12号道岔

12号道岔（通用4篇）

12号道岔 篇1

大秦线共铺设了75 kg/m道岔205组。为了满足重载运输的需要,在大秦线大量开行万吨、两万吨重载列车后,2015年,其年通过总重达到了4.0×108t。然而,随着万吨、两万吨重载列车的开行和运输密度的增大,大秦线道岔的伤损更加严重,大大缩短了其使用寿命。为了进一步延长道岔的使用寿命,研究设计了75 kg/m的钢轨12号轨型道岔。该道岔的运营条件为静轴重小于等于270 k N,运行速度货物列车直向速度小于等于90 km/h,侧向速度小于等于45 km/h。使用寿命是重载道岔研发的关键点。该道岔于2013-04-25铺设于大秦线迁安北站17号岔位,目前已在线运行3年。为了充分验证道岔的综合性能,对该道岔进行了动力性能测试。

1 测试综述

通过测试既有货物列车通过12号道岔时系统的动力响应,验证了重载道岔的安全性、稳定性以及道岔部件的承载强度和设计合理性,主要包括安全性指标、道岔部件的变形情况、振动加速度、道岔部件的强度等。测试车辆为HX机车牵引的C80运煤专用车,共取得31次直向有效数据和5次侧向有效数据。

2 道岔动力性能测试的数据分析

2.1 轮轨力参数

岔位为大秦线正线道岔,直向通过年运量约为1.5×109t,侧向通过的年运量约为1×108t。道岔轮轨力测试断面布置在尖轨尖端和侧向导曲线处。

2.1.1 直向通过

脱轨系数实测最大值为0.29,平均值为0.04~0.06,且脱轨系数最大值随速度的加快有增大的趋势。减载率实测最大值为0.23,平均值为0.04~0.08,减载率最大值随速度的加快有增大的趋势,但平均值随速度的快加有略微减小的趋势。轮轴横向力实测最大值为52.6 k N,平均值为4.5~8.4 k N,轮轴横向力最大值随速度的加快有增大的趋势,而平均值随速度的加快有略微减小的趋势。横向水平力实测最大值为31.0 k N,平均值为4.1~5.1 k N,横向水平力最大值随速度的加快有增大的趋势,而平均值随速度的加快有略微减小的趋势。

2.1.2 侧向通过

脱轨系数实测最大值为0.72,平均值为0.10~0.11,脱轨系数最大值随速度的加快有增大的趋势。减载率实测最大值为0.20,平均值为0.04~0.05,减载率最大值随速度的加快有增大的趋势。轮轴横向力实测最大值为43.2 k N,平均值为14.0~16.6 k N,轮轴横向力最大值随速度的加快有减小的趋势。横向水平力实测最大值为60.6 k N,平均值为8.3~9.1 k N,横向水平力最大值随速度的加快有增大的趋势。

2.2 道岔区部件的变形值

2.2.1 直向通过

直向通过时道岔区部件变形的最大值为1.26 mm。曲基本轨轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向变形的最大值为1.22 mm和1.08 mm,且随着速度的加快,直曲基本轨横移最大值有增大的趋势。尖轨顶宽30 mm处直曲基本轨轨头横向位移表现为双方向,直基本轨实测内、外双方向的变形最大值为0.69 mm和0.59 mm,曲基本轨实测内、外双方向最大值为0.37 mm和0.43 mm,且随着速度的加快,直曲基本轨横移最大值有增大的趋势。护轨平直段轨头横向位移表现为朝向线路内侧,主要受到轮背冲击,实测变形最大值为1.04 mm,且随着速度的加快有明显增大的趋势。

2.2.2 侧向通过

侧向通过时道岔区部件变形的最大值为2.96 mm。直基本轨轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向的最大值为1.23 mm和1.16 mm。尖轨顶宽30 mm处直曲基本轨轨头横向位移表现为朝向线路外侧,直基本轨变形最大值为1.63 mm,曲基本轨变形最大值为1.69 mm。导曲线断面内、外轨轨头横向位移均朝向线路外侧,实测外轨变形最大值为2.04 mm,内轨变形最大值为2.46 mm,侧向护轨平直段轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向变形最大值为0.74 mm和0.59 mm。尖轨尖端开口量实测变形最大值为1.54 mm。

2.3 振动特性

部件振动特性测点选择在尖轨一动、二动处钢轨和尖轨一动处轨枕。

2.3.1 直向通过

尖轨一动和二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为145.1g和145.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动处轨枕实测振动加速度最大值为38.8g,且随速度的加快有缓慢增加的趋势。

2.3.2 侧向通过

尖轨一动和二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为102.9g和155.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动处轨枕实测振动加速度最大值为2.5g,随速度的加快其变化并不明显。

