馬來西亞鐵路60E1鋼軌9號(hào)單開道岔設(shè)計(jì)研制

張 海 瑞

(唐山中鐵亨通道岔有限公司,河北 唐山 063300)

0 引言

60E1鋼軌9號(hào)單開道岔是為馬來西亞鐵路專用線設(shè)計(jì)研制的，該道岔采用1 435 mm軌距，尖軌采用鐵標(biāo)非對(duì)稱斷面60AT1鋼軌，基本軌、導(dǎo)軌采用歐標(biāo)60E1鋼軌，轍叉為60E1鋼軌拼裝式轍叉。經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)合理，并在廠內(nèi)試制試鋪測試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，可在現(xiàn)場鋪設(shè)使用。

1 道岔設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)馬來西亞鐵路項(xiàng)目業(yè)主要求的技術(shù)要求；

2)EN 13674歐盟鐵路標(biāo)準(zhǔn)；

3)TB/T 412中國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 設(shè)計(jì)原則

1)道岔全長：25 m～27 m；

2)道岔軌距：采用1 435 mm的國際標(biāo)準(zhǔn)軌距，依據(jù)EN標(biāo)準(zhǔn)斷面，從頂面向下14 mm鋼軌內(nèi)側(cè)工作邊進(jìn)行測量；

3)未被平衡的離心加速度，最大容許值：0.64 m/s2；

4)道岔允許通過速度：直向速度不大于120 km/h，側(cè)向速度不大于35 km/h；

5)道岔導(dǎo)曲線半徑：R≤200 m；

6)最小輪緣槽寬度：≥55 mm；

7)尖軌動(dòng)程：≥110 mm；

8)列車軸重：≤18 t；

9)岔內(nèi)不設(shè)超高。

1.3 設(shè)計(jì)說明

1)道岔尖軌采用國內(nèi)鐵標(biāo)60AT1鋼軌制造，為藏尖式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)轍器部分設(shè)置一個(gè)牽引點(diǎn)，內(nèi)鎖閉結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)轍器跟端采用間隔鐵活接頭結(jié)構(gòu)。

2)轍叉為固定型結(jié)構(gòu)，由60E1鋼軌制造的長心軌與短心軌，利用間隔鐵及高強(qiáng)螺栓拼裝固定而成。

3)分開式護(hù)軌，由UIC33槽型鋼加工而成，護(hù)軌頂面比基本鋼軌高12 mm。

4)軌下基礎(chǔ)為木岔枕。

5)扣件系統(tǒng)采用ω型彈條Ⅱ型扣件。

6)道岔內(nèi)不設(shè)軌頂坡或軌底坡，道岔前后通過設(shè)置順坡墊板與兩端線路進(jìn)行順接過渡。

7)根據(jù)技術(shù)要求及計(jì)算，導(dǎo)曲線半徑設(shè)為190 m。

1.4 總布置圖設(shè)計(jì)

根據(jù)客戶要求及使用場地限制，在滿足技術(shù)要求及安全性的前提下，為縮短尖軌長度，減小轉(zhuǎn)換阻力，跟端連接采用間隔鐵活接頭型式。轍叉采用直線型轍叉，并根據(jù)客戶要求，采用鋼軌拼裝式轍叉。經(jīng)計(jì)算，導(dǎo)曲線半徑R=190 m時(shí)，道岔全長為25 m，未被平衡的離心加速度值為0.497 m/s2，均滿足要求。

1)道岔線型尺寸設(shè)計(jì)。

道岔平面線型采取相割圓曲線型式，導(dǎo)曲線半徑R=190 m。道岔全長L=25 m，前長a=9 270 mm，后長b=15 730 mm，q=1 420 mm，轍叉角α=6°20′25″(見圖1)。

2)轉(zhuǎn)轍器部分尺寸設(shè)計(jì)。

根據(jù)道岔的平面線型尺寸，確定基本軌長度12 580 mm，尖軌長度6 450 mm，尖端進(jìn)行補(bǔ)充刨切，長度134 mm，尖端補(bǔ)充刨切3 mm，尖軌最大沖擊角為1°17′7″。

因60E1鋼軌高度為172 mm，60AT1鋼軌高度為152 mm，因此，滑床墊板上的滑床臺(tái)板高度設(shè)計(jì)為20 mm，以使基本軌與尖軌組裝后等高。

3)轍叉部分尺寸設(shè)計(jì)。

該拼裝轍叉采用直線型轍叉，鋼軌采用60E1鋼軌，轍叉總長為4 774 mm，轍叉趾距為1 438 mm，轍叉跟距為3 336 mm。兩側(cè)槽型護(hù)軌長為3 860 mm。兩側(cè)翼軌長為3 578 mm，長心軌長2 880 mm，短心軌長度為2 120 mm。短心軌非工作邊軌頭垂直刨切后與長心軌非工作軌頭密貼。

4)岔枕布置。

岔枕間距原則上按500 mm設(shè)計(jì)，整組岔枕共計(jì)71根。轉(zhuǎn)轍器區(qū)域岔枕布置垂直于道岔主線，轍叉區(qū)域岔枕布置垂直于轍叉角的平分線。

