出口伊朗60E1钢轨9号单开道岔研制

2021-10-13闫宇青

山西建筑 2021年20期

关键词：扣件道岔钢轨

闫宇青

(中铁宝桥集团有限公司，陕西宝鸡 721006)

1 伊朗铁路道岔的现状

目前伊朗线路上使用的道岔型号较单一，主要为9号单开道岔，按照导曲线半径可分为190 m和300 m两种，按轨型分为49E1，54E1及60E1三种。

伊铁的铁路设备采购需提前进行供应商资格审查，通过审查后进入采购名单方可进行投标，目前进入伊铁采购清单的厂家共有四家，其余三家分别为VAE、科吉福及伊朗本土道岔工厂，我公司为伊铁第四家进入采购名单厂家。

2 既有线路道岔使用情况

伊朗铁路道岔执行EN标准，与我国TB标[1-2]准存在一定差异。既有线路上使用的60E1钢轨9号单开道岔有木枕有砟道床、混凝土岔枕有砟道床两种，主要结构特点为：

1)钢轨件。

基本轨、导轨采用60E1钢轨制造(材质：R260)，尖轨采用60E1A1钢轨制造(材质：R350HT)，护轨采用UIC33槽型钢制造，道岔适用于有缝或无缝线路。

2)转辙器。

滑床板采用弹片销钉式或仅用台板压舌刚性扣压结构，基本轨间隔设置单孔顶铁、尖轨跟端不设传力机构、采用SKL12弹条扣件，滑床板间隔设置轨撑(见图1)。

3)辙叉及护轨。

辙叉采用焊接式高锰钢辙叉；护轨垫板采用分体式结构，由一个平垫板和护轨撑板组成(见图2)。

3 道岔结构设计

3.1 设计依据

依据伊朗铁路局提供的60E1钢轨9号(R-190 m，R-300 m)单开道岔技术规范及伊朗铁路局提供的参考图及方案设计过程中和用户的沟通交流，明确主要设计输入参数，如图3，表1所示。

表1 道岔主要几何参数表

3.2 道岔平面线型及结构设计

由于本次设计道岔用于伊朗铁路既有木枕线路改造，道岔平面线型及总图主要几何尺寸用户已经确定，本次在道岔结构设计时，在用户提供的参考图的基础上进行了尖轨粗壮度创新、道岔各零部件结构的创新设计[3-4]。

3.2.1 平面线型设计

方案一：采用半切线型尖轨，半切断面宽16.3 mm(R-190 m)，半切断面宽15 mm(R-300 m)，尖轨尖端取在轨头宽度0 mm处。

方案二：采用相离式半切线型尖轨，相离值为-10 mm，半切断面宽40.8 mm(R-190 m)，半切断面宽39.9 mm(R-300 m)尖轨尖端取在轨头宽度0 mm处。采用不同的方案尖轨粗壮度对比详见表2,表3。

表2 尖轨粗壮度对比(导曲线半径R-190 m)

表3 尖轨粗壮度对比(导曲线半径R-300 m)

从表2,表3比较可以得出，相同断面位置处，方案二的尖轨粗壮度较粗壮，尖轨的使用寿命将优于方案一。

3.2.2 平面线型主要参数对比

平面线型主要参数对比见表4，表5。

表4 道岔参数比较(R-190 m)

表5 道岔参数比较(R-300 m)

3.2.3 参数验算

参数验算见表6。

表6 EN标准欠超高突变极限值(Ilim)

考虑到客货混运现状，采用中国通用的平均速度计算外轨欠超高。外轨欠超高I的计算公式为：Vc=V0=0.8Vmax。

由欠超高计算可知，其欠超高均符合中国TB及EN标准。

3.2.4 岔枕间距及布置

岔枕转辙器部分按照垂直于直股布置，导曲线部分逐渐扭转过渡垂直于辙叉角平分线，辙叉部分按垂直于辙叉角平分线布置，同时考虑采用既有辙叉模型，匹配耳板间隔进行岔枕排布调整。