2.4 钢轨部件的强度

道岔区钢轨部件的强度测点布置在尖轨顶宽30 mm和50 mm处的曲尖轨。C80列车以16.2~23.8 km/h的速度侧向、顺向通过12号道岔时,曲尖轨30 mm、50 mm处断面轨底应力实测最大值为129.2 MPa和150.5 MPa。

3 结论

3.1 安全性参数

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,脱轨系数实测最大值为0.72,小于良好限度0.8;减载率实测最大值为0.34,小于第二限度0.6;轮轴横向力实测最大值为72.7 k N,小于25 t轴重要求的83.6 k N的标准值,横向水平力最大值为106.9 k N。

3.2 道岔区部件的变形

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,尖轨尖端断面、尖轨30 mm处断面、侧向导曲线断面基本轨轨头横向位移实测最大值为2.96 mm,护轨平直段轨头横向位移最大值为1.28 mm。尖轨尖端开口量实测最大值为1.54 mm,小于4 mm的限值要求。

3.3 振动特性

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,尖轨一动、二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为145.1g和155.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动、二动位置处轨枕实测振动加速度最大值为64.7g和18.1g,尖轨一动处轨枕振动加速度随速度的加快有明显增大的趋势,尖轨二动位置处轨枕振动加速度与速度的关系不明显。

3.4 钢轨部件强度

钢轨部件强度满足重载道岔的技术要求。

摘要：大秦线大量开行了万吨、两万吨重载列车,导致道岔伤损严重,缩短了道岔的使用寿命。为了进一步延长道岔的使用寿命,研究设计了75 kg/m的钢轨12号轨型道岔,从钢轨的材质、平面线型、结构等方面综合考虑了尖轨和辙叉的耐磨性,并专门设计了重载道岔用岔枕和转换设备,从总体上提升了重载道岔的使用性能。此外,为了充分验证道岔的综合性能,对该道岔进行了动力性能测试。

关键词：重载铁路,道岔,振动加速度,安全性指标

参考文献

[1]王树国,葛晶,王猛.重载铁路12号道岔设计[J].铁道建筑,2013(04).

12号道岔 篇2

目前, 国内地铁所采用的道岔型号以9号道岔为主, 但各城市地铁线上使用的9号道岔未形成统一标准, 且技术标准较低, 基本上未采用高速、重载道岔中的新技术。由于道岔结构不统一, 型号多达数百种, 导致道岔的养护维修工作量较大、故障率较高, 特别是折返线上的道岔因转换频繁、行车密度大, 尖轨等薄弱部件伤损严重, 使用寿命极短, 正常使用半年至一年就需更换, 是线路养护维修的重点及难点[1]。

针对地铁道岔在运营中出现的问题, 借鉴国内在高速、重载道岔中的成熟技术开展地铁道岔关键技术的研究, 系统解决地铁道岔中存在的技术问题, 对实现地铁道岔结构的统一, 提升其性价比, 减少养护维修工作量, 减少备品备件, 延长使用寿命, 实现道岔铺设及维护作业的标准化, 提高其行车安全储备是十分必要的, 并且对提升城市轨道交通的整体技术水平也是十分有益的。在我国道岔整体技术水平大幅提高的前提下, 地铁道岔设计研究技术上也是可行的、时机也较为成熟。

2 研究内容

2.1 道岔平面线型及结构优化研究

2.1.1 道岔平面优化设计

尖轨粗壮度是影响其伤损发展速率及使用寿命的重要因素。本次研究道岔尖轨采用重载道岔中的增加尖轨厚度的方法[2~3], 结合尖轨线型的布置[4], 选择适当的尖轨冲击角, 尽量提高尖轨粗壮度, 以提高尖轨的整体耐磨性。道岔全长28.369m (a=12.639m, b=15.73m) , 导曲线半径R=200m, 采用相离半切线型, 相离值30mm, 切点在74mm, 尖端理论厚度2.0mm, 距实际尖端143mm处开始补充刨切, 实际尖端藏尖3.0mm。此线型尖轨的粗壮度在14mm以前优于既有线型, 相对于其它地铁用道岔也有较大的提高。

上述对尖轨线型进行的改进可满足直向时速100km, 侧向时速35km的城市轨道运营要求, 同时与既有道岔相比, 在假定相同的运营条件下, 具有较好耐磨性以及较好乘坐舒适性等特点。

