60kg/m钢轨9号合金钢镶嵌式固定型宽准菱形交叉道岔设计

刘胜勇

中国铁路哈尔滨局集团有限公司海拉尔工务段 内蒙古 海拉尔 021000

正文：

1 引言

在我国与俄罗斯接壤的中国最大陆运口岸满洲里市根据线路需要设有很多1520毫米轨距与1435毫米轨距的宽准轨距交叉设备，随着两国陆上贸易的日益扩大，现有很多交叉设备已不能满足快速与大运量的需求，更加难以达到日益严苛的线路安全要求。

2 研发要求

根据线路实际运行情况确定交叉及宽准轨机车、车辆运行数据，如下表1、表2所示。

表1 交叉主要参数

表2 机车、车辆主要参数

设计工作重点是将交叉部分的普通钢轨钝角辙叉改为镶嵌翼轨式合金钢组合式钝角辙叉，同时将锐角辙叉也改为镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，提高整个交叉的使用寿命。

3 合金钢镶嵌式固定型宽准轨交叉设计

3.1 双轨结构镶嵌翼轨式锐角辙叉研究

固定型锐角辙叉在辙叉咽喉至理论尖端范围内存在轨距线中断，即存在“有害空间”因此在线路内侧设置护轨，为了保证列车运行更加平顺，保持车轮运行方向，基本轨护轨一直延伸至钝角辙叉，同时在翼轨内侧也设置护轨并与钝角辙叉相连。

图1 镶嵌翼轨式锐角辙叉及护轨布置图

为了保证列车从辙叉跟端进入交叉时不会冲击翼轨内侧护轨尖端，对尖端进行钝化处理。

3.2 双轨结构镶嵌翼轨式钝角辙叉研究

固定型钝角辙叉由于也存在轨距线不连续，所以也存在“有害空间”，并且由于结构的限制，不能像锐角辙叉一样单独在线路内侧设置护轨，只能依靠对侧的钝角辙叉护轨来确保车轮安全通过“有害空间”，同时由于钝角辙叉护轨平直段在对称中心形成折角，在行车方向上护轨平直段并不完整，因此轮对不能自护时有脱轨和撞尖的可能，因此对钝角辙叉进行自护检算，检算数据如下表3所示。

表3 钝角辙叉自护检算参数

?

当两个方向的线路均为标准轨距时，满足L＜L1+L2+L3时，车轮可以安全渡过“有害空间”。定义ΔX为辙叉不能自护长度，则当ΔX＜0时辙叉可实现自护，满足公式：

ΔX=L-（L1+L2+L3）＜0

此次项目涉及的线路为加宽轨距与标准轨距交叉，存在一个对称中轴的错位距离ΔL，所有宽准轨交叉安全通过“有害空间”的条件是：

ΔX=L-（L1+L2+L3）±ΔL＜0

根据自护检算参数，通过计算辅助设计得出计算结果如下表4所示。

表4 检算结果

自护长度计算结果如下：

1440mm轨距

ΔX=L-（L1+L2+L3）-ΔL=533.2-（171.5+116.1+77.2）-768.5=-600.1＜0

1525mm轨距

ΔX=L-（L1+L2+L3）+ΔL=533.2-（171.5+116.1+81.8）+768.5=932.3＞0

由此得出宽准轨距交叉在轨距加宽5mm，护轨顶面加高25mm情况下，在标准轨距方向过叉时可以自护。

解决方案

由于车轮在钝角辙叉宽轨距方向过叉时车轮不能自护，因此在辙叉外侧设置护轨，通过限制车轮轮辋外侧水平位移，引导车轮安全通过辙叉。

通过复合计算护轨设置满足轮缘离开心轨尖端降低位置前已经进入车轮外缘护轨平直段即可满足防护作用。

结语：

经本人设计完成后，找到齐齐哈尔富铁轨枕有限公司与浙江德盛道岔厂专门对轨枕和道岔零配件进行制作加工，加工完成后由我段自行组装，经轮轨现场实验合格后，于10月11日在满洲里改轮厂组织更换施工，施工、材料费用一共仅计56万元。铺设完成后，允许机车车辆速度提升至30公里/小时、满洲里各作业场间过往415号道岔的调车作业效率极大提升，机车车辆在各场线占用停留时间明显缩短，作业人身安全、路外安全风险显著降低，工务作业维修周期大大增加，线路基础稳定性大大提高。经相关专业人员测算，仅在车辆占用使用费、机车耗油方面，年可节约成本支出约230万元。