30 t轴重60 kg 12号重载道岔观测试验

孙 高 伟

(大秦铁路股份有限公司朔州工务段，山西 朔州 036000)

30 t轴重60 kg 12号重载道岔观测试验

孙 高 伟

(大秦铁路股份有限公司朔州工务段，山西 朔州 036000)

通过对30 t轴重重载道岔在试验试铺中进行详细的观测，对道岔平面线型、轨底坡、岔枕预埋件、焊接、岔枕使用情况进行了分析总结，并对轨距、护轨轮缘槽、限位器、查照间隔和护背距离、支距的变化情况进行了数据采集与分析，提出了重载道岔的改进和养护维修建议。

重载，道岔，试验，钢轨

1 概述

30 t轴重道岔的研发试验是我国重载铁路发展的重要标志之一，60 kg/m钢轨30 t轴重重载道岔从钢轨材质和平面线型、结构方面综合考虑尖轨和辙叉的耐磨性；同时专门设计了重载道岔用岔枕和转换设备，从总体上提升重载道岔使用性能。道岔主要特点有：

1)增大道岔导曲线半径。12号道岔导曲线半径由既有的350 m半径增至400 m。

2)增大尖轨半切断面。尖轨采用60AT钢轨制造，12号道岔尖轨半切断面为34 mm，尖轨半切断面的增大有利于尖轨抗弯刚度的提升。

3)尖轨、基本轨和导曲线上股钢轨、辙叉翼轨、长短心轨采用合金钢钢轨制造，以提高轨件的耐磨性。

4)采用合金钢钢轨组合辙叉，辙叉翼轨采用60 kg/m钢轨制造，长短心轨采用高型特种断面钢轨制造。

5)代替传统的塑料套管和螺钉联结方式，采用岔枕上预埋铁座结构的扣件扣压铁垫板。

6)采用33 kg/m槽型钢轨护轨，护轨垫板通过间隔铁与基本轨联结。

7)采用新研制的岔枕，岔枕断面280 mm×320 mm×228 mm。

8)采用了优化后的重载道岔转换设备。

2 试铺地点概况

怀仁站7号道岔将原有的SC330岔更换为专线4307右开重载实验道岔，28号道岔将原有的SC330岔更换为专线4307左开重载实验道岔。两组道岔全部铺设在上行正线(见表1)。

表1 60 kg/m钢轨重载道岔铺设地点表

3 日常观测安排

线路班组对每组实验道岔建立专门的检查记录本和道岔管理台账，每日对道岔的轨件、连接零件进行检查，每月对道岔全面检查一次，对道岔的几何尺度、轨件磨耗、连接零件、轨枕空吊等全面进行检查。

4 观测试验情况

4.1 道岔平面线型

为满足30 t轴重重载道岔使用，改善车辆过岔条件，12号道岔曲线半径由350 m增大到400 m,导曲线部分光带均匀，没有明显的磨耗，道岔状态保持较好。

4.2 道岔采用1∶20轨底坡

现场调研发现，道岔不设轨底坡时光带集中在钢轨轨距角附近，对钢轨受力和磨耗极为不利。重载线路采用1∶40轨底坡，小曲线半径地段现场反映铁垫板螺栓、弹条折断，塑料套管失效等现象较多，重载道岔由于不设超高，受力比小半径曲线通过条件更为不利，12号道岔SC330不设轨底坡，专线4249采用1∶40轨底坡，为满足30 t轴重的使用要求，避免既有重载道岔或线路上存在的问题重复出现,采用1∶20轨底坡，结果表面采用1∶20轨底坡对改善钢轨受力是有益的。转辙器、导曲线和辙叉部分光带正常。

4.3 岔枕预埋件

小曲线半径地段和道岔区现场反映铁垫板联结螺栓、弹条折断和预埋塑料套管失效、轨枕开裂等现象较多，主要原因是线路条件差，橡胶垫板使用寿命短、失效快，道床板结严重，造成道岔弹性不足，钢轨承受较大的横向力、螺栓剪切破坏。该道岔优化了铁垫板与岔枕联结型式，采用岔枕上预埋铁座代替塑料套管、螺钉的联结方式，铁垫板承受的垂向力由弹条扣件承担，既保证一定弹性又能限制钢轨垂向位移，铁垫板承受的横向力由铁座承担，经过优化设计的预埋铁座的横向抗弯刚度能力储备远大于M30螺钉。12号重载道岔扣件见图1。

采用岔枕预埋铁座、弹条扣压铁垫板，现场反映和使用状况良好，没有发现预埋铁座和弹条伤损、折断现象。

4.4 合金钢钢轨与普通钢轨焊接

重载道岔尖轨、基本轨、导曲线上股钢轨、辙叉翼轨和心轨、护轨都采用合金钢钢轨制造，道岔内都采用了焊接接头，道岔与区间线路采用接头夹板联结，没有探伤出焊接质量问题。

4.5 重载道岔用岔枕

为保证重载道岔的稳定性，提高道床阻力，增加枕下与道床间的接触面，道岔采用新研制的岔枕，加大岔枕的断面与配筋，枕上预埋铁座与垫板联结，该岔枕的使用现场反映较好，没有出现铁垫板弹条折断、预埋铁座开裂和岔枕裂缝现象。

