重载铁路75kg/m 钢轨线路换轨大修扣配件配置关系分析
2022-07-25魏兴国
魏兴国
(国能朔黄铁路发展有限责任公司原平分公司,山西 忻州 034100)
在朔黄铁路原平段管辖区域内,其中对于上行正线来讲,为75kg/m 钢轨跨区间无缝线路,当对其进行建设的过程中,铺设了诸多III 型预应力砼枕,同时为了提高整个铁路的安全稳定性,还配合应用了弹条II 型扣件。铁道部所制定的相关行业标准并未针对该种配置关系做出详细、全面的规定以及要求,技术人员在进行施工的过程中,均是盲目的参照《弹条Ⅱ型扣件 第1 部分:组装与配置》中的要求来配设III 型预应力砼枕,即以60kg/m 钢轨线路要求为参考基准,该种施工模式导致产生了诸多问题,导致成段出现轨距偏小的情况,下面针对这种情况进行分析。
1 75kg/m 钢轨连接Ⅲ型轨枕的扣件配置分析
1.1 Ⅲ型预应力混凝土枕参数介绍
对于III 型预应力混凝土轨枕来讲,其通常是按照标准设计图线3393进行设计,枕长为2.6m,并且还设计了挡肩。一般情况下,其主要应用于标准规矩铁路直线、曲线半径均在300m 之内,且速度高、荷载高的线路之上,并辅之弹条II型扣件。长期以来,中国在对各种类型的混凝土轨枕进行设计、生产的过程中,关于承轨槽部分均设计了统一化的尺寸,例如对于同一承轨槽底脚间距、承轨槽底脚至螺旋道钉孔中心距离、同一承轨槽螺旋道钉孔中心间距分别为305mm、45.5mm、214mm,对于这些尺寸来讲,均会对弹条扣件轨距挡板、挡板底座配置等多个数据产生直接影响。若钢轨、扣件类型、混凝土枕轨槽部分尺寸均保持不变的条件下,对线路规矩设计尺寸产生直接影响的因素仅包含一个,即两个承轨槽对称于轨枕中心的相对位置。[1]本文在研究分析的过程中,选取1453mm 标准规矩时弹条II 型扣件轨距挡板、挡板座的号码配置情况作为分析实例,以此对该轨枕的尺寸进行详细化阐述,详情如图1 所示。
图1 Ⅲ型预应力混凝土枕(单位:mm)
图2 75kg/m 钢轨截面尺寸图(单位:mm)
1.2 不同轨距条件下配置关系分析
1.2.1 取S=1435mm,钢轨对轨枕对称布置,则:
根据承轨槽底脚间宽度计算得出:
L 左(右)外=305-B-L 左(右)内=305-150-79.5=75.5mm
查询零配件构造尺寸可知,0 号轨距挡板、0 号挡板座分别为56.7mm、9.8mm,高于基本尺寸几毫米便被称之为几号轨矩挡板。
现阶段,TB/T 1495.3 中的长圆孔轨距挡板是目前线路上应用相对较为广泛的一种类型,其包含两个号码,即6 号、10 号,对于挡板座来讲,其同样包含两种类型,即2-4 号、0-6 号。通常情况下,其运算分析过程如下:
①内侧采用4 号挡板座,则:
M左(右)内=4 号
m 左(右)内=9.8+4=13.8mm
i 左(右)内= L 左(右)内-m 左(右)内=79.5-13.8=65.7mm
I 左(右)内=65.7-56.7=9 号
②内侧采用2 号挡板座,则:
M左(右)内=2 号
m 左(右)内=9.8+2=11.8mm
i 左(右)内= L 左(右)内-m 左(右)内=79.5-11.8=67.7mm
I 左(右)内=67.7-56.7=11 号
③内侧采用0 号挡板座,则:
M左(右)内=0 号
m 左(右)内=9.8+0=9.8mm
i 左(右)内= L 左(右)内-m 左(右)内=79.5-9.8=69.7mm
I 左(右)内=69.7-56.7=13 号
④内侧采用6 号挡板座,则:
M左(右)内=6 号
m 左(右)内=9.8+6=15.8mm
i 左(右)内= L 左(右)内-m 左(右)内=79.5-15.8=63.7mm
I 左(右)内=63.7-56.7=7 号
所以目前现场常用的2-4/0-6 挡板座和10-6 轨距挡板组合配置不能将轨距调整为1435mm 标准轨距。
1.2.2 假设当S=1434(标准规矩-1)mm,可得:
进而得出:
L 左(右)外=305-B- L 左(右)内=305-150-78.5=76.5mm