5)牽引點(diǎn)設(shè)置。

轉(zhuǎn)轍器區(qū)域設(shè)置一個(gè)牽引點(diǎn)。轍叉為拼裝型固定轍叉，不設(shè)牽引點(diǎn)。

2 道岔主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)道岔內(nèi)不設(shè)軌頂坡或軌底坡。岔前及岔后設(shè)置P80,P40順坡墊板與線路進(jìn)行順接過渡。

2)基本軌工作邊內(nèi)側(cè)與尖軌非工作邊密貼段，加工1∶4的斜度。為防止基本軌外傾及橫移，在其外側(cè)設(shè)置軌撐，提高橫向阻力，加強(qiáng)穩(wěn)定性。

3)尖軌采用60AT1鋼軌制造，為藏尖式尖軌(見圖2)，為提高表面硬度及抗磨性，加工后全長進(jìn)行淬火處理。軌底內(nèi)側(cè)，即非工作邊軌底進(jìn)行銑削加工，組裝后與基本軌軌底上坡的間隙為3 mm。跟端利用鍛壓模具，熱壓成型為60E1鋼軌斷面，母材與成型段的過渡長度為150 mm，跟端成型段長度為450 mm，保證與60E1導(dǎo)軌斷面一致，并通過接頭夾板連接(見圖3)。

4)尖軌軌底長肢一側(cè)不銑削，為減小扳動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)換阻力，控制尖軌與基本軌的相對(duì)位移。轉(zhuǎn)轍器跟端尖軌與基本軌采用間隔鐵活接頭形式，尖軌內(nèi)側(cè)及基本軌外側(cè)分別設(shè)置內(nèi)外軌撐(見圖4)。

5)尖軌的轉(zhuǎn)換動(dòng)程為110 mm，從牽引點(diǎn)處開口測量(見圖5)。

6)轍叉采用60E1鋼軌制作的長心軌、短心軌及翼軌拼裝式固定型結(jié)構(gòu)，間隔鐵橫向螺栓連接后，將螺母與防轉(zhuǎn)墊圈進(jìn)行焊接，提高整體穩(wěn)定性。趾端與跟端與導(dǎo)軌用60E1接頭夾板及高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接(見圖6)。

7)護(hù)軌用UIC33槽型鋼加工而成，為可調(diào)分開式結(jié)構(gòu)，全長進(jìn)行淬火處理，頂面比基本軌高12 mm。

8)扣件系統(tǒng)為彈性扣壓，采用彈條Ⅱ扣件與T型螺栓進(jìn)行緊固。在鋼軌兩側(cè)采用軌距塊進(jìn)行軌距調(diào)整。

9)墊板采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，采用厚度為20 mm的鋼板與鐵座進(jìn)行焊接而成。

10)鐵墊板下面安裝厚度為5 mm的塑料墊片，鋼軌及轍叉下面不安裝橡膠墊板。

11)轉(zhuǎn)轍器區(qū)域的岔枕布置垂直于道岔主線，即第3～35號(hào)枕垂直于道岔主線擺放。轍叉部分的岔枕布置垂直于轍叉角平分線，即從第39號(hào)枕開始至轍叉跟端最后一根枕垂直于轍叉角平分線擺放。中間導(dǎo)曲線部分的第36～38號(hào)枕為扭轉(zhuǎn)過渡枕。安裝轉(zhuǎn)轍機(jī)位置兩根岔枕間距為615 mm，其余位置岔枕間距總體上按500 mm控制。

12)轉(zhuǎn)換裝置。

a.本設(shè)計(jì)可采用轉(zhuǎn)轍機(jī)或手動(dòng)扳道器兩種轉(zhuǎn)換設(shè)備。

b.廠內(nèi)試鋪時(shí)，利用國內(nèi)ZD6-E型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換扳動(dòng)力測試試驗(yàn)，結(jié)果表明滿足轉(zhuǎn)換動(dòng)程為110 mm及轉(zhuǎn)換阻力要求，未出現(xiàn)卡阻及不密貼情況。

c.采用手動(dòng)臥式扳道器，進(jìn)行扳動(dòng)測試，也可滿足要求。

3 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

1)采用歐標(biāo)60E1基本軌與國內(nèi)60AT1尖軌配合的藏尖式結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。

2)設(shè)計(jì)了60AT1鋼軌變60E1鋼軌的鍛壓模具，經(jīng)模鍛后加工可獲得60E1鋼軌斷面。此種AT尖軌斷面粗壯、強(qiáng)度高、剛度大，經(jīng)淬火后表面硬度提高，使用壽命更長。

3)轍叉采用60E1鋼軌拼裝式結(jié)構(gòu)。采用10.8級(jí)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行聯(lián)結(jié)，并將螺母與軌腰外側(cè)的防轉(zhuǎn)墊圈焊接，達(dá)到良好的整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)的60E1鋼軌9號(hào)單開道岔，已于2019年1月完成廠內(nèi)試制、試鋪及驗(yàn)收工作。并已批量生產(chǎn)后交付給馬來西亞客戶安裝使用。下一步將定期進(jìn)行跟蹤回訪，監(jiān)測道岔使用情況，并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高制造工藝。