5 重载道岔现场发现的主要问题

5.1 钢轨加工轮廓

现场发现尖轨、翼轨、长短心轨轨顶均出现了双光带现象，而与基本轨连接的导曲线钢轨等光带较好(见图2)。该问题主要与钢轨轨顶加工轮廓有关。

5.2 护轨间隔铁螺栓折断

现场发现了部分道岔护轨间隔铁螺栓折断现象。原设计采用间隔铁式护轨是想把基本轨与护轨用间隔铁联结成整体，提高护轨抵抗车轮横向力的能力，减小护轨垫板所受的应力。但现场发现，间隔铁螺栓紧固后，容易造成护轨基本轨外侧轨距块与基本轨轨底出现较大缝隙。车轮传给基本轨的横向力完全由间隔铁螺栓承担，螺栓因承受较大的拉力,长时间循环荷载条件下，螺栓出现了疲劳断裂。

5.3 橡胶垫板移位、变形

现场发现个别板下胶垫移位和变形。分析原因大致有：施工时胶垫没有摆正，铁垫板压在胶垫一侧。此外也发现部分扣压铁垫板的弹条螺栓紧固不到位，造成扣压力不足所致。现场也同时发现橡胶垫板有部分压溃现象，说明橡胶垫板材料和质量有待进一步提高，同时在设计上也应采用强度更高、使用寿命更长的材质。

5.4 尖轨、辙叉

尖轨、辙叉顶面初期出现了鱼鳞伤和肥边(见图3)。通过及时打磨及有针对性的焊修，目前使用正常。该问题主要与轨顶轮廓和钢轨材质有关，同时及时打磨也是避免进一步加剧伤损的重要措施。

6 道岔状态检测数据

6.1 怀仁28号12号道岔

数据表明，12号道岔曲尖轨跟端轨距变化较大，在0 mm～2 mm内，4个月后波动范围增大，最大值为3 mm，直尖轨跟端轨距在4个月后也出现较大-3 mm～3 mm的波动，尖轨跟端附近轨距变化幅度较大；道岔始端、尖轨尖端和尖轨71 mm位置轨距变化都在2 mm内(见图4)。

12号道岔上道初期限位器间隙15/5 mm,16/3 mm,后期间隙变化在2 mm内。

道岔铺设初期护轨轮缘槽没变化，在后期轮缘槽偏差直股在1 mm左右，侧股最大为2 mm,侧股轮缘槽较大与护轨受力有关，同时螺栓松动、折断也会引起轮缘槽的变化。

查照间隔和护背距离与道岔铺设初期相比，在2 mm变化范围内。

数据表明，轨距变化在辙叉跟端直股-2 mm～3 mm波动，辙叉跟端侧股在-2 mm～2 mm波动，趾端轨距变化较小，在1 mm范围内。辙叉跟端轨距在道岔上到后期波动较大，与辙叉跟端不焊接有一定关系(见图5)。

个别点支距在2 mm，平均0 mm～1 mm范围内，都在偏差2 mm范围内，道岔导曲线支距保持较好(见图6)。

6.2 怀仁7号12号道岔

轨距最大变化2 mm,轨距变化随时间波动变化幅度影响较小，与道岔初始铺设状态关系很大。辙叉护轨轮缘槽变化1 mm，曲股轮缘槽随时间增长，变化波动较频繁(见图7)。

7 结论与建议

通过对重载道岔观测，掌握了一定的重载道岔几何尺寸变化和磨耗、伤损变化规律，结论与建议如下：

1)道岔前后焊接与否，对轨距影响较大，尤其在观测后期，接头夹板联结处轨距变化幅度加大，因此在确保基本轨和辙叉使用寿命前提下，道岔前后焊接。

2)导曲线处支距变化较小，道岔线型保持较好。

3)曲尖轨磨耗是影响重载道岔整体使用寿命的因素之一，除了从结构和材质上解决磨耗问题外，科学的尖轨磨耗评价标准和检测手段也是制约其使用寿命的因素之一，因此建议有专门针对尖轨侧磨的检测标准和简便测量工具。

4)辙叉咽喉到心轨50 mm断面范围内是整个道岔最易磨耗和伤损位置，特别对应的翼轨位置处的耐磨性还有待于进一步提高，与钢轨材质、翼轨和心轨轮廓、心轨降低值、道岔铺设偏差、维护程度、车轮踏面的磨损程度都密切相关，需要长期系统的观测和不断的总结。

5)现场未曾反馈有扣件、轨枕伤损等现象，具体情况需要继续观测。

[1] 张东风.山西中南部铁路30 t轴重75 kg/m钢轨重载道岔设计研究[J].铁道标准设计,2014(6)：39-40.

[2] 王树国，葛 晶，王 猛.重载道岔技术现状与发展[J].中国铁路,2013(11)：97-98.

The overload turnout survey test of 30 t axle weight 60 kg No.12

Sun Gaowei

(ShuozhouRailwaySection,Datong-QinhuangdaoRailwayLimitedCompanybyShare,Shuozhou036000,China)

Through the detailed observation of 30 t axle weight overload turnout in test, this paper analyzed and summarized the turnout level line, rail base slope, turnout sleeper embedded parts, welding, switch tie use situation, and made data collection and analysis on rail gauge, rail groove, limiter, reference interval and back distance, support distance change situation, put forward the improvement and maintenance suggestions of overload turnout.

overload, turnout, test, rail

2015-02-04

孙高伟(1979- )，男，工程师

1009-6825(2015)12-0139-03

U213.6

A