1 000 mm轨距54E1钢轨12号单开道岔的研制

亓 云 飞

(中铁宝桥集团有限公司，陕西 宝鸡 721006)

1 概述

泰国既有铁路线路设备陈旧，平均运营速度只有60 km/h，新建高速铁路线路已成为泰国铁路迫切需求。2014年泰国政府批准了双线铁路项目，总成本约7 414亿泰铢。道岔作为制约列车运行速度的关键设备，提出了较高的设计要求。1 000 mm轨距54E1钢轨12号单开道岔就是为泰国双线铁路进行的设计。该道岔的研究以国铁一整套研究方法为基础，采用国铁成熟技术，同时结合泰国运营养护的特点，完成了道岔设计及厂内试制、试铺工作。新研制的1 000 mm轨距54E1钢轨12号单开道岔已在泰国双线工程中应用，使用效果良好。

2 道岔设计

2.1 道岔设计需求

1)容许通过速度：直向：160 km/h；侧向：40 km/h；

2)道岔适用于无缝线路；

3)轨下基础：混凝土岔枕、碎石道床；

4)在满足用户需求及产品安全的前提下尽可能提高道岔零部件通用性，尽可能简化设计、考虑经济性；

5)使用寿命长，以延长更换周期，减少对行车的影响。

2.2 道岔主要平面尺寸

依据泰铁公司提供的《双线道岔技术规范》《轨道工程》及方案设计过程中的沟通交流，确定道岔采用单圆曲线平面线型。

2.2.1道岔主要平面尺寸

道岔主要平面尺寸见表1，图1。

表1 道岔基本尺寸表

2.2.2尖轨平面线型

既有道岔设计曲线尖轨时，普标使用的是半切线型尖轨，它介于直线尖轨和切线型尖轨之间，既兼顾了切线型平顺性好的特点，又能使尖轨尖端不太薄[1]。相离型曲线尖轨起源于1986年，经过多年的实践证明，这种线型对减轻尖轨的侧磨极为有利，在列车轴重、运行速度、行车密度一定的条件下，尖轨耐磨性最好。选用相离型曲线尖轨，并采用适当的相离，就会兼有弹性可弯曲线尖轨稳定性好、可适用于跨区间无缝线路、养护维修工作量少、旅客舒适度高和直线尖轨耐磨性好的特点[2]。因此,本产品设计采用相离型曲线尖轨，见图2。

2.3 道岔结构设计

2.3.1尖轨结构

尖轨为弹性可弯式，尖轨尖端为藏尖式。尖轨尖端藏尖深度为3 mm，尖端降低值设置为23 mm，如图3所示。

2.3.2尖轨跟部成型段与过渡段

尖轨采用54E1A1钢轨制造，跟部锻压成54E1钢轨与导曲线连接。按照公司成熟工艺，尖轨跟部成型段长度为450 mm，过渡段长度为168 mm，跟端扭转1∶40斜，如图4所示。

2.3.3尖轨跟部传力部件

泰国属热带季风气候，北部山区温差较大，为适应无缝线路伸缩位移要求，尖轨根部采用限位器结构，如图5所示。

2.3.4滑床板

转辙器基本轨和护轨基本轨内侧的滑床板均采用弹片扣压。间隔设置滚珠滑床板。

2.3.5可调连杆

为便于现场调整，道岔尖轨连杆采用可调连杆，旋转中间的螺纹套筒即可调节连杆的长度。

2.3.6辙叉

辙叉采用焊接式高锰钢辙叉，趾、跟端分别焊接带1∶40斜的标准54E1钢轨，满足线路无缝化要求。同时采用爆炸预硬化技术满足技术规范要求的辙叉表面350HB的硬度要求。

2.3.7扣件系统

扣件采用Pandrol弹条扣件，轨距调整时，采用普通轨距块绝缘处采用绝缘轨距块进行调距，如图6所示。

2.3.8垫板材质

垫板采用铸造垫板，牌号为QT500-7。材料机械性能见表2。

表2 QT500-7材料机械性能表

2.3.9岔枕

岔枕均按照垂直于直股布置，岔枕间距按600 mm排布，第一牵引点处岔枕间距650 mm。岔枕长度在2 m～4 m范围。

2.3.10电务转化设备

道岔采用电动转辙机，单机牵引，设计转换力为4 000 N。

3 道岔设计创新点

1)借鉴海外现有结构及客运专线高速道岔设计技术，转辙器范围设置滚珠滑床板，可以有效降低尖轨与滑床台板的摩擦力，从而减小道岔转换阻力，同时减少尖轨后段不足位移。

2)采用可调连杆，通过旋转中间的螺纹套筒调节连杆的长度，取代了既有通过调整片进行调整的方式，进一步降低现场作业工作量，便于养护维修。

3)使用了带焊肢的高锰钢整铸辙叉，辙叉进行爆炸硬化，满足无缝线路的焊接要求及延长了辙叉使用寿命。

4)钢轨采用54E1钢轨，尖轨采用54E1A1钢轨，扣件采用Pandrol型分开可调弹性扣件，与国际标准进行了对接，增强我国道岔产品海外市场开拓能力。

4 下一步研究工作

由于此次12号道岔研发时间有限，周期较短，该道岔采用了大量国内成熟技术。通过试制试铺总结，以下两点可以作为下一步产品优化主要工作。

4.1 垫板材质优化

目前垫板采用铸造工艺完成，而铸造件常见气孔、砂眼、夹砂、冷格、松缩等缺陷，导致内部质量缺陷，并且铸造业属高能耗、污染严重行业。本道岔按铸造垫板进行设计。下一步计划采用国内技术成熟的焊接垫板结构取代铸造垫板。

4.2 采用合金钢叉心拼装辙叉

设计中采用带焊肢高锰钢整铸辙叉，通过三次爆炸预硬化技术，使辙叉表面硬度达到HB350以上。但高锰钢辙叉整体铸造时，容易产生内部铸造缺陷，在列车频繁的冲击作用下，会逐渐产生裂纹并向外扩展。有相当数量的高锰钢辙叉在没有达到磨耗限度之前破损，不得不提前下道，使高锰钢的优势得不到充分发挥[3]。

目前，合金钢叉心拼装式辙叉逐渐成为道岔产品新的技术突破方向，合金钢叉心拼装式辙叉由翼轨、叉跟轨、合金钢心轨通过横向高强螺栓及间隔铁组合而成的拼装式辙叉。辙叉关键部位采用合金钢材质，强度高，耐磨性好。同时由于其翼轨与叉跟轨均为普通钢轨制造，可直接与道岔前后线路钢轨焊接。

5 结语

目前，研发的1 000 mm轨距54E1钢轨12号单开道岔已在泰国双线项目成功应用，大幅提高泰国铁路运营速度。该道岔的设计，较好地填补了我国出口海外道岔的空白。随着泰国基础建设规模不断增大，该产品应用前景十分广阔。