為類似工程提供借鑒及指導。

一、項目概述

肯尼亞米軌鐵路由英國人主持設計建造，始建于1891年，建成距今已有一百多年歷史。因日常維修投入嚴重不足，線路病害較多，軌道狀態不良，脫軌事故頻發，運輸效率極低，線路急需更新改造。

由于建設年代久遠、運營管理幾易其主、設計和運營資料缺失、原設計標準老化，有必要根據具體情況重新研究米軌既有線改造標準。目前國內外尚未形成統一的米軌標準和規范，按照中國鐵路技術標準體系的思路方法和設計理念研究米軌改造設計標準是項目建設的關鍵，也是中國標準“走出去”需要。

二、既有線軌道現狀

既有米軌鐵路干線主要為英式BS80R-12.2米鋼軌普通有縫線路，BS-80R鋼枕，鋪設根數18根/12.2米，扣件主要有彈條和扣板式。鋼軌接頭直線地段為相對式，曲線地段多為相互式。線路個別區段進行過技術改造，將鋼軌焊接為無縫線路。70年代后因軌道結構嚴重失修，設備傷損、陳舊老化，軌道幾何狀態嚴重不良，高低、方向嚴重失控。

三、軌道關鍵部件選型

（一）鋼軌

鋼軌類型的選擇不僅是一個技術問題，同時也是一個經濟問題，選型時要根據有關規定、運營條件要求、合理的修理周期等條件確定。

既有肯尼亞米軌鐵路主要采用BS80R鋼軌（39.674kg/m），個別地段采用BS95N鋼軌（46.951kg/m）。經過多年運營使用，鋼軌能夠滿足既有鐵路運營需求。但考慮到英標鋼軌國內生產、運輸困難，暫不考慮使用。根據本線年通過總重和設計行車速度，若采選擇用50kg/m鋼軌系列標準，技術成熟、列車運行舒適、養護維修工作量少，是最佳方案。由于受工程投資控制，現場施工設備能力等限制，初步建議本線采用43kg/m鋼軌系列。

鋼軌接頭采用43kg/m鋼軌標準接頭夾板，型式尺寸應符合《43～75kg/m鋼軌用接頭夾板供貨技術要求》（TB/T 2345-2008）規定。

（二）扣件

扣件不僅要具備足夠的扣壓力和強度，還應具有良好的彈性和一定的可調節能力。

我國鐵路扣件主要分為剛性扣件和彈性扣件兩種。剛性扣件主要有扣板式扣件、彈片式扣件，這種扣件彈性較差，目前已不再使用。彈性扣件主要包括彈條I、II、III、IV型和V型扣件。多年現場應用證明彈性扣件可增強軌道強度，并明顯減少現場的養護維修工作量。彈條I型扣件作為我國鐵路干線的主型扣件，使用效果良好。國外主要的有砟軌道扣件包括Pandrol系列、Nabla型、Vossloh系列等[2]。

因此，推薦米軌鐵路采用彈性扣件，并參照彈條I型扣件研發適用于43kg/m鋼軌的扣件。扣件構造力求通用、簡單、易于維修，扣件扣壓件均采用ω彈條（φ13），T形螺栓、螺母、平墊圈等零部件均可通用互換。扣件金屬件均須進行防銹處理。螺旋道釘采用多元氣體共滲防腐技術防銹，彈條采用鋅鎳滲層防銹，其余金屬件如彈簧墊圈、平墊圈等均采用靜電噴涂方法防銹。

（三）軌枕

軌枕按其材質分主要有鋼枕、木枕和混凝土枕等。

1、木枕

木枕是鐵路最早采用的一種軌枕，到目前為止仍然被采用。木枕的主要優點是彈性較好，可緩和列車的動力沖擊作用;易于加工，運輸、鋪設、養護維修方便。主要缺點是易被腐朽和磨損，使用壽命短[3]。

2、鋼枕

鐵路發展伊始，鋼枕曾在木枕易被侵蝕的熱帶鐵路上廣泛使用。其具有生產過程簡單，承受荷載大，可提供較大的縱、橫向阻力，牢固地保持軌距，可通過電焊進行破損修補等優點[3]。但鋼枕相較其他軌枕造價高，在有絕緣需要的線路上不能使用，易受侵蝕，并且在列車通過時產生的噪音較大。

3、混凝土枕

第二次世界大戰以后，世界各國由于木材資源匱乏緊缺，逐漸研究使用鋼筋混凝土軌枕，后改進為預應力混凝土軌枕。

20世紀50～60年代我國鐵路科研人員開始研制混凝土枕，目前已鋪設遍及全國各鐵路干線。其他國家如德國、法國、英國、日本和俄羅斯等國近四十年對混凝土枕進行大量研究且應用廣泛。其中，除法國有砟軌道傳統的混凝土軌枕結構形式是雙塊式軌枕，其余國家大多為整體式。

既有米軌鐵路軌枕主要為BS-80R鋼枕，道岔、橋梁地段多采用木枕。考慮到混凝土枕具有強度高、道床縱橫向阻力大、穩定性好、使用壽命長等特點，可減少現場養護維修工作量;而鋼枕使用較少，易腐蝕、造價高等缺點，推薦米軌鐵路采用鋼筋混凝土軌枕。適用于米軌鐵路的混凝土軌枕需重新研發。

（四）道岔

根據道岔的幾何形式和用途，可分為單開、對稱、復式交分等道岔和交叉渡線等。隨著中國鐵路的飛速發展，目前國內已形成標準化、系列化道岔，整體技術水平達到國際先進水平，主要體現在：

1、號數系列標準化。國鐵道岔按不同側向速度需求，并按“3”的模數形成了9、12、18、24、30、42等道岔號數。廠礦企業形成了5、7、9號數系列，城市軌道交通形成了7、9、12號數系列。

2、按使用功能生產了單開道岔、雙開道岔、三開道岔、交叉渡線、復式交分道岔及、兩種不同軌距的套線道岔等。

3、道岔結構中的轍叉分為拼裝式和高錳鋼整鑄式，近幾年又發展形成了合金鋼拼裝轍叉，提高了道岔使用壽命。

4、形成了客貨共線、重載、高速、城市軌道交通、廠礦企業等系列道岔標準，并推廣配套生產制造標準。

國外鐵路發展較早，道岔研究主要以歐洲為主，如英國、法國、德國。經過多年發展，德國、法國道岔較為先進，其中又以德國BWG公司最為著名，德國道岔遍布世界各國。

選用道岔號數的一般原則是：根據國家和鐵路總公司的各項現行標準，同時道岔的選用應與通過速度、牽引類型、行車密度相配合[4]。既有米軌道岔主要采用單開道岔，主要型號為1/12和1/9;多數道岔年久失修，狀態不良;考慮當地道岔廠生產能力有限，不能滿足建設需求，擬重新設計米軌通用型號道岔。對于個別特殊型號道岔，可在當地生產使用。

四、結語

米軌鐵路軌道部件選型需充分考慮當地實際情況，如軌道設備的生產運輸、供貨條件、氣候條件等。此次研究不僅是肯尼亞米軌鐵路改造設計工作的需要，也能為非洲地區類似工程建設提供寶貴經驗，對類似工程具有指導和示范作用，通過理論研究和工程實踐為本工程積累科技創新成果。

參考文獻：

[1]喜來.各不相同的鐵路軌距[J].交通與運輸，2010 （04）：13-14.

[2]張英杰.無砟軌道扣件調高的影響分析[D].成都：西南交通大學，2013.

[3] 高亮.軌道工程[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

[4]國家鐵路局.TB10082-2017路軌道設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2018.