美标与中标在铺轨工程方面的异同点分析
2020-01-20赵景坤
文/赵景坤
1 铺轨标准
1.1 美国轨道的铺设标准
美国轨道的铺设标准统一采用美国铁路协会制定的《AREMA 铁路工程手册:2.1 钢轨规范》,这一文件2004年进行过一次修订,目前美国一直采用此规定作为各种类型铁轨铺设的依据。
1.2 中国轨道的铺设标准
1.2.1 《43kg/m~75kg/m 热轧钢轨订货技术条件》(TB/T 2344—2003)
这一文件是我国制定的关于43kg/m~75kg/m 热轧钢轨的相关钢材制作技术规范,这一标准由于制定时期较早,所以参考当时较为先进的欧洲钢轨标准较多,也结合了我国部分钢轨生产厂的技术情况,适用于既有线热轧钢轨。
这种钢轨在我国铁路发展早期应用较多,但是这一标准由于当时技术等条件的限制,有不少规定都适当放宽了标准范围[1]。
1.2.2 《热处理钢轨技术条件》(TB/T 2635—2004)
这一标准是根据我国铁路事业发展进程修订的,适用于既有线热处理钢轨。由于我国钢轨制造技术的发展,规定中的钢材尺寸等要求也变得更严格。
1.3 铺轨标准异同点
美国与我国的铁路标准在制定过程中都充分考虑了本国的技术水平,灵活地结合国外先进水平,所以美国与我国铁路铺设标准都体现了很强的实用性。
美国铁路标准不多,主要只依靠《AREMA 铁路工程手册:2.1 钢轨规范》作为施工标准,体现了美国铁路铺设工程的统一性,也体现了这一规范的全面性。而中国铁路规范较多,是因为中国铁路事业发展迅速,同时每个新的规范在制定过程中都更加贴合中国国情,体现了中国铁路技术的不断优化性[2]。
2 铺轨材料
2.1 美国钢轨类型
美国按照美国标准将钢轨型号分为七种,而这七种型号是按照三种不同的设计方式与测量方式得来的,所以钢轨型号又分为ASCE、RA、RE 三种。施工过程中常用的型号划分为以下七种:
第一种是ASCE25,这是一种小尺寸的钢轨,头宽为38.1mm,高度为69.85mm,底板厚度与高度相同为69.85mm,腰厚为7.54mm,单重较轻,为12.4kg/m 左右,材质一般选用700 材质,长度在6~12m 这个范围区间内;
第二种是ASCE30,是一种小尺寸的钢轨,头宽为42.86mm,高度为79.38mm,底板厚度与高度相同为79.38mm,腰厚为8.33mm,单重较轻,为14.88kg/m左右,材质一般选用700 材质,长度在6~12m 这个范围区间内;
第三种是ASCE40,这也是一种小尺寸的钢轨,头宽为47.62mm,高度为88.9mm,底板厚度与高度相同为88.9mm,腰厚为9.92mm,单重较轻,为19.84kg/m左右,材质一般选用700 材质,长度在6~12m 这个范围区间内;
第四种是ASCE60,这是一种常见尺寸的钢轨,头宽为60.32mm,高度为107.95mm,底板厚度与高度相同为107.95mm,腰厚为12.3mm,单重为29.76kg/m左右,材质一般选用700 材质,长度在6~12m 这个范围区间内;
第五种是ASCE75,这是一种常见尺寸的钢轨,头宽为62.71mm,高度为122.24mm,底板厚度与高度相同为122.24mm,腰厚为13.49mm,单重为37.2kg/m左右,材质一般选用900/A110 材质,长度在12~25m这个范围区间内;
第六种是ASCE85,这是一种常见尺寸的钢轨,头宽为65.09mm,高度为131.76mm,底板厚度与高度相同为131.76mm,腰厚为14.29mm,单重为42.17kg/m左右,材质一般选用900/A110 材质,长度在12~25m这个范围区间内;
第七种是90RA,这是一种常见尺寸的钢轨,头宽为65.09mm,高度为142.88mm,底板厚度与高度不同为130.18mm,腰厚为14.29mm,单重为44.65kg/m 左右,材质一般选用900/A110 材质,长度在12~25m 这个范围区间内[3]。
2.2 中国钢轨类型