①线路钢轨内侧配置2 号挡板座,则:
M左(右)内=2 号
m 左(右)内=9.8+2=11.8mm
i 左(右)内= L 左(右)内-m 左(右)内=78.5-11.8=66.7mm
I 左(右)内=66.7-56.7=10 号
线路钢轨外侧采用4 号挡板座,则:
M左(右)外=4 号
m 左(右)外=9.8+4=13.8mm
i 左(右)外= L 左(右)外-m 左(右)外=76.5-13.8=62.7mm
I 左(右)外=62.7-56.7=6 号
②线路钢轨内侧配置4 号挡板座,则:
M左(右)外=4 号
m 左(右)外=9.8+4=13.8mm
i 左(右)外= L 左(右)外-m 左(右)外=78.5-13.8=64.7mm
I 左(右)内=64.7-56.7=8 号
虽然线上常用轨距挡板没有8 号,然而2I 左(右)内=16,可以采用I 左内=6,I 右内=10 或者I 左内=10,I 右内=6 两种非对称配置实现标准轨距。
表2 TB/T 3065.1-2002 轨距挡板和挡板座的配置[2]
可以采用现有的2-4/0-6 挡板座和10-6 轨距挡板有两种配置方法可以将轨距调整为-1mm,进而推出适用于联接75kg/m 钢轨和Ⅲ型混凝土枕的轨距挡板和挡板座配置如表1 所示。
表1 联接75kg/m 钢轨和Ⅲ型混凝土枕轨距挡板和挡板座的配置
基于上述研究分析可以得知,联接75kg/m 钢轨Ⅲ型混凝土枕的轨距挡板和挡板座配置、联接60kg/m 钢轨和Ⅲ型混凝土枕的轨距挡板和挡板座配置之间存在1mm的级差,对于联接60kg/m、75kg/m 钢轨Ⅲ型混凝土枕的轨距挡板和挡板座配置轨距来讲,其调整区间分别为[7mm,-13mm]、[8mm,-12mm]。这就解释了为什么套用TB3065.1-2002 中的扣件配置在换铺75kg/m 无缝线路施工中出现轨距偏小的问题。
1.3 扣件配置在曲线上的运用
1.3.1 为更换侧磨轨提供依据。由于可以通过改变轨距挡板和挡板座的配置将75kg/m 钢轨轨距调整到-13mm,所以建议75kg/m 无缝线路钢轨在侧磨达到19mm 时,不能通过调整扣配件配置使线路轨距达到作业验收标准,需要及时更换钢轨。
1.3.2 合理配置减少工作量。由于轨距为-1mm 时,轨距挡板和挡板座的配置有两种,如表3 所示。
表3 联接75kg/m 钢轨和Ⅲ型混凝土枕轨距挡板和挡板座的配置(1434mm 轨距)
直线地段扣配件的放置可采用其中的任意一种配置方式,曲线地段考虑到尽量减少改道工作量,应采用大号轨距挡板在外侧的配置方法,即采用表中第二种配置方式,同时为了尽量减少对曲线正矢的影响,应减少对曲上股的改道,所以应将上表中右股钢轨的扣件配置设置在曲线上股。
2 关于铁标使用过程中的说明
在《弹条Ⅱ型扣件 第1 部分:组装与配置》中,关于弹条Ⅱ型扣件第1 部分组装与配置中的适用范围方面,仅提及了“联接60kg/m 钢轨与混凝土枕”方面的内容,并未针对轨枕类型进行详细化阐述以及分析,并且在扣件配置表之中也没有做出完善、详细的附注,在具体应用的过程之中,应当需要特别注意一点,即号码配置表与Ⅲa 型预应力砼枕(专线3393)和新Ⅱ型预应力砼枕(研线0121)进行配合应用,若I 型、II 型等旧型砼轨配合安装应用,那么需要参照《弹条Ⅰ型扣件 组装和配置》中弹条Ⅰ型扣件轨距挡板及挡板座号码配置表。
基于此,当对扣件配置表进行套用的过程中,切不可仅对弹条类型、轨枕类型这两个方面进行分析,应当对三个要素进行综合性考量,即扣件类型、钢轨类型、轨枕类型,以避免在使用过程中出现错误。
3 结论
本文对朔黄铁路上行线75kg/m 钢轨连接Ⅲ型轨枕的扣件配置情况进行了分析说明,指出了与60kg/m 钢轨连接Ⅲ型轨枕扣件配置的不同,同时也分析了曲线上减少改道工作量的配置方法。全文通过具体事例说明,在行业标准的使用过程中,技术人员应该本着严肃认真、科学务实态度对标准进行深入研究,以实现行业标准在具体施工作业中的灵活应用。