黎塘一场三渡五交组合道岔无缝化大修设计

张远成

（中国铁路南宁局集团公司 工电检测所，工程师，广西 南宁 530029）

1 组合道岔大修的必要性

黎塘站位于湘桂线、黎湛线、黎钦线交汇点，担负着南宁局集团公司全局性辅助编组任务。车站分一场和二场，一场为一级三场布局，分为东和西两个客货车到发场和一个解编调车场，二场主要作为客货车到发场。

一场东场包含外包线在内有10 个股道，主要接入柳州方向下行列车，发出其它3 个方向下行列车。西场包含湘桂线上行在内有10个股道，主要发出柳州方向上行列车，接入其他3 个方向上行列车。解编调车场有分类线16条，驼峰牵出线2条，峰尾牵出线2条。

本次需要大修设计的三渡五交组合道岔和103#单开道岔位于一场的西场柳州端道岔群内。除103#单开道岔为混凝土枕外，全部为50 kg/m 钢轨木枕道岔，钢轨锈蚀、磨耗严重，尖轨、基本轨、辙叉心伤损严重，木枕腐朽失效多，钢轨与连接零件与枕木的联结不牢靠，咽喉道岔，行车密度大，几何尺寸难以保持，普通接头多，养护困难，存在安全隐患。

为从根本上消除安全隐患，及时消灭机车走行线淘汰型木枕道岔，恢复和提高道岔设备强度，减少养护维修工作量，保证运输安全持续稳定，2018 年南宁局集团公司下达了工务大修任务通知书，将既有50 kg/m 钢轨木枕道岔更换为60 kg/m 钢轨混凝土枕道岔。

2 道岔无缝化设计的基本思路

2.1 无缝道岔中钢轨焊接形式无缝道岔中钢轨的焊接方式主要有三种，全焊、半焊和道岔区全焊。全焊是指道岔区内钢轨全部焊接,且道岔前后钢轨与区间线路钢轨也焊接；另一种是仅道岔区内直股钢轨焊接,道岔前后也仅是直股钢轨与区间线路焊接,侧股仍为普通接头联结,称为半焊；第三种是道岔内直、侧股钢轨均焊接,而道岔前后仅直股钢轨与区间线路焊接,侧股钢轨与区间线路为普通接头联结,称为道岔区全焊。

2.2 受力情况全焊形式道岔直侧股受力及伸缩位移呈对称分布,但因岔后侧股曲线将较大的温度力传递给无缝道岔,各部件受力及变形较大；半焊形式的道岔在轨温变化幅度不大、道床及扣件阻力较大、限位器强度足够的情况下,对减缓无缝道岔中各钢轨纵向力与变形比较有利；道岔区全焊可以降低无缝道岔中各部件的受力与变形,直侧股受力与位移近似为对称分布,在不宜采用半焊形式的条件下,采用道岔区全焊形式比较有利。

2.3 焊接形式的选用单开道岔、单渡线道岔、复式交分道岔和交叉渡线道岔的无缝化已成熟应用于既有普速铁路和高速铁路上，而组合道岔因多组道岔相互连接，开通方向多，结构复杂，其中的钢轨纵向附加力会相互作用和影响，其受力与变形复杂多样，目前关于其理论及应用研究力学特性的相关研究较少，为满足列车提速的需要，降低养护维修工作量，简化受力分析，本次大修设计仅对其直股进行无缝化改造。

3 组合道岔无缝化设计内容

3.1 设计原则

1）采用60 kg/m-5.5m-1/9 三渡五交组合道岔（混凝土枕）为CZ582和CZ2504组合，替换既有木枕组合道岔。

2）新设计的组合道岔线型与既有木枕组合道岔满足互换要求，复式交分道岔和菱形交叉中轴基本保持不变，可以适当调整，但不能影响站场平面布置。

3.2 设计主要技术标准及要求表1 为既有与设计道岔类型和图号对照表。

1）60 kg/m-1/12 单开道岔，道岔图号：SC330，岔枕图号：SC330-500，橡胶垫板图号：SC330-400；

2）60 kg/m-5.5m-1/9 交叉渡线混凝土枕道岔，道岔图号：CZ582，岔枕图号：CZ582Z；

3）60 kg/m-1/9 复式交分混凝土枕道岔，道岔图号：CZ2504,岔枕图号：CZ2504Z。

4）每组道岔（三渡五交组合道岔按13 组单开道岔计）更换一级道砟108 m3，共计1512m3，道床砟肩宽0.45 m，堆高0.15 m，边坡坡度为1:1.75。

5）同时将道岔前后各50 根非III 型轨枕更换为IIIa型混凝土枕，并更换新扣件。

6）辙叉采用合金钢组合辙叉，辙叉前后直、侧向钢轨均加长0.6m，导曲线下股及直向外股钢轨相应加长，保持岔跟接头对接。

7）道岔区内直向、侧向和之间的联络线采U75V（60N）淬火新钢轨；道岔区外直侧向至少更换一对U75V（60N）新钢轨，与站线既有50 kg/m 钢轨采用60-50 kg/m异型轨连接。

8）设计锁定轨温范围为35±4℃，应严格控制在设计锁定轨温范围内施工。

9）位移观测桩埋设：每组道岔设置3 对观测桩，在4孔间隔铁处设1对，在岔头、岔尾处各设1对，两组道岔间引轨长度小于25 m 时，相邻观测桩可共用同1对桩。

表1 既有与设计道岔类型和图号对照表

3.3 设计文件简述

1）103#单开道岔采用全焊。

2）组合道岔中的单开道岔（105#、123#、125#、127#、145#）和复式交分道岔（107#-113#、115#-121#、129#-135#、137#-143#、147#-153#）采用道岔区全焊，侧向与菱形交叉（菱1#、菱3#和菱5#）采用普通接头连接，直向及与线路采用铝热焊焊接或现场胶接处理。复式交分道岔无缝化详见图1，组合道岔中的单开道岔无缝化详见图2，三渡五交组合道岔及103#单开道组成的道岔群无缝化见图3。

图1 复式交分道岔无缝化示意图

图2 组合道岔中单开道岔无缝化示意图

图3 三渡五交组合道岔无缝化示意图

3）本次无缝化设计共消灭普通接头72 对144头，其中铝热焊接头58对116头，现场胶接绝缘接头14对28头，详见表2。

表2 铝热焊(现场胶接绝缘)接头数量统计表

4 结束语

该组合道岔的大修设计,将岔区与直股钢轨焊为整体，进一步提高了线路的连续性，实现了道岔“木改水和无缝化”的目标，提高了轨道结构强度，有利于列车直向高速通过。为集团公司大力推进站线道岔无缝化改造，尤其是复杂情况下的组合道岔和道岔群无缝化探索，持续开展标准化站场建设提供技术参考。2018年11月，柳州工务机械段根据设计文件要求对三渡五交组合道岔及103#单开道岔进行施工改造后，改善了线路设备质量，提高了线路的通行能力，减少了日常养护维修工作量，目前使用效果良好，满足铁路安全运营的要求。