大秦线重载铁路道岔技术指标探讨.pdf

铁道建筑
2010年第4期
Railway Engineering
文章编号:1003-1995(2010)04-0089-03
大秦线重载鉄路道岔技术指标探讨
赵洪雁
(太原铁路局太原工务机械段,太原030045)
摘要:大轴重、高密度和大运量是大秦重载铁路的“三大特征”,在此运行条件下道盆部件伤损严重,平
均使用寿命短于普通线路同型号道盆。根据大秦铁路的运营条件,提出了研制新型道盆和优化既有道
盆结构应遵循的原则及其主要技术指标。试验表明,新型道盆较既有道盆的使用寿命明显提高,已达到
或超过设计寿命期望值。
关键词:大秦线重载线路道岔
中图分类号:U213.6文献标识码:B
表1道岔部件使用寿命
1存在问题
曲线尖轨高锰钢辙叉合金钢撤又可动心轨撤又
2007年和2008年大秦重载铁路分别完成了300普通线路300~400100~1560200250500-800
Mt和350Mt运量,2009年将实现340Mt运量。大轴重载线路100-15080-130正在试用150-250
重(25)、高密度(行车间隔最短3-5min)和大运量耗均明显增加,这是普通线路道盆不多见的现象。
(300Mt)是大秦重载铁路的“三大特征”,在这种极其
严峻的运输条件下,道岔部件(包括基本轨、尖轨,固2研制新型道岔和优化既有道盆结构
定辙叉翼轨及心轨,可动心轨辙义翼轨、心轨,钢轨接
道岔及其部件、扣件系统的要求
头等)的磨损和伤损(垂磨、侧磨、压溃、掉块等)远远
道岔及其部件应易于更换,以适应高密度的行车
大于普通线路道岔。造成道岔部件损伤的原因是综合条件,减少更换作业时间,减小作业强度。道岔及其部
性的,涉及到道岔平面线型结构设计、部件材质、制造件应长寿命,以延长更换周期,减少对行车的影响。道
工艺等诸多因素。就大秦重载铁路而言,特殊的运输岔及其部件应易维修或免维修,以适应大秦铁路养护
条件和不能及时维修(行车间隔时间短,上道维修作维修的现状,不应因维修不及时而严重影响其使用寿
业极为困难,天窗时间里主要更换损坏部件,而无精力命。道岔扣件系统(包括弹条扣件、紧固螺栓及垫板
进行维修作业)是引发部件损伤和道岔主要部件的平中,除有个别滑床板、侧后垫板断裂及台板开焊外,总
均使用寿命短的主要原因。
的破损率较低,其强度基本满足使用要求;皿型岔枕的
大秦铁路在用道岔有两种:①固定型道岔,撤叉为强度和寿命能够满足使用要求;电务设备总体可以适
高锰钢铸造又和合金钢组合辙叉;②可动心轨道岔,应重载运输要求。优化既有道岔结构时,应保持道岔
橄叉为单肢弹性可弯结构。其中固定型道岔占绝大部全长及中线尺寸不变、扣件系统、岔枕及电务转换设备
分。不同类型道岔及其部件的使用寿命列于表1。由基本不変。
表1可知:①在重载线路上高錳钢辙叉平均使用寿命2.2固定型辙又
与普通线路接远近,属基本正常范围,而可动心轨辙叉的
固定型辙叉以其造价低、易更换、维修工作量小的
平均使用寿命远远低于普通线路,没有发挥其结枃优优点,受到现场的好评,比较适应大秦铁路养护维修的
势。②曲线尖轨在短时间内磨耗、压溃、掉块严重,在现状。对既有固定型锰钢辙叉的结构、材质、加工工艺
重载线路上平均使用寿命远远低于普通线路。③重载进行优化,延长其使用寿命是重载道岔发展的方向。
铁路道岔在轨线中断部位(钢轨接头)和刚度突变部拼装式合金钢固定型撤叉在既有线使用良好,使用寿
位(间隔铁等)及轨腰螺栓孔部位,轨顶面的压塌及磨命高于固定型锰钢辙叉,可以考虑在重载线路小范围
内试用。