2.1.2 道岔结构优化设计

(1) 一般结构

(1) 道岔区在扣件垫板上设1:40轨底坡。

(2) 转辙器部分采用混凝土长轨枕, 以提高结构的整体性。

(3) 道岔扣件系统设置偏心套和盖板, 可实现-12~+8mm的轨距调整量。

(4) 道岔扣件系统下预设6mm调高垫板, 以适应结构沉降变形及道岔施工误差的调整。

(2) 转辙器

(1) 曲线尖轨实际尖端理论厚度按2mm设计, 尖轨与基本轨的贴靠方式为垂直藏尖式结构, 藏尖深度为3mm, 优点在于:减小尖轨尖端冲击角;增加尖轨尖端厚度;保护尖轨尖端不被扎伤, 并使尖轨在动荷载作用下保持良好的竖向稳定性。

(2) 尖轨工作边和非工作边斜度均为1:4;基尖轨密贴区段的斜面贴合配合藏尖结构, 能够提高列车逆向运行的安全性, 加强尖轨尖端附近区域的稳定性 (图1) 。

(3) 尖轨防跳:基尖轨密贴状态尖轨采用与基本轨轨头下颚配合防跳;斥离状态设置适合于滚轮滑床垫板的防跳限位装置;尖轨防跳措施能够优化轮轨动力学指标, 防止或减少尖轨拱腰等病害, 改善运行状态。

(4) 滑床板结构:采用弹性夹式滑床板, 其优点是扣压力稳定, 弹性夹安装、拆卸、维护方便。

(5) 设轨撑:在基本轨外侧设置轨撑结构, 提高基本轨抗倾翻能力。

(6) 尖轨跟端采用弹性可弯式结构, 对工作边轨底进行刨切, 降低尖轨理论弯折点区域的横向抗弯刚度, 从而减小扳动力。同时为了防止尖轨爬行及更好的传递温度力, 跟端采用间隔铁型式。

(3) 辙叉及护轨

采用与目前地铁道岔常用的固定型高锰钢整铸辙叉和分开式槽型护轨。通过对高锰钢辙叉进行爆炸硬化处理来增加其硬度, 从而可提高锰叉的耐磨性, 延长其使用寿命。

2.2 道岔区尖轨接触应力优化研究

尖轨是实现列车转向的主要部件, 在尖轨尖端基本轨承受全部的作用力, 随着尖轨轨头断面的不断加宽加高, 轮载也逐渐由基本轨向尖轨转移, 最终全部由尖轨承受。由于接触应力的大小直接影响着尖轨的磨耗情况, 进而影响尖轨的使用寿命。为减缓尖轨磨耗情况, 延长尖轨使用寿命, 本次研究以尖轨接触应力最小为优化目标, 以尖轨廓型和是否设置轨顶坡为变量, 通过轮轨接触计算模型[4]寻找最优变量设置。

由于不同断面处尖轨高度及宽度都不相同, 故本次研究首先使用大型三维设计软件Pro/ENGINEER来建立三维实体模型, 然后运用ANSYS有限元强大的接触分析模块对其接触应力进行分析。

2.2.1 尖轨模型的建立

运用Pro/ENGINEER软件中的创建二维草图、创建三维零件实体及曲面设计模块, 结合其与生俱来的曲面实体集成的优点, 以道岔转辙器部分曲线尖轨为例, 创建了顶宽0~71mm段尖轨实体模型。

2.2.2 计算参数的选取

地铁常用车型主要有A型和B型, 其车轮踏面均为LM磨耗型踏面。计算中采用了如下一些基本参数:摇头角ψ=0°, 轴载FN=16.0t, 摩擦系数μ=0.32, 横向荷载取为3.2t。车轮和钢轨的弹性模量E=206GPa, 泊松比v=0.3, 钢轨的屈服强度值为450MPa, 车轮轮径为840mm, 钢轨为60kg/m, 车轮踏面为LM磨耗型踏面。

轨下基础横向、垂向支承采用COMBIN14弹簧单元来模拟, 轨下采用点支承方式, 横向刚度取为30k N/mm, 垂向支承刚度为60k N/mm。尖轨与基本轨间的贴靠采用面-面接触模拟。

2.2.3 计算模型的建立及分析

本次研究主要计算不同轨距角圆弧情况下尖轨接触应力大小, 轨距角圆弧分别设置为:R=13mm、R=15mm、R=16mm、R=17mm四种工况, 并且考虑是否设置轨顶坡。计算中主要选取了尖轨顶宽20mm截面、35.5mm截面及50mm截面作为接触应力计算断面。为了便于划分网格, 对于除轨头接触以外的尺寸作了必要的细部简化, 忽略钢轨及车轮的重量, 为了减少单元数量, 在不影响分析的情况下, 截取1/6车轮进行分析, 约束条件为两端约束 (轮载作用于跨中) 。

