建筑类核心期刊既有单开道岔尖轨跟端无缝化研究

分类：建筑工程论文发表 时间：2015-05-14 11:16 关注：(1)

　　高重阳

　　河北京铁勘测设计院有限公司 河北省 石家庄市 050000

　　摘要：随着铁路技术进步，道岔无缝化得到了长足的发展，为进一步提高线路质量，减少养护维修压力，对既有60kg/m钢轨1/9单开道岔尖轨跟端的“活接头”结构进行改造，实现岔区无缝化也势在必行。考虑整组更换60kg/m钢轨1/9单开无缝道岔的投资巨大，且严重影响运输秩序，因此，研究对既有60kg/m钢轨1/9单开道岔尖轨跟端的“活接头”进行现场改造，能大幅降低投资，同时减少对运输秩序的干扰具有明显的现实意义。

　　关键词：建筑类核心期刊,既有,开道岔,尖轨,跟端,无缝化,研究

　　《控制工程》杂志由国家教育部主管，东北大学主办的国家级学术性期刊。首批进入中国科技论文统计科学文献数据、学术期刊综合评价数据库以及中国核心期刊(遴选)数据库的来源期刊;2002年开始被俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、英国《科学文摘》(SA，INSPEC)三大著名检索机构全文检索。办刊宗旨：致力于满足工业界的自动化专业人员和与工业密切相关的学术界研究人员的需求，交流与自动化领域相关的高技术研发成果，促进控制工程学科的发展，建立高等院校、科研院所与工业界在自动化领域交流与合作的桥梁。

　　一、改造方案可行性论证

　　经现场调查，我局正线既有60kg/m钢轨1/9单开砼枕道岔234 组，只有37组在2009-2013年大修换岔时整组更换成无缝道岔，其余197组急待无缝化改造。为利用最少的投资、最少的封锁时间，多次进行可行性方案比选。

　　方案一：既有尖轨直接焊接

　　通过采用铝热焊接方式将原尖轨(长度6450mm)与配轨进行焊接。尖轨与配轨焊接后，为满足道岔扳动要求，须在尖轨其后的配轨轨底两侧铣削弹性可弯段。

　　方案二：整组更换为SC390G单开无缝道岔

　　由于既有道岔导曲线半径为180m，