肯尼亚既有米轨铁路轨道关键部件选型研究

梁淑娟

摘 要：米轨铁路是世界铁路的重要组成部分。以肯尼亚米轨铁路修复改造工程为例，研究米轨铁路轨道关键部件（钢轨、轨枕、扣件、道岔 ）选型标准，为其他类似工程提供指导。

关键词：米轨铁路;轨道部件;选型

世界各国铁路轨距各不相同。标准轨距（轨距为1435mm）铁路占世界铁路总长度的约60%，主要分布在欧洲、北美洲、中东各国及中国等。米轨铁路（轨距1000mm）作为窄轨铁路的一种，共约10万多公里，占世界铁路总里程的8%，主要分布在非洲、东南亚、南美洲等40多个国家[1]。本文以东非肯尼亚米轨铁路为例，对既有米轨铁路修复改造工程中轨道关键部件选型进行了研究，为类似工程提供借鉴及指导。

一、项目概述

肯尼亚米轨铁路由英国人主持设计建造，始建于1891年，建成距今已有一百多年历史。因日常维修投入严重不足，线路病害较多，轨道状态不良，脱轨事故频发，运输效率极低，线路急需更新改造。

由于建设年代久远、运营管理几易其主、设计和运营资料缺失、原设计标准老化，有必要根据具体情况重新研究米轨既有线改造标准。目前国内外尚未形成统一的米轨标准和规范，按照中国铁路技术标准体系的思路方法和设计理念研究米轨改造设计标准是项目建设的关键，也是中国标准“走出去”需要。

二、既有线轨道现状

既有米轨铁路干线主要为英式BS80R-12.2米钢轨普通有缝线路，BS-80R钢枕，铺设根数18根/12.2米，扣件主要有弹条和扣板式。钢轨接头直线地段为相对式，曲线地段多为相互式。線路个别区段进行过技术改造，将钢轨焊接为无缝线路。70年代后因轨道结构严重失修，设备伤损、陈旧老化，轨道几何状态严重不良，高低、方向严重失控。

三、轨道关键部件选型

（一）钢轨

钢轨类型的选择不仅是一个技术问题，同时也是一个经济问题，选型时要根据有关规定、运营条件要求、合理的修理周期等条件确定。

既有肯尼亚米轨铁路主要采用BS80R钢轨（39.674kg/m），个别地段采用BS95N钢轨（46.951kg/m）。经过多年运营使用，钢轨能够满足既有铁路运营需求。但考虑到英标钢轨国内生产、运输困难，暂不考虑使用。根据本线年通过总重和设计行车速度，若采选择用50kg/m钢轨系列标准，技术成熟、列车运行舒适、养护维修工作量少，是最佳方案。由于受工程投资控制，现场施工设备能力等限制，初步建议本线采用43kg/m钢轨系列。

钢轨接头采用43kg/m钢轨标准接头夹板，型式尺寸应符合《43～75kg/m钢轨用接头夹板供货技术要求》（TB/T 2345-2008）规定。

（二）扣件

扣件不仅要具备足够的扣压力和强度，还应具有良好的弹性和一定的可调节能力。

我国铁路扣件主要分为刚性扣件和弹性扣件两种。刚性扣件主要有扣板式扣件、弹片式扣件，这种扣件弹性较差，目前已不再使用。弹性扣件主要包括弹条I、II、III、IV型和V型扣件。多年现场应用证明弹性扣件可增强轨道强度，并明显减少现场的养护维修工作量。弹条I型扣件作为我国铁路干线的主型扣件，使用效果良好。国外主要的有砟轨道扣件包括Pandrol系列、Nabla型、Vossloh系列等[2]。

因此，推荐米轨铁路采用弹性扣件，并参照弹条I型扣件研发适用于43kg/m钢轨的扣件。扣件构造力求通用、简单、易于维修，扣件扣压件均采用ω弹条（φ13），T形螺栓、螺母、平垫圈等零部件均可通用互换。扣件金属件均须进行防锈处理。螺旋道钉采用多元气体共渗防腐技术防锈，弹条采用锌镍渗层防锈，其余金属件如弹簧垫圈、平垫圈等均采用静电喷涂方法防锈。

