1 435与1 000 mm轨距10号套线道岔研究与设计

毛建平

(中铁宝桥集团有限公司，陕西宝鸡721006)

1 435与1 000 mm轨距10号套线道岔研究与设计

毛建平

(中铁宝桥集团有限公司，陕西宝鸡721006)

套线道岔是指将两组不同轨距的同向单开道岔套合在一起构成的道岔，仅在需要通过轮对参数不同的车辆时使用，三轨套线道岔是常见的形式，其中有一根钢轨为共用轨。本文介绍了50 kg/m钢轨10号套线道岔设计参数的选取和技术特点，并对转辙器、双锐角辙叉及护轨、钝角辙叉及护轨、扣件系统的结构设计进行了重点阐述。

套线道岔 设计 转辙器 双锐角辙叉

为满足两种不同轨距的车辆通过道岔，可将两组不同轨距的同向单开道岔套合在一起，构成套线道岔。在套线道岔中，三轨套线道岔是最常用的形式，其中一股轨道为共用轨道，另一股轨道根据车辆轮对参数设置。当列车过岔时，根据不同的轨距选择不同的轨道。目前，我国套线道岔主要铺设于昆明铁路局中越交界处，为1 435与1 000 mm轨距43 kg/m钢轨10号套线道岔。基于既有套线道岔替换和新线建设的需要，设计研发了1 435与1 000 mm轨距50 kg/m钢轨10号套线道岔，其类型为:①右侧基本轨为标准轨距、1 m轨距线路共用轨、左右向道岔;②左侧基本轨为标准轨距、1 m轨距线路共用轨、左右向道岔。

1 基本参数与设计指标

1.1 容许通过速度

容许通过速度，对旅客列车，V直≤100 km/h，V侧≤30 km/h;对货物列车，V直≤80 km/h，V侧≤30 km/h。

1.2 机车车辆参数

米轨车辆轴重、轮对几何尺寸等参数见表1，标准轨距机车车辆轮对尺寸、容许误差等参数参见文献［1-5］。

1.3 道岔线型设计参数

基于质点运动的道岔侧线线型设计参数为:①动能损失ω≤0.65 km2/h2。②未被平衡的离心加速度α≤0.56 m/s2。③未被平衡的离心加速度增量ψ≤0.5 m/s3。

表1 米轨车辆基本参数

2 道岔线型与平面布置

为了便于与现场道岔更换，新研发的道岔线型和平面尺寸与既有43 kg/m钢轨10号套线道岔(图号:专线(65)8539、专线(65)8540)完全相同，道岔中心线半径为160 m，道岔线型和平面尺寸见表2和图1。

表2 套线道岔线型参数mm

新研发的道岔采用半切线型尖轨，切点处曲线尖轨轨头宽度为40 mm，导曲线实际起点距尖轨尖端距离为1 792 mm。其转辙器主要几何尺寸见图2。

岔枕间距为535 mm，牵引点处岔枕间距为650 mm。考虑到节约成本，两锐角辙叉叉心相同。两辙叉处岔枕间距除个别调整外，均为620 mm。牵引点处岔枕不加长，电务转换系统通过角钢安装在基本轨上。

根据曲线轨道轨距加宽标准:当导曲线半径为160 m时，标准轨距轨道曲股轨距加宽15 mm，为1 450 mm，为了避免尖轨尖端前轨距过渡率偏大，在尖轨尖端处轨距取为1 445(1 010)mm，在直线尖轨竖向刨切起点轨距取为1 450(1 015)mm;在导曲线终点前3 000 mm轨距由1 450(1 015)mm过渡为1 435 (1 000)mm，轨距变化率＜6‰。经计算，对CK1E型米轨机车米轨轨道轨距需加宽1.2 mm，对CK1F型米轨机车则无需加宽。根据套线道岔设计原则，轨距加宽值采用其中最大者，取为15 mm。

图1 道岔线型和平面尺寸

图2 转辙器主要几何尺寸(单位:mm)

3 道岔结构设计

3.1 转辙器结构

1)尖轨为弹性可弯结构，采用50AT轨制造。两种形式套线道岔所用尖轨长度均为5 380 mm，准轨轨道直曲基本轨长度为9 644 mm，对形式一，米轨曲股下股后端接钝角辙叉，为了保证钝角辙叉结构的合理性，基本轨长度为7 171 mm;对形式二，米轨直股上股跟端接钝角辙叉，基本轨长度为8 405 mm。

2)不同尖轨轨头宽度时尖轨相对于基本轨降低值见表3。可以看出，尖轨轨头宽50 mm以后部位完全承受车轮的荷载;尖轨轨头宽20 mm以前完全由基本轨承受车轮的荷载;尖轨轨头宽20～50 mm部分为承受车轮荷载的过渡段。尖轨降低值直接关系到行车安全和尖轨的使用寿命，套线道岔尖轨各部位采用表3规定的降低值。

表3 不同尖轨轨头宽度时断面尖轨降低值

3)尖轨尖端采用藏尖式。通过切削基本轨轨颚，使尖轨尖端藏在基本轨工作边内，藏尖处工作面斜度为1∶4，以保护尖端不被车轮轧伤，并使尖轨在动载荷作用下保持良好的竖向稳定性。自“92”型道岔后，新型道岔均采用这种藏尖式尖轨，如图3所示。

图3 尖轨尖端藏尖结构(单位:mm)

图4 尖轨跟端活接头结构

4)尖轨跟端采用活接头形式，采用如图4所示的5孔间隔铁，内外侧均设置轨撑扣压，轨撑通过螺栓与垫板相连。在形式一的右侧及形式二的左侧，由于米轨线路与准轨线路仅相距435 mm，中间部位无法设置轨撑，故在中间两根钢轨间设置如图5所示的间隔铁。间隔铁在尖轨、基本轨组装时进行配焊，以保证辙跟支距。

