出口伊朗60E1鋼軌9號單開道岔研制

閆宇青

(中鐵寶橋集團有限公司，陜西 寶雞 721006)

1 伊朗鐵路道岔的現狀

目前伊朗線路上使用的道岔型號較單一，主要為9號單開道岔，按照導曲線半徑可分為190 m和300 m兩種，按軌型分為49E1，54E1及60E1三種。

伊鐵的鐵路設備采購需提前進行供應商資格審查，通過審查后進入采購名單方可進行投標，目前進入伊鐵采購清單的廠家共有四家，其余三家分別為VAE、科吉福及伊朗本土道岔工廠，我公司為伊鐵第四家進入采購名單廠家。

2 既有線路道岔使用情況

伊朗鐵路道岔執行EN標準，與我國TB標[1-2]準存在一定差異。既有線路上使用的60E1鋼軌9號單開道岔有木枕有砟道床、混凝土岔枕有砟道床兩種，主要結構特點為：

1)鋼軌件。

基本軌、導軌采用60E1鋼軌制造(材質：R260)，尖軌采用60E1A1鋼軌制造(材質：R350HT)，護軌采用UIC33槽型鋼制造，道岔適用于有縫或無縫線路。

2)轉轍器。

滑床板采用彈片銷釘式或僅用臺板壓舌剛性扣壓結構，基本軌間隔設置單孔頂鐵、尖軌跟端不設傳力機構、采用SKL12彈條扣件，滑床板間隔設置軌撐(見圖1)。

3)轍叉及護軌。

轍叉采用焊接式高錳鋼轍叉；護軌墊板采用分體式結構，由一個平墊板和護軌撐板組成(見圖2)。

3 道岔結構設計

3.1 設計依據

依據伊朗鐵路局提供的60E1鋼軌9號(R-190 m，R-300 m)單開道岔技術規范及伊朗鐵路局提供的參考圖及方案設計過程中和用戶的溝通交流，明確主要設計輸入參數，如圖3，表1所示。

表1 道岔主要幾何參數表

3.2 道岔平面線型及結構設計

由于本次設計道岔用于伊朗鐵路既有木枕線路改造，道岔平面線型及總圖主要幾何尺寸用戶已經確定，本次在道岔結構設計時，在用戶提供的參考圖的基礎上進行了尖軌粗壯度創新、道岔各零部件結構的創新設計[3-4]。

3.2.1 平面線型設計

方案一：采用半切線型尖軌，半切斷面寬16.3 mm(R-190 m)，半切斷面寬15 mm(R-300 m)，尖軌尖端取在軌頭寬度0 mm處。

方案二：采用相離式半切線型尖軌，相離值為-10 mm，半切斷面寬40.8 mm(R-190 m)，半切斷面寬39.9 mm(R-300 m)尖軌尖端取在軌頭寬度0 mm處。采用不同的方案尖軌粗壯度對比詳見表2,表3。

表2 尖軌粗壯度對比(導曲線半徑R-190 m)

表3 尖軌粗壯度對比(導曲線半徑R-300 m)

從表2,表3比較可以得出，相同斷面位置處，方案二的尖軌粗壯度較粗壯，尖軌的使用壽命將優于方案一。

3.2.2 平面線型主要參數對比

平面線型主要參數對比見表4，表5。

表4 道岔參數比較(R-190 m)

表5 道岔參數比較(R-300 m)

3.2.3 參數驗算

參數驗算見表6。

表6 EN標準欠超高突變極限值(Ilim)

考慮到客貨混運現狀，采用中國通用的平均速度計算外軌欠超高。外軌欠超高I的計算公式為：Vc=V0=0.8Vmax。

由欠超高計算可知，其欠超高均符合中國TB及EN標準。

3.2.4 岔枕間距及布置

岔枕轉轍器部分按照垂直于直股布置，導曲線部分逐漸扭轉過渡垂直于轍叉角平分線，轍叉部分按垂直于轍叉角平分線布置，同時考慮采用既有轍叉模型，匹配耳板間隔進行岔枕排布調整。