通过对无轨顶坡和有轨顶坡两种情况下尖轨接触应力的计算分析可知:当不设置轨顶坡时, 尖轨从顶宽35.5mm处就开始完全受力, 不利于尖轨薄弱断面的受力;当设置轨顶坡时, 在尖轨顶宽35.5mm处, 基本轨仍承受一定的轮载, 尖轨从顶宽50mm处才开始完全受力, 有利于尖轨薄弱断面的承力;当轨距角半径R=13mm时, 尖轨所承受的最大接触应力小于设置其它轨距角圆弧半径所对应的应力值。

2.2.4 小结

综上所述, 本次研究运用Pro/ENGINEER的创建二维草图、创建三维零件实体模型及混合设计模块, 结合其与生俱来的曲面实体集成的优点, 创建了尖轨实体模型。选取尖轨顶宽20mm、35.5mm、50mm三个断面进行接触应力计算, 计算结果表明:设置轨底坡时, 尖轨接触应力要小于不设轨底坡时的接触应力;使用轨距角圆弧半径R=13mm时, 尖轨接触应力要小于使用其它轨距角圆弧半径所对应的应力值。由于尖轨接触应力水平直接影响着其磨耗状态, 进而影响尖轨的使用寿命, 故从提高尖轨使用寿命的角度考虑, 建议设置1:40的轨顶坡, 且轨距角圆弧半径采用R=13mm。

2.3 道岔区轨道刚度均匀化研究

列车过岔时, 作用在一股道上的轮载通过岔枕、垫板传至另一股道钢轨上, 使另一股道上的钢轨具有帮轨作用。同时岔区存在基本轨、尖轨、翼轨及心轨等多种钢轨型式, 其抗弯刚度各不相同, 加上间隔铁等因素的影响, 使得道岔区轨道刚度沿线路纵向分布不均匀。因此需要对道岔区轨道刚度的分布规律进行研究, 并采取均匀化措施, 以保证列车过岔时的平顺性。

2.3.1 岔区刚度分布规律

运用岔区轨道刚度理论, 建立有限元模型进行计算分析, 得出如下规律[4]:

(1) 基本轨的轨道整体刚度在转辙器部分 (除去间隔铁区域) 较在其它非共用垫板区段稍大。这是由于在转辙器部分, 基本轨和尖轨共用铁垫板, 并且板下胶垫的刚度较大。转辙器跟端间隔铁的存在引起的刚度增大, 是由于间隔铁将两根钢轨联结到了一起, 起到了帮轨作用。

(2) 基本轨在护轨段刚度也较普通区段大, 这是由于护轨段垫板刚度较大, 且护轨也起到了帮轨作用。

(3) 直向和侧向里轨的刚度变化规律基本相同:辙叉部分刚度最大, 转辙器部分次之, 连接部分最小, 其中转辙器部分刚度增大是由于共用板下胶垫刚度较大和基本轨的帮轨作用, 辙叉部分刚度增大是由于锰叉下共用板下胶垫和钢轨抗弯刚度增加所致。辙叉部分刚度变化主要是由锰叉心轨抗弯刚度纵向变化引起的。

(4) 直、侧向过岔时, 在轨道的横向和纵向均存在较大的刚度不平顺, 其中以锰叉区段不平顺幅度最大。

2.3.2 岔区轨道刚度均匀化

道岔前后区间线路扣件节点垂向静刚度为20~35k N/mm;轨下垫板静刚度为30~50k N/mm;板下垫板静刚度为75~95k N/mm;材质均为TPEE。板下调高垫板为静刚度为大于1000k N/mm, 材质为橡塑弹性体。

本次研究岔区扣件采用Ⅲ型弹条分开式可调扣件, 弹条扣压力取为11k N, 弹程为13mm, 刚度为1k N/mm。轨下垫板材质为天然橡胶或合成橡胶, 厚度为5mm, 刚度为170~200k N/mm, 本次计算刚度取为200k N/mm。铁垫板下的胶垫材质为发泡橡胶, 本次计算中标准长度 (指非共用铁垫板) 刚度取为40k N/mm, 共用垫板下胶垫刚度根据其长度以标准垫板为基数线性增加。

通过分析道岔均匀化前后直向和侧向过岔岔区轨道整体刚度的分布规律, 选取道岔结构按区段处理的板下刚度值, 得出均匀化前后直向过岔和侧向过岔轨道整体刚度分布规律对比, 如图2和图3所示。

2.3.3 小结

根据上述分析的结果, 可以得到以下几点结论及建议:

(1) 道岔刚度沿线路纵向不均匀分布, 其中固定辙叉部分最大, 转辙器部分次之, 连接部分最小。另外, 尖轨跟端间隔铁处刚度较大, 刚度均匀化设计时应特别注意。

(2) 为减少弹性垫层的种类和规格, 将道岔按转辙器滑床垫板、转辙器辙跟、辙叉垫板、护轨垫板等进行区段划分计算分析, 分别提出了各段板下胶垫均匀化目标刚度值。

3 结束语

(1) 本次研究主要针对目前深圳地铁道岔出现的各种病害, 为了延长道岔的使用寿命而采取的设计优化措施。

(2) 为满足列车通过道岔区时的平稳性和舒适性要求, 岔区刚度需要合理设置及均匀分布。通过合理设置板下胶垫刚度, 可使道岔轨道刚度沿线路纵向分布较为均匀, 以减缓轮轨动力相互作用, 提高过岔安全性和舒适性, 延长部件使用寿命。

(3) 本次研究的一些新技术 (如尖轨加粗、钢轨表面硬化、设置轨顶坡、刚度均匀化等) 在国内地铁上尚属首次应用, 已在既有运营线上完成道岔的试铺, 效果较好。

摘要：本文针对国内地铁道岔的使用现状, 借鉴国内高速及重载道岔中的成熟技术, 以延长道岔使用寿命为目标, 对深圳地铁既有9号道岔的平面线型和结构型式进行优化设计。同时对尖轨接触应力和岔区刚度均匀化进行理论计算分析, 验证了新技术应用后的优越性。

关键词：道岔,尖轨接触应力,刚度均匀化,扣件

参考文献

[1]鹿俊强.地铁终点折返道岔发生病害的原因及对策[J].都市快轨交通, 2010 (6) :27~30.

[2]杨冠岭, 王平, 宋杨.重载75kg/m钢轨12号道岔曲尖轨加强设计方案研究[J].路基工程, 2011 (4) :63~68.

[3]王树国, 葛晶, 王猛, 巢晋杰.重载铁路12号道岔设计[J].铁道建筑, 2013 (12) :98~102.

12号道岔 篇3

1. 目前高速铁路接触网道岔方案介绍

为保证正线上高速运行通过列车的受电弓在正常情况下不与交叉的岔线上的接触导线相接触, 避免正线直行列车受电弓同时触碰两支接触悬挂导线而产生硬点, 同时保证列车在低速运行时受电弓能够平滑地完成从正线接触悬挂至岔线接触悬挂的相互过渡。

1.1 道岔处侧线上接触悬挂位于正线受电弓工作范围之外。

国内电力机车受电弓广泛采用UIC608附录4a中标准宽度为1950mm的受电弓, 弓头工作宽度为1450mm, 即侧线接触悬挂距离正线受电弓中心距离大于受电弓工作范围半宽725mm。

1.2 在岔心后接触网悬挂道岔装配需避开受电弓始触区位置, 以避免在始触区内布置定位线夹和吊弦线夹。

同时保证机车从正线到岔线或从岔线至正线过渡时在岔心附近区域内, 受电弓处于最大偏移或抬升状态下始终能与导向接触线平滑接触。

基于上述设计要点及功能需求, 接触网在18号道岔处的无交叉式平面布置方案需在岔后25m左右、岔前15m左右分别设置道岔柱一处。布置类型基本可归纳为以下两类, 接触悬挂支柱位于正线侧、接触悬挂装置位于岔线侧, 具体布置见图1、2。

2. 隧道内接触网道岔布置存在的问题分析

对于隧道内, 接触网渡线处的道岔平面布置, 接触悬挂位于正线侧和接触悬挂位于岔线侧布置可视为隧道中部悬挂和隧道线路两侧悬挂, 但两种悬挂方案都会受到隧道净空限制, 具体限制因素主要有以下几点:

(1) 隧道中部悬挂时, 左线岔前、岔后道岔装配需同时考虑装配结构对左线的限界大小, 同时支撑结构不得侵入右线的建筑限界内。

(2) 18号道岔岔后25m处, 正线与渡线线间距为1390mm左右, 此处接触网道岔装配若要满足距另一侧正线的建筑限界1770mm以上, 并考虑支持结构尺寸, 隧道内线间距为4.6m时, 道岔处岔线悬挂支安装限界将不足1300mm, 普通三角腕臂结构无法实现该限界内的安装。

(3) 接触网支持结构设于隧道两侧时, 根据下图隧道断面可知, 两线外侧由于隧道弧形衬砌轮廓, 净空随侧面限界的增大而急剧减小, 在距离线路中心2.0m时, 导高以上净空不足600mm。

根据隧道内道岔装配布置受限因素, 本文将分别针对各处安装, 比选腕臂安装位置、腕臂结构形式。

3. 隧道内接触网各处道岔装配方案研究

3.1 岔前道岔柱的安装研究

岔前道岔柱安装处, 线间距小于150mm, 但此处为保证正线直行列车受电弓不与侧线受电弓接触, 侧线接触悬挂距离正线线路中心距离一般不宜小于1100mm (考虑受电弓偏移至极限位置) 。