中国按照中国标准将钢轨型号分为十五种,例如75kg/m、65kg/m 和QU70kg/m 等。而这十五种型号是按照三种不同的道路应用划分得来的,所以钢轨型号又分为轻型钢轨型号、重型钢轨型号和起重钢轨型号三大类。其中轻型钢轨型号的钢轨材质包括Q235和55Q 两种,重型钢轨型号的钢轨材质包括45MN 和71MN 两种,起重型钢轨型号的钢轨材质一般用U71MN 一种钢材制作。而无论是哪种型号的钢轨,都只有两种长度可以选择,一种是12.5m,一种是25m,这样在铺轨工程中更加容易施工[4]。
2.3 轨道类型异同点
美国与中国在钢轨标准长度的划分上,都进行了规定,由此可以看出钢轨长度需要在一定范围区间内,才能既保证减少钢轨切割与运输所需物资,又保证钢轨在实际铺设中便于应用。
中国对于钢轨型号的划分,主要依照钢轨应用的道路类型和钢轨每米长的重量进行。而美国对于钢轨型号的划分,主要依照钢轨的不同设计方式进行,并且在钢轨的标准长度上,美国并没有做出明确规定,而中国规定了两种长度作为钢轨铺设过程中钢轨的标准长度。由此可以看出,我国对于钢轨类型的划分更加细致,所以在应用过程当中,钢轨的命名方式也更加贴合实际,施工过程中更加便于操作。
3 铺轨尺寸
3.1 美国钢轨断面和长度
美国常见铁路交通施工中的钢轨断面单重集中在一个比较紧凑的区间范围内——57~73kg/m,经常用于生产的有六种:57kg/m、60kg/m、65kg/m、66kg/m、68kg/m 和73kg/m。而这六种类型的钢轨都会按照以下三种尺寸进行生产:39ft、78ft、82ft,也就是对应12m、24m、25m 这三个长度,相对来说尺寸较短。
3.2 中国钢轨断面和长度
中国常见铁路交通施工中的钢轨断面单重处于一个相对宽泛的区间范围内——37~75kg/m,经常用于生产的有六种:37kg/m、38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m 和75kg/m,类型分布较为均匀。而这六种类型的钢轨都会按照以下三种尺寸进行生产:12.5m、25m、50m 这三个长度,长度类型较为均匀,中国国内攀钢和包钢技术也已经达到可以生产100m 的水平。
3.3 钢轨断面和长度异同点
钢轨断面和长度的规定,主要是为了尽可能地生产更加标准、型号统一的长定尺钢轨。这种类型的钢轨在生产过程中相较于其他钢轨来说生产效率比较高,而且成材率表现非常良好,对生产工艺十分友好,还能在生产过程中去掉一般钢轨两端都存在的可能影响钢轨质量的矫直部分和探伤盲区。同时长度越长钢轨焊接所需的次数越少,即焊接头越少,这样的钢轨在质量相同的条件下更安全,列车在钢轨上运行的平顺性也可以得到一定的保证。所以许多国家对于钢轨断面和长度的规定,都是按照本国钢材生产技术最大化确定的。
在美国与我国钢轨断面和长度的比较过程中发现,两国的断面单重和长度类型都是多样的,不同长度的铁轨组合方式是多样的,这样可以提高施工过程中的便捷性。而不同类型的钢轨可以应用的场合不同,可以根据施工使用目的的不同更加灵活地选用不同的断面。
我国对钢轨断面单重与长度的标准的规定范围都比美国要宽泛,同时钢轨断面和长度在所规定的范围内不同类型间的差距相较于美国分布更加均匀。这也就是说,一方面,我国在钢轨生产技术方面已经在一定程度上领先于美国了;另一方面,我国标准下的钢轨断面和长度更加符合我国轨道施工的实际要求,换言之,我国已经拥有了一套属于我们自己的铁路标准系统,我国铁路事业的发展已经进入一个新的阶段。
4 结语
铁路施工过程中至关重要的一项工作就是铺轨工程,铁轨铺设的好坏直接关系到列车能否发挥设计的效用,也关系到铁轨和列车的使用寿命。在比较美国与中国铁路标准中的铺轨工程后发现,中国铁路事业已经发展到了较高水平,但尚有需要完善的地方。为此,在铺轨工程施工过程中应当做到严格执行标准,确保铁路施工钢轨质量。同时,希望开展深入研究以推动中国铁路标准朝更加规范化的方向发展,促进铺轨工程的科学化发展。