3.2.5 轉轍器部分主要尺寸確定

轉轍器部分主要尺寸見表7。

表7 轉轍器部分主要尺寸 mm

3.2.6 轉轍器主要零部件結構設計

1)尖軌設計。為了避免尖軌撞尖，同時保證尖基軌的密貼，尖軌尖端設計為藏尖式結構。尖軌尖端藏尖深度為3 mm，尖端降低值21 mm，詳見圖4。尖軌采用60E1A1鋼軌制造，跟端壓型成60E1鋼軌(同時采用壓型模具將尖軌跟端扭轉1∶20斜)保證與導曲線鋼軌連接。尖軌跟部成型段長度為500 mm，過渡段長度為200 mm，詳見圖5。

2)頂鐵結構。為增強軌腰強度，在尖軌密貼段后每個岔枕間均設置單孔頂鐵。頂鐵通過T形螺栓與基本軌連接，頂鐵內側采用“頂鐵內腔+T形螺栓”的防轉結構，基本軌外側采用“鎖緊螺母+碟簧”的防松。同時配調整片供用戶在現場調整，詳見圖6。

3)軌撐滑床板。為增強道岔整體穩定性，在基本軌外側間隔設置軌撐，能防止基本軌側翻及外傾。并創新的設計了一種可以調整軌距的軌撐滑床板結構，配合SKL12彈條進行軌距調整，有效的解決了SKL12彈條不能調距的問題，具體如圖7所示。

4)手動扳道器及轉換機構設計。為滿足伊朗鐵路技術規范要求，道岔電務轉換設備采用手動扳道器，并同時預留安裝電動轉轍機接口。道岔采用一機一點或一機多點牽引，手動扳道器具體如圖8所示。

3.2.7 轍叉及護軌設計

1)焊接高錳鋼轍叉設計。

道岔采用焊接式高錳鋼轍叉，即在工廠內普通高錳鋼轍叉趾端、跟端采用閃光焊工藝焊接60E1標準鋼軌。具體如圖9所示。

2)護軌及護軌墊板設計。

護軌平直段輪緣槽按照40 mm設計，緩沖段輪緣槽為60 mm，開口段輪緣槽為80 mm。護軌墊板采用楔形調整彈片式結構，基本軌內側采用彈性扣壓，護軌采用U75V在線熱處理的UIC33槽型鋼軌制造，具體如圖10所示。

3.2.8 扣件系統

道岔扣件系統采用Skl12彈條扣件系統，后續按照中國“一帶一路”統一部署，向沿線國家落實中國元素。主推中國成熟的Ⅱ型彈條扣件系統，采用兩孔混凝土岔枕螺栓結構。扣件螺栓采用“防松螺母+弧形防轉墊圈”的防松組合，扣件系統如圖11所示；Skl12彈條與Ⅱ型彈條主要技術參數對比詳見表8。

表8 Skl12彈條與Ⅱ型彈條主要技術參數對比

4 道岔廠內試鋪及試驗

通過對60E1鋼軌9號單開道岔(導曲線半徑：R-190 m，R-300 m)道岔進行設計過程中的理論計算、廠內試制試鋪及上道試驗。完成了伊朗鐵路用道岔研究的全過程。因國內9號道岔彈性可彎結構一般采用兩機兩點牽引，為驗證9號道岔一機一點及一機兩點結構的可靠性，特對道岔進行了扳動力試驗。具體如表9所示。

表9 一機一點牽引扳動力轉換試驗主要指標及結論

通過對尖軌采用長為11.0 m，12.75 m的60E1A1鋼軌進行扳動力試驗，彈性可彎段軌肢進行一定的銑削，并在尖軌可動段間隔設置輥輪滑床板，電務轉換系統采用動程為160 mm的一機一點聯動內鎖閉裝置，能夠保證尖軌最小輪緣槽寬度大于58 mm，扳動力不超過4 000 N，尖軌不足位移小于2 mm，在牽引點后尖軌與基本軌軌頭密貼縫隙不超過1 mm等關鍵設計指標要求[5]。

5 結語

為伊朗鐵路自主研發的60E1鋼軌9號系列單開道岔，滿足了伊鐵既有線改造及新建線對道岔需求。同時結合道岔的研制，對歐洲EN標準開展了和我國TB對標工作。為我公司海外道岔事業的發展及“一帶一路”沿線國家鐵路的建設積累了經驗。