正线支悬挂:正线支悬挂设计定位环底座需考虑距侧线受电弓距离, 避免侧线列车受电弓与定位环碰触, 一般可通过加长定位器或增大拉出值实现。此处线间距按小于150mm时, 正线支悬挂拉出值按400mm设计, 普通定位器即可满足安装要求。

侧线支悬挂:侧线支悬挂需满足距正线距离大于1100mm, 隧道内采用线间设吊柱形式安装时, 对于正线4.6m线间距线路, 为保证吊柱距另一侧正线的距离, 侧线支装配的侧面限界仅为1.5m左右, 采用反定位安装时可以实现, 此时侧线定位环位于正线上方, 需考虑定位环距正线通行受电弓的安全距离, 所以采用了特性定位器, 抬高定位环高度, 保证正线列车手电弓振动至极限位置时不与该定位装置发生碰触, 具体见下图:

本工程为了保证正馈线与各线承力索间的绝缘距离, 正线与侧线采用了等高设计, 由于无交叉道岔布置中两支悬挂不存在相互交叉, 立面等高不会引起导线相互磨耗。

3.2 岔后道岔柱的装配研究

设计思路从两个方面着手:选用特型适用小净空的腕臂结构和腕臂下底座抬高在竖直方向上避开受电弓包络线范围。

3.2.1 弓形腕臂结构

正线支悬挂:采用进口原型产品时, 本线隧道断面需加宽约300mm, 对腕臂结构稍作调整后, 可满足本线断面安装需求。其结构简单, 对净空要求相对较小, 在我国石铁路中已采用, 但改变原型产品后对备品备件及零件更换带来困难。

侧线支悬挂:弓形腕臂优点在于适用小限界, 但缺点是结构受力限制, 不适用大限界, 所以对于靠近隧道中心的侧线支悬挂, 采用弓形腕臂安装在隧道两侧时限界过大, 不适用弓形腕臂。

3.2.2 三角腕臂结构

正线支悬挂:上下腕臂底座高度同时抬高200mm后, 将定位管低头安装, 采用普通矩形定位器即可满足安装要求。当需要考虑平腕臂距正馈线间的绝缘距离要求时, 可将平腕臂低头安装, 此时装配结构可满足各种绝缘及限界要求。

侧线支悬挂:侧线支悬挂设计按照本文上述思路, 首先抬高下底座, 并采用特性定位器抬高定位环高度, 但会遇到侧线支悬挂腕臂装置或导线距离正馈线悬挂绝缘距离不足的问题。由于采用无交叉道岔布置, 所以正线导线和侧线导线除转换下锚时不存在交叉跨越, 所以可将侧线承力索与正线承力索在此处装配按等高设计或将承力索座倒挂安装。

结合上述各支腕臂系统的安装方案研究, 岔后道岔柱的腕臂安装侧线支需采用三角腕臂结构, 正线支可采用整体腕臂或三角腕臂结构, 此处安装正、侧线装配叠加后两种方案示意图如图4。

考虑采用整体腕臂时需增大隧道衬砌断面或修改原型产品, 综合考虑工程实施过程中对站前施工的影响及接触网运营维护的便利性, 推荐正线支安装采用三角腕臂结构。该悬挂方案既满足了对正、侧线定位安装要求, 又避免了隧道断面的局部加大需要, 同时通过承力索座倒装, 也解决了正馈线与侧线承力索间的绝缘距离问题, 能够满足工程实施的需要。

4. 结语

12号道岔 篇4

62号道岔是我国目前号码最大、侧向通过速度最高的铁路道岔,该大号码高速无砟道岔工艺流程和其他无砟道岔有相近之处,但其构件长大,铺设精度要求高,东北高寒环境下施工条件恶劣。如何确保大号码道岔满足高速客运专线高速度、高舒适性、高安全性的要求,如何解决该特大号码道岔的吊装、铺设、轨件调试等诸多技术难题在国内外均无成功经验可以参考。本文依托哈大客运专线两组62号道岔转辙设备安装项目,针对该道岔轨件长细比大、直侧股铺设精度要求高、铺设地区温差大等技术难点,对S700K电动转辙机和分动外锁闭道岔转辙装置的安装与调试进行总结,对确保其整体技术性能具有重要意义。

1工程概况

哈大客运专线长春西车站共有高速无砟道岔19组,其中18号无砟道岔16组,42号无砟道岔1组,62号无砟道岔2组。2组62号高速无砟道岔位于长春西站北咽喉,设计为渡线道岔,分别连接哈大客运专线和长春联络线。62号道岔采用钩式外锁闭装置,S700K转辙机,密贴检测器,其中转辙器部分牵引点数量8个,可动心轨辙岔部分牵引点数量4个。直向通过速度350km/h,侧向通过速度220km/h。