图5 尖轨跟端间隔铁

5)拉杆、连杆采用如图6所示的F形连接铁与安装在尖轨轨腰的接头铁相连，每个拉杆、连杆上焊接3个连接铁。转辙器部分设置1个拉杆，动程为152 mm。由于尖轨扳动时，3根尖轨相连，故设置2个连杆以加强尖轨的框架结构，保证尖轨与基本轨密贴。

图6 尖轨拉杆和连杆

6)为了加强基本轨的稳定性，减小基本轨的外倾和轨距扩张，基本轨外侧间隔设置轨撑，通过调整楔调整轨距。

3.2 双锐角辙叉及护轨结构

1)每组套线道岔包含两个锐角辙叉，两锐角辙叉首尾相接，趾端和跟端长度均相同，趾端长度为2 174 mm，跟端长度为2 190 mm。经计算，米轨辙叉轮缘槽t2≥34 mm，辙叉咽喉轮缘槽t1≥63 mm。考虑到锐角辙叉为米轨和准轨共用，辙叉轮缘槽统一取为46，65和80 mm，辙叉咽喉为65 mm。

2)辙叉跟端采用间隔铁通过长螺栓与后部钢轨连接，并且在跟端位置设置大垫板，如图7所示。

图7 锐角辙叉跟端

3)套线道岔一股线路采用如图8所示的双护轨垫板结构，护轨垫板上设置了两套护轨安装撑板、台板等。

4)由于1 435 mm轨距和1 000 mm轨距差距小，在套线道岔如图9和图10所示的部位，扣件安装空间极为有限，故除正常B型弹条扣件外，在道岔中空间受限位置设置了支距扣板、轨卡、焊接式扣板等多种扣压轨肢的结构形式。

5)护轨采用UIC33槽形钢，护轨顶面高出基本轨顶面12 mm。米轨线路护轨平直段轮缘槽th≤45 mm，故和准轨线路取相同值，护轨平直段轮缘槽为42 mm，缓冲段为65 mm，开口段为80 mm。

6)套线道岔用锐角辙叉、钝角辙叉均设计为高锰钢整铸辙叉。

图8 双护轨垫板结构

图9 支距扣板、轨卡结构

图10 轨卡结构

3.3 钝角辙叉结构

1)钝角辙叉采用高锰钢整铸式固定辙叉，两钝角辙叉均为曲线型，且曲线半径不同，故两钝角辙叉需分别设计。根据计算，米轨机车所需辙叉轮缘槽为42 mm，故钝角辙叉直股、曲股轮缘槽不同，米轨股为42 mm，准轨股为46 mm。

2)与锐角辙叉相同，在钝角辙叉及护轨空间受限位置设置了支距扣板、轨卡、焊接式扣板等多种扣压轨肢形式。

3)钝角辙叉前端与转辙器部分相连，根据基本轨长度及钝角辙叉铸造要求，对两钝角辙叉的趾端、跟端长度分别进行了特殊设计，形式二钝角辙叉趾端两腿长度不同。

4 道岔扣件与岔枕

道岔采用如图11所示的B型弹条扣件系统，钢轨工作边一侧安装13号轨距块，钢轨非工作边一侧安装11号轨距块，9号及15号轨距为备用轨距块，横向轨距调整量为－8～+4 mm。垫板厚度为20 mm，钢轨轨下、辙叉下均设置5 mm厚橡胶垫板，铁垫板下设置10 mm厚橡胶垫板。

岔枕采用预应力混凝土岔枕，其具有道床阻力大、道岔整体稳定性好、使用寿命长、适应大型养路机械作业等特点。岔枕长度≤3.0 m时其长度按100 mm晋级，＞3.0 m时长度按200 mm晋级。

图11 B型弹条扣件系统

5 结语

准轨与米轨套轨线路50 kg/m钢轨10号单开道岔采用了B型弹条扣件系统，轨下、板下均设置了弹性垫层，采用混凝土岔枕，提高了列车过岔的弹性及旅客舒适度;采用AT尖轨、高锰钢整铸辙叉，能大幅提高道岔使用寿命。在目前国内套线道岔中，其属于最先进水平。

新设计的道岔不足之处在于B型弹条扣件系统较普通道钉所需安装空间大大增大，故在道岔的一些空间有限部位无法安装。采用了支距扣板、轨卡、焊接式扣板等多种扣压方式，与B型弹条扣件相比，扣压力减小，且轨卡和扣板为刚性扣压，不利于道岔的轨距调整和岔区的整体刚度均匀化。但鉴于套线道岔容许通过速度较低，上述不足不会影响道岔的整体使用性能及安全性。

［1］中华人民共和国铁道部.TB/T 449—2003机车车辆车轮轮缘踏面外形［S］.北京:中国铁道出版社，2003.

［2］中华人民共和国铁道部.铁道部令第29号铁路技术管理规程［S］.北京:中国铁道出版社，2008.

［3］中华人民共和国铁道部.GB 3314—2006内燃机车通用技术条件［S］.北京:中国标准出版社，2006.

［4］中华人民共和国铁道部.GB 3317—2006电力机车通用技术条件［S］.北京:中国标准出版社，2006.

［5］中华人民共和国铁道部.TB/T 1718—2003铁道车辆轮对组装技术条件［S］.北京:中国铁道出版社，2003.

(责任审编李付军)

U213.6

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.06.36

1003-1995(2015)06-0139-04

2015-01-10;

2015-02-13

毛建平(1970—)，男，陕西宝鸡人，高级工程师。