3.2.5 转辙器部分主要尺寸确定

转辙器部分主要尺寸见表7。

表7 转辙器部分主要尺寸 mm

3.2.6 转辙器主要零部件结构设计

1)尖轨设计。为了避免尖轨撞尖，同时保证尖基轨的密贴，尖轨尖端设计为藏尖式结构。尖轨尖端藏尖深度为3 mm，尖端降低值21 mm，详见图4。尖轨采用60E1A1钢轨制造，跟端压型成60E1钢轨(同时采用压型模具将尖轨跟端扭转1∶20斜)保证与导曲线钢轨连接。尖轨跟部成型段长度为500 mm，过渡段长度为200 mm，详见图5。

2)顶铁结构。为增强轨腰强度，在尖轨密贴段后每个岔枕间均设置单孔顶铁。顶铁通过T形螺栓与基本轨连接，顶铁内侧采用“顶铁内腔+T形螺栓”的防转结构，基本轨外侧采用“锁紧螺母+碟簧”的防松。同时配调整片供用户在现场调整，详见图6。

3)轨撑滑床板。为增强道岔整体稳定性，在基本轨外侧间隔设置轨撑，能防止基本轨侧翻及外倾。并创新的设计了一种可以调整轨距的轨撑滑床板结构，配合SKL12弹条进行轨距调整，有效的解决了SKL12弹条不能调距的问题，具体如图7所示。

4)手动扳道器及转换机构设计。为满足伊朗铁路技术规范要求，道岔电务转换设备采用手动扳道器，并同时预留安装电动转辙机接口。道岔采用一机一点或一机多点牵引，手动扳道器具体如图8所示。

3.2.7 辙叉及护轨设计

1)焊接高锰钢辙叉设计。

道岔采用焊接式高锰钢辙叉，即在工厂内普通高锰钢辙叉趾端、跟端采用闪光焊工艺焊接60E1标准钢轨。具体如图9所示。

2)护轨及护轨垫板设计。

护轨平直段轮缘槽按照40 mm设计，缓冲段轮缘槽为60 mm，开口段轮缘槽为80 mm。护轨垫板采用楔形调整弹片式结构，基本轨内侧采用弹性扣压，护轨采用U75V在线热处理的UIC33槽型钢轨制造，具体如图10所示。

3.2.8 扣件系统

道岔扣件系统采用Skl12弹条扣件系统，后续按照中国“一带一路”统一部署，向沿线国家落实中国元素。主推中国成熟的Ⅱ型弹条扣件系统，采用两孔混凝土岔枕螺栓结构。扣件螺栓采用“防松螺母+弧形防转垫圈”的防松组合，扣件系统如图11所示；Skl12弹条与Ⅱ型弹条主要技术参数对比详见表8。

表8 Skl12弹条与Ⅱ型弹条主要技术参数对比

4 道岔厂内试铺及试验

通过对60E1钢轨9号单开道岔(导曲线半径：R-190 m，R-300 m)道岔进行设计过程中的理论计算、厂内试制试铺及上道试验。完成了伊朗铁路用道岔研究的全过程。因国内9号道岔弹性可弯结构一般采用两机两点牵引，为验证9号道岔一机一点及一机两点结构的可靠性，特对道岔进行了扳动力试验。具体如表9所示。

表9 一机一点牵引扳动力转换试验主要指标及结论

通过对尖轨采用长为11.0 m，12.75 m的60E1A1钢轨进行扳动力试验，弹性可弯段轨肢进行一定的铣削，并在尖轨可动段间隔设置辊轮滑床板，电务转换系统采用动程为160 mm的一机一点联动内锁闭装置，能够保证尖轨最小轮缘槽宽度大于58 mm，扳动力不超过4 000 N，尖轨不足位移小于2 mm，在牵引点后尖轨与基本轨轨头密贴缝隙不超过1 mm等关键设计指标要求[5]。