2转辙设备的特点

高速无砟道岔用于客运专线,其特点如下:

(1)较高的容许通过速度;

(2)高安全性、高可靠性、旅客乘坐舒适度;

(3)较长的使用寿命与较少的维护工作量。

S700K电动转辙机采用的是德国西门子技术,由于内部结构简单,其保养维修工作量较少,大多数保养工作在短时间内即可完成,而且工作可靠。

分动外锁闭安装装置能可靠地锁闭道岔尖轨和基本轨,确保4mm不锁闭功能。

3主要技术标准

转辙设备安装、调试必须严格遵守《高速铁路轨道工程施工技术指南》及《无砟轨道和高速道岔首件工程评估实施细则》各项指标要求。转辙设备安装、调试验收标准如表1。

4转换设备的安装、调试

4.1工艺流程图(图1)

4.2现场调查

在安装转换设备前,要验证道岔状态是否符合《客运专线无砟轨道道岔铺设暂行技术条件》及道岔铺设相关技术要求,主要针对转换设备安装基坑外形尺寸、轨距、密贴、吊板等项目进行统一检查。

①道岔铺设静态精调完成后对转辙机坑的深度、宽度、轴线位置、轴线偏斜、平整度及流水坡逐一检查,外形尺寸须符合《高速铁路轨道工程施工技术指南》中的验收标准。②核对直尖轨刨切起点及各牵引点处直股轨距是否符合1435±1mm。③检查尖轨与基本轨、心轨与翼轨、尖轨与顶铁、心轨与顶铁是否密贴。④检查尖轨轨底与滑床板、心轨轨底与滑床台的密贴情况,其缝隙≤1mm且1mm缝隙不得连续出现,牵引点前后各一块滑床板间隙≤0.5mm。(5)检查尖轨各部位防跳装置、限位器等安装是否齐全、符合标准,是否影响道岔开口值。(6)尖轨、心轨轨面不得高于基本轨(翼轨)轨面,且降低值符合设计要求。(7)轨枕上固定转辙机托板的安装孔是否满足安装的要求,尖轨、基本轨、翼轨的边缘部分有无肥边,尖轨的爬行量是否超标。

4.3配合公务

对现场检查不符合安装技术标准的道岔,协调公务人员进行整治使之达到设计标准。

4.4安装外锁闭装置

将安装材料集中运至各牵引点处,进行清点归类,重复核对各牵引点材料是否与该牵引点相符,与车站值班员取得联系,作好安装前的各项准备工作。

4.4.1尖轨外锁闭装置安装

按安装图要求连接连个锁闭杆,锁闭杆连接要平直,与绝缘垫板、夹板配合良好,螺栓、螺母、垫圈连结紧固,用1500V的兆欧表测量电阻不小于100MΩ。

用撬棍将两侧尖轨撬开,统一安装一侧锁闭框及尖轨连接铁、导向销轴,连接铁与尖轨间预置3mm调整片。

将一锁闭框安装在一侧基本轨上,锁闭框安装螺栓应在锁闭框安装长孔的中心位置,并暂不拧紧;将锁闭杆从另一侧基本轨轨底套入锁闭框,使锁闭框组件挡板的凸台进入锁闭杆的凹槽,将另一锁闭框安装在另一侧基本轨上。

调整两锁闭框位置,使锁闭杆在锁闭框内摆放平顺,将一锁钩放在锁闭杆上,锁钩缺口卡在锁闭杆凸台上,保持锁钩孔内清洁无异物并润滑均匀,推动锁闭杆,使锁钩孔对其尖轨连接铁的销轴孔,由前向后穿入销轴,紧固销轴。

安装两端锁闭铁,穿入固定螺栓,暂不紧固。最后安装锁钩夹板。

4.4.2心轨外锁闭装置安装

统一安装一侧锁闭框(连同导向销但是不用开口销),插入锁闭杆,然后把锁钩的楔形槽镶嵌入心轨凸缘后插入锁闭框。将另一侧锁闭框套入锁闭杆钩和锁钩并与翼轨用螺栓连结。第二牵引点安装连接铁、锁钩后在按照上述方法安装。

