耐久性少维护系列道岔的研制

赵 陇 康

(宝鸡中铁宝桥天元实业发展有限公司，陕西 宝鸡 721001)



耐久性少维护系列道岔的研制

赵 陇 康

(宝鸡中铁宝桥天元实业发展有限公司，陕西 宝鸡 721001)

从道岔板下胶垫板破损、螺母松动、尖轨剥落掉块等方面，分析了耐久性少维护系列道岔出现各种质量问题的原因，并介绍了道岔设计的原则及主要参数，阐述了耐久性少维护系列道岔的改进措施，从而提高了道岔的整体质量。

道岔，铁路，尖轨，螺母

1 线路概况

当前，我国在国铁道岔上投入较大，道岔技术快速发展。但是大多数厂矿专用线道岔还处在20世纪80年代的水平，与企业的运能出现了严重的矛盾，本文简述了金川集团公司等重载低速铁路线路运行条件下，解决现场道岔出现的诸多问题的解决办法。本文以为金川集团公司新设计的“改进型50 kg/m钢轨9号5.78 m间距耐久性少维护交叉渡线(图号：CZ2339，Ⅴ型)”的研制为例进行论述。

2 道岔问题原因分析

2014年3月，我公司研发部同金川集团公司铁路运输分公司和工务段一起，对金川公司道岔的使用现状进行了现场调研。根据现场调研，载重量平均达到30 t，国铁为17 t，远远大于国铁的载重量，属于低速重载。同时开展了深入广泛的交流和讨论，并成立联合设计组，对金川公司的道岔进行耐久性少维护设计。我们经过现场调研，主要存在的问题以及原因分析如表1所示。

3 系列道岔设计原则

根据现场需求，本次设计参照以往道岔的成熟设计经验，总体按92改进型设计。道岔主要平面线型参考成熟产品以及成熟的设计经验，主要从以下几个方面进行设计优化，旨在解决现场安全隐患，减免(或减少)道岔维护工作量。

表1 金川公司现场道岔主要问题及原因分析

1)尖轨上增加防跳铁，避免因道岔弹性不一致而造成的尖轨跳动撞尖现象。2)水平螺栓采用防转片，在螺母拧紧后，将防转片弯折用以防止螺母松动。3)使用增强胶垫增加其刚性，防止压溃及断裂。4)对扣件系统进行改进设计，设置限位螺母及防松盖型螺母“双限位扣件系统”。5)采用我公司“分开承力式支距扣板”专利技术，解决支距扣板断裂起不到保证支距作用、螺母松动等问题。6)对部分连接钢轨长度重新进行计算，以便于适应现场场外铺设、整体吊装移位施工方案，减少道岔更换天窗时间。7)为提高道岔轨下结构的横向稳定性和螺栓与套管的连接强度，特采用Ⅲ型岔枕螺栓与铁垫板相联。8)辙跟垫板处采用公司弹性“辙跟扣件”专利技术，解决优化辙跟垫板的扣压以及弹条与辙跟横向螺栓相抗问题。9)连杆设计为可调连杆，以便现场调整。10)滑床台板使用耐磨滑床台板处理，采用Q345B及以上材质等。

4 道岔主要参数

专为金川公司设计的改进型50 kg/m钢轨9号5.78 m间距耐久性交叉渡线CZ2339(Ⅴ型)线型布置图，如图1所示。

改进型50 kg/m钢轨9号5.78 m间距耐久性交叉渡线CZ2339(Ⅴ型)主要技术参数如下：1)交叉渡线全长79 698 mm，菱形长轴12 994 mm，短轴长1 449 mm。2)轨道中心半径180 m。3)直向通过速度80 km/h;侧向通过速度35 km/h。4)尖轨为50AT直线型尖轨，左侧与右侧对称设计。5)跟端采用间隔铁式活接头联结。6)钢轨轨下及高锰钢整铸辙叉下设5 mm厚橡胶垫板，护轨垫板下设置7 mm厚橡胶垫板，其他垫板下设置10 mm厚橡胶垫板。7)岔枕均垂直直股铺设，斜腿序号38号，39号岔枕逐渐过渡扭转。8)采用整铸高锰钢叉心。9)采用无挡肩的三型混凝土岔枕。10)辙叉护轨采用槽型护轨。11)采用B性弹条、限位螺母、盖型螺母扣件。12)钢轨绝缘采用普通绝缘。