（三）轨枕

轨枕按其材质分主要有钢枕、木枕和混凝土枕等。

1、木枕

木枕是铁路最早采用的一种轨枕，到目前为止仍然被采用。木枕的主要优点是弹性较好，可缓和列车的动力冲击作用;易于加工，运输、铺设、养护维修方便。主要缺点是易被腐朽和磨损，使用寿命短[3]。

2、钢枕

铁路发展伊始，钢枕曾在木枕易被侵蚀的热带铁路上广泛使用。其具有生产过程简单，承受荷载大，可提供较大的纵、横向阻力，牢固地保持轨距，可通过电焊进行破损修补等优点[3]。但钢枕相较其他轨枕造价高，在有绝缘需要的线路上不能使用，易受侵蚀，并且在列车通过时产生的噪音较大。

3、混凝土枕

第二次世界大战以后，世界各国由于木材资源匮乏紧缺，逐渐研究使用钢筋混凝土轨枕，后改进为预应力混凝土轨枕。

20世纪50～60年代我国铁路科研人员开始研制混凝土枕，目前已铺设遍及全国各铁路干线。其他国家如德国、法国、英国、日本和俄罗斯等国近四十年对混凝土枕进行大量研究且应用广泛。其中，除法国有砟轨道传统的混凝土轨枕结构形式是双块式轨枕，其余国家大多为整体式。

既有米轨铁路轨枕主要为BS-80R钢枕，道岔、桥梁地段多采用木枕。考虑到混凝土枕具有强度高、道床纵横向阻力大、稳定性好、使用寿命长等特点，可减少现场养护维修工作量;而钢枕使用较少，易腐蚀、造价高等缺点，推荐米轨铁路采用钢筋混凝土轨枕。适用于米轨铁路的混凝土轨枕需重新研发。

（四）道岔

根据道岔的几何形式和用途，可分为单开、对称、复式交分等道岔和交叉渡线等。随着中国铁路的飞速发展，目前国内已形成标准化、系列化道岔，整体技术水平达到国际先进水平，主要体现在：

1、号数系列标准化。国铁道岔按不同侧向速度需求，并按“3”的模数形成了9、12、18、24、30、42等道岔号数。厂矿企业形成了5、7、9号数系列，城市轨道交通形成了7、9、12号数系列。

2、按使用功能生产了单开道岔、双开道岔、三开道岔、交叉渡线、复式交分道岔及、两种不同轨距的套线道岔等。

3、道岔结构中的辙叉分为拼装式和高锰钢整铸式，近几年又发展形成了合金钢拼装辙叉，提高了道岔使用寿命。

4、形成了客货共线、重载、高速、城市轨道交通、厂矿企业等系列道岔标准，并推广配套生产制造标准。

国外铁路发展较早，道岔研究主要以欧洲为主，如英国、法国、德国。经过多年发展，德国、法国道岔较为先进，其中又以德国BWG公司最为著名，德国道岔遍布世界各国。

选用道岔号数的一般原则是：根据国家和铁路总公司的各项现行标准，同时道岔的选用应与通过速度、牵引类型、行车密度相配合[4]。既有米轨道岔主要采用单开道岔，主要型号为1/12和1/9;多数道岔年久失修，状态不良;考虑当地道岔厂生产能力有限，不能满足建设需求，拟重新设计米轨通用型号道岔。对于个别特殊型号道岔，可在当地生产使用。

四、结语

米轨铁路轨道部件选型需充分考虑当地实际情况，如轨道设备的生产运输、供货条件、气候条件等。此次研究不仅是肯尼亚米轨铁路改造设计工作的需要，也能为非洲地区类似工程建设提供宝贵经验，对类似工程具有指导和示范作用，通过理论研究和工程实践为本工程积累科技创新成果。

参考文献：

[1]喜来.各不相同的铁路轨距[J].交通与运输，2010 （04）：13-14.

[2]张英杰.无砟轨道扣件调高的影响分析[D].成都：西南交通大学，2013.

[3] 高亮.轨道工程[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[4]国家铁路局.TB10082-2017路轨道设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2018.