穿入固定导向销的开口销,安装两侧锁闭铁,用螺栓固定。

4.5安装基础托板

连接基础托板,安装时各连接螺栓不得紧固,方便转辙机安装确保转辙机的微调整量。

4.6安装转辙机

将转辙机固定在托板上,其安装高度可通过安装在转辙机下的调整垫片进行调整,最后紧固调整螺栓。

4.7安装各类杆件

用撬棍将道岔拨开,手摇转辙机将动作连杆与锁闭杆连接,表示杆与转辙机检测杆连接。

4.8转换设备调试

调试时岔心、尖轨分开调试,暂不连接表示杆,手摇各牵引点转辙机必须同步进行。统一调试一侧,在调试另一侧,最后两边综合调试。

4.8.1静态调整转换设备

调整各牵引点处锁闭框及转辙机位置,使转辙机动作杆、动作连接杆和锁闭杆在统一直线或者同一平行线上,并垂直于直股基本轨。转辙机的高低可通过在转辙机下加减调整片进行调整。

4.8.2动态调整转换设备

同时手摇各牵引点转辙机,在摇动过程中感觉各牵引点的受力情况,阻力大或者受力不均匀时,应观察锁钩与锁闭框接触是否良好、锁闭杆在锁闭框内两侧间隙是否均匀,别卡,通过调整外锁闭装置,保证道岔在转换过程中锁钩动作平稳,无别卡现象,接触良好时锁闭侧锁钩用检查锤敲击有微量摇动。

①开口值调整。

调整开口值时遵循先调动作旋转量再调开口调整片。摇动道岔使尖轨基本转换到位,首先通过调整动作连接杆上接头旋入量的大小,确保转辙机内部动作杆锁闭块落槽,使转辙机伸出、拉入到位。再调整道岔开口(为了调整方便,可事先在道岔尖轨与尖轨连接铁之间加调整片,增加调整的余量,在调整过程中,去掉锁闭铁,调整密贴时再装上),调整动作杆螺栓使两侧开口值相差不超过3mm,最后在检查开口值是否符合标准,如不符合,可以通过增、减尖轨连接铁与尖轨之间的调整片来调整达标。

②密贴调整。

调整尖轨、心轨密贴。调整锁闭铁和锁闭框之间调整片的数量,使尖轨与基本轨、心轨与翼轨密贴(不能卡得太紧)。密贴后调整锁闭量,通过调整动作连接杆接头旋入量及尖轨连接铁与尖轨之间的调整片的数量使两侧锁闭量均匀,偏差不小于2mm。

③表示调整。

连接所有表示杆与转辙机的检测杆,通过旋转表示杆的无扣轴套和有扣轴套使道岔定、反位时转辙机内外指示标均与检测杆缺口相吻合。

4.9工电联调

①配合电务转换设备调试,进行道岔调整。②密贴调整与电务转换设备调整同步进行,确保尖轨与基本轨密贴、可动心轨在轨头切削范围内应分别与两翼轨密贴,开通侧股时,叉跟尖轨尖端与短心轨密贴。③经过道岔工电联调后,电务转换设备应保证可动机构在转动过程中动作平稳、灵活,无卡阻现象。锁闭装置正确锁闭、表示正确,4mm检测试验时不锁闭,5mm检测无表示。④道岔工电联调检测过程中,应对各项几何尺寸检测值进行详细记录。⑤道岔工电联调到位后,应做出定位标记。

4.10工后检测

为了确保62号道岔转换设备的安装及调试质量符合高速铁路运行要求,施工队在道岔转换装置安装调试完毕后,按照相关技术指标进行了严格的工后检测。从表2所示检测结果来看,转换轨件的各项技术参数都符合质量要求,安装调试工程整体质量达标。同时这也说明本文所提出的工艺流程和技术措施充分满足了62号道岔转辙设备安装要求,使道岔轨件的整体性能有了保障。

5结论

62号道岔在我国铁路施工系统中并不常见,转换设备以及其他轨件的安装工艺始终都缺少可供参考的技术资料。本文针对道岔转换设备的安装工艺及技术措施恰好弥补了这一空白,为62号道岔在我国铁路系统中的普及应用提供了可靠的实践材料。建议将本套工法推广应用到更多工程项目中,通过更多实践检验使之不断完善,以促进这种道岔安装施工水平的提升。

摘要：为适应客运专线发展的需要,目前铁路主要干线普遍采用大号码无砟道岔,道岔转辙设备多为多机多点及外锁闭装置,62号道岔作为目前国内最大号码道岔在哈大客运专线首例使用,其转辙设备采用12级牵引,不仅达到了国内单组道岔安装机点数量之最,同时也综合了目前国内提速道岔的所有设备技术,其转辙设备安装调试复杂程度也超出以往。

关键词：62号无砟道岔,转辙设备,安装调试

参考文献

[1]铁道部工程管理中心.自主研发客运专线无砟道岔铺设手册[M].中国铁道出版社,2009.

[2]铁建设[2010]241.高速铁路轨道工程施工技术指南[S].中国铁道出版社,2010.