收稿日期:2009-09-22;修回日期:2010-01-25
2.3可动心轨辙叉
作者简介:赵洪雁(1959-),男,山西清徐人,高级工程师。
大秦铁路可动心轨撤又的平均使用寿命远远低于
铁道筑
April, 2010
普通线路,只是略长于固定型辙叉,不能适应大秦重裁达静轮重的0.9~1.3倍。在车轮存在扁疤情况下,动
铁路的运营条件和养护维修約现状。而且可动心轨道态垂直力可达静轮重的1.3-1.9倍,竖向力280kN
盆造价高,难于更换,对养护维修要求苛刻,养护维修(2.0倍静轮重)。②横向力水平力指车轮对单股钢轨
成本很高。因此可动心轨道岔不适应重载铁路。
的横向作用力,取值90kN。列车侧向过岔时,横向水
2.4大秦铁路轨道现状及对策
平力最大,既有线和大秦铁路动态测试検向力最大值
大秦铁路采用75kg/m钢轨配Ⅲ型枕的轨道结为50~70kN(对应于25t轴重),考虑到轴重的增加
构,由于75kg/m钢轨的抗弯劇度远大于60kg/m钢和测试因素,取值90kN
轨,因此在相同的钢轨支点刚度的条件下,轨道的整体3.3使用寿命期望值
刚度大幅度提高。在动轮载的作用下,轨道的变形小,
使用寿命是重载道岔的核心回题,解决该问题的
造成轮轨接触应カ急劇增大,区间钢轨的磨耗、剥离、难度不于解决高速道岔的平顺性。对于曲线尖轨
掉块严重。在道岔区的翼轨跟部,间隔鉄连接獎轨和其使用寿命远低于在普通线路上的使用寿命,新研制
心轨使得轨道刚度突变,造成钢轨顶面的压塌及磨耗的曲线尖轨的使用寿命应力争接近其在普通线路上的
增加。应对重载铁路道岔(75kg/m钢轨)特有的刚度使用寿命。高锰钢辙叉的使用寿命和其在普通线路上
问题开展研究,并对弹性垫层进行优化,选取合适的扣的使用寿命相差不大,应推广使用高强度、高韧性和高
件系统刚度和轨道刚度,解决刚度过大和刚度突变河硬度的合金钢辙叉。依据上述原则道岔部件的使用寿
题,从而解决重载铁路特有的垂磨、惻麾、压溃、掉块等命列丁表2
严重间题。
表2使用寿命期望值
2.5提高曲线尖轨的寿命的主要措施
曲钱尖轨高锰钢辙又合金钢撤又
提高曲线尖轨的寿命是需要重点解决的题,増
普通线路
300~400100~150
200)~250
加尖轨厚度和使用新柄料是提高曲线尖轨寿命的主要
重载线路现状100~15080
正在试用
措施。与加大相离值和采用复合曲线的办法相比,将
使用寿命期望值≥300
≥200
≥300
基本轨刨切5mm,从而将尖轨加宽5mm,是最有效的
方法。与采用轨距优化技术相比,该方法简单易行。3.4道岔部件更换时间
同时将40mm的降低值采用原设计3mm处的降低
大秦线高密度行车的特点(行车间隔最短3~5
值,降低尖轨薄弱断面承受的垂直力。采用该方法在min)決定了道岔部件的更换时不宜过长。线尖
增大尖轨厚度的同时,保证了垂直力由直基本轨到曲轨、高锰钢鞭叉和合金钢叉更换时间均应≤30min
尖轨的过渡范围和过渡比例与既有道岔相同。为提高3.5道岔部件主要强度指标
尖轨的耐磨性可以使用高强度合金钢轧制的AT轨制
1)75kg/m钢轨:拉伸强度o≥980MPa;表面硬
造道岔尖轨。
度为350~370HB。
2)高锰钢徹又:σ。750MPa;冲击韧性aa≥147
3主要技术指标
J/em2(20℃);表面硬度为320~350HB。
鉴于现有的道岔不适应大寮铁路重载运输条件的
3)合金钢撤叉心轨:o,21200MPa;而aa≥70
需要,需要重新研制新型道岔,以解决大秦线重载铁路J/em2(20℃);表面硬度为38-42HRC。
道岔的诸多技术闻