对高铁道岔外锁闭有害间隙的分析和应对措施

孟宪军

对高铁道岔外锁闭有害间隙的分析和应对措施

孟宪军

在高速铁路客运专线上，针对国产道岔所出现的外锁闭调整间隙过大的问题，认真分析产生这一有害间隙的原因，结合工程实际提出了应对措施，保证高铁道岔设备运用安全。

高铁道岔;外锁闭;调整间隙;分析和对策

在我国高速铁路客运专线的建造上，国产大号码高速道岔被大量使用。这些道岔规格齐全，从18、42到62号已成系列，配套的牵引和外锁闭设备与转辙机良好的结合，完全满足了我国高速动车组列车安全、平稳、高速通过的要求。

为了保证高铁轮轨关系始终保持在良好的接触状态，高铁轨道安装的允许偏差都要严格控制在0.3 mm以内，道岔部位控制在0.5 mm以内。因此，在道岔设备安装时，除了对道岔部位的线路进行高精度地调整外，还要对牵引道岔的转辙机和机械外锁闭等设备进行多项指标的反复调整，以确保高速列车能够平稳、顺畅地通过道岔区段。

1 问题提出

在哈尔滨至大连铁路客运专线的信号设备安装施工中，对道岔施工过程的质量检查时发现，安装调整完成后，道岔机械外锁闭上的锁闭框与锁闭铁之间，都存在添加多个开口垫片的现象，尤其在可动心轨第2牵引点处机械外锁闭的锁闭铁下，加入开口垫片最多，这类现象普遍存在且比较突出。

为了保证道岔外锁闭的锁闭深度，在国产大型高速道岔上，目前惟一的调整办法是在锁闭铁后面加垫片，设计时给这个调整间隙预留了5 mm(也就是允许调整量有5 mm的偏差)。施工检验时，在道岔机械外锁闭的施工质量验收标准里，由于没有对加设调整用的开口垫片总厚度做出明确规定，所以出现有的机械外锁闭框与锁闭铁间加的垫片过多(最多时垫片为16个，总厚度达20 mm，见图1)，如此大的偏差已经是轨道允许偏差倍数的2个数量级，无疑已成为一个问题。它对要求高速道岔机械外锁闭应有8t以上的锁闭力肯定是有危害的。

2 原因分析

经过对施工现场的反复调查和分析研究，认为造成国产高铁道岔机械外锁闭框与锁闭铁间，添加过多垫片的原因有以下2个方面。

1.在问题较为突出的可动心轨第2牵引点处，轨道线路专业对安设的基本轨、翼轨没有具体的设计尺寸要求，也就是在可动心轨中心到翼轨轨底外侧边缘处，没有设定出明确的信号设备安装基础条件的轨距尺寸x和允许偏差值△x(见图2)。这样一来给后续信号牵引设备安装设计尺寸的确定，带来不能精确到毫米级的问题。

图1 调整达标后机械外锁闭的锁闭框与锁闭铁间添加过多垫片的案例

2.在道岔外锁闭设计时，因安装点的钢轨基础尺寸不准确，折算到锁钩上设计尺寸的间距不得已会留出较大的富余量，使锁钩轴心到锁闭面中心的间距尺寸y和允许偏差值△y(见图2)不能做精确的配套，从而造成调整后外锁闭框与锁闭铁间出现垫片过多，有害间隙过大的现象。

3.翼轨因不承载列车车轮走行，在可动心轨第2牵引点处又无设计尺寸要求，施工中根本不对这一位置进行精确调整。因此，这一点位的轨距偏差离散性很大，等到信号专业完成道岔安装调整后，会出现锁闭框与锁闭铁间添加开口垫片各不相同的不规范问题。

3 危害性分析

图2 高速道岔可动心轨第2牵引点处外锁闭构造示意图

正常情况下，锁闭框和锁闭铁之间在没有间隙时(△y=0)，锁闭铁在锁闭状态下仅与锁闭框之间形成一个剪力，这个剪力是按设计要求考虑的，是符合其外锁闭构造技术要求的。当锁闭框和锁闭铁之间出现较大间隙时(△y≥5 mm)，锁闭铁在锁闭状态下与锁闭框之间不仅有锁闭力、压力，还要形成一个扭矩力。当这个较大间隙都用最大厚度仅为1 mm的十几个开口垫片垫满时，锁闭铁对锁钩的锁闭能力就会下降，加上开口垫片没有把持功能，形成有害间隙，将会直接影响到道岔外锁闭的锁闭力和稳定性。

4 应对措施

1.在不改变现有设计安装尺寸情况下，将每一调整处的有害开口垫片使用数量控制在3片以下。具体办法是:初步调整时先全部用开口垫片，待到整体道岔全部调整稳定后，再将总厚度大于5mm和10mm开口垫片改换成圆孔闭口的垫板，让用于调整的开口垫片数少于3片，从而消除在高速动车冲击下，可能出现多个开口垫片不稳定的问题，保证道岔外锁闭的锁闭力不下降，保障行车安全。

2.明确和补充《铁路信号施工质量验收标准》的相关技术要求，保证外锁闭安装时的施工质量安全。

3.着手从源头解决问题，对高铁各类大号码道岔的每个牵引点，由设计制造单位在基本轨、翼轨等牵引点上确定具体基础安装尺寸，其允许偏差应限制在3 mm以下。让道岔机械外锁闭安装尺寸的基础条件有可靠的技术保障，消除外锁闭框与锁闭铁之间间隙过大的问题根源。

4.深化外锁闭设计，在明确每个道岔牵引点的钢轨安装面上，由道岔外锁闭设计制造单位，重新修订锁闭钩轴孔中心到锁闭面的间距(在可动心轨牵引点处，2个锁闭面的相对间距)，让锁闭铁调整间隙控制在5 mm以下。如果上述措施能够实现，会极大提高国产高铁道岔运用的可靠性。

In high speed passenger dedicated lines，as for the bigger gap of point outer lock of China made pointmachine，the cause of harmful gap has been carefully studied and countermeasure has also been proposed in combination of actual engineering practice to ensure safety of the pointmachines for high-speed railway．

Point machine for high-speed railway;Point outer lock;Gap adjustment;Analysis and countermeasure

孟宪军:哈大铁路客运专线有限公司高级工程师100013沈阳

2012-11-27

(责任编辑:温志红)