5 耐久性少维护系列道岔主要结构设计

在结构设计中，为了保持与现场现有道岔特征的一致性，零件的通用性，结构形式按照成熟产品结构形式进行设计，以便于现场储存、更换互用。对上述现场问题采用十大改进措施，对“改进型50 kg/m钢轨9号5.78 m间距耐久性少维护交叉渡线”进行结构设计：

1)防松防转设计。道岔铺设完毕后，水平螺栓扭矩达到设计扭矩值(400 N·m～600 N·m)后，应将防转片弯折，压住六角螺母的平面，用以防止水平螺栓的松动，保证行车的安全性。

2)扣件系统耐久性设计。由于现有道岔扣件系统弹性不均匀、装配关系不稳定，所以容易造成扣件松动。限位螺母与盖型螺母分别拧紧后，不同步，共同起到防松、防转作用。

3)弹性刚度均匀性优化。由于金川集团公司线路载重量平均达到30 t，并且现场道床板结严重，弹性整体性差，钢轨对橡胶垫板形成硬冲击，致使普通橡胶垫板易破损、压溃、脱落或者窜位，本次设计中采用增强胶垫，与道床刚度接近一致，提高抗冲击力，延长使用寿命，提高行车的安全性。

4)支距扣板设计。支距扣板采用分开承力式支距扣板(我公司专利)，将支距扣板分为挡块和扣板两个零件，分别承受来自钢轨的横向力和竖向力，避免了受力集中叠加，防止了支距扣板断裂的现象，并且分开承力式支距扣板由铸件改为机加工形式，加工简单，安全可靠，可以防止扣板在高速或低速重载情况下断裂，提高行车的安全性，而且螺栓可由上向下自由更换和安装。

5)尖轨防跳设计。在尖轨第一连杆处设置防跳铁，防止尖轨跳动，避免车辆在逆向进岔时撞伤尖轨；同时在防跳铁一端设计一个矩形槽，可防止接头铁处螺栓转动。

6)辙跟稳定性优化。取消外轨撑，减少了辙跟垫板上外轨撑挡条的现场配焊工作量及后期维护工作量。将连接方式由刚性扣压改为弹条弹性扣压，保证了道岔区道岔垫板扣压的弹性一致性，但是弹条与辙跟横向螺栓相抗，最终设计出了“弹性辙跟扣件”，如图2所示。

7)岔枕优化设计。金川集团公司线路上大多为有挡肩的混凝土岔枕，本次设计采用性能更加优越的预应力无挡肩混凝土岔枕。

8)岔枕螺栓优化。为提高金川集团公司现场道岔轨下结构的横向稳定性和螺栓、套管的连接强度，减小岔枕螺栓横向剪切力，特采用Ⅲ型岔枕螺栓与铁垫板相联，增加尼龙缓冲套，重型弹簧垫圈断面增大，而且安装方便，便于更换。

9)连杆的优化。由于在道岔铺设时，道岔的框架尺寸很难调整，所以本次设计将原连杆优化为可调连杆，通过转动双向螺纹套管可实现道岔连杆长度的调整，解决了道岔尖轨竖贴点不密贴的问题，便于现场调整。

10)减少天窗时间的轨件分段设计。由于原设计中导曲线部分长大轨件影响现场天窗时间和工期,本次优化设计中对部分长大轨件进行截短处理，以满足预铺移位铺设方案，可减少现场天窗时间。

6 结语

本次金川公司设计的“改进型50 kg/m钢轨9号5.78 m间距耐久性少维护交叉渡线(图号：CZ2339，Ⅴ型)”，线型采用以往成熟经验设计，结构设计中采取了十大改进设计措施，从多方面考虑解决目前金川公司出现的以上所列出的诸多问题，来提高道岔的使用寿命，减少道岔的维护次数和维护成本，从而提高了道岔的性价比，初步预计用户可以省去相当一部分养护维修费用，而且可以增加道岔的使用寿命。

Study and development of durable low-maintenance turnout

Zhao Longkang

(BaojiChinaRailwayTianyuanIndustryDevelopmentCo.,Ltd,Baoji721001,China)

Starting from aspects of turnout board rubber backing plate damage, nut tottering and switch rail peeling, the paper analyzes various quality problems causes of durable low-maintenance turnout, introduces turnout design principles and major parameters, and describes durable low-maintenance turnout improving measures, with a view to improve the integral turnout quality.

turnout, railway, switch rail, nut

1009-6825(2016)20-0142-02

2016-05-03

赵陇康(1985- )，男，助理工程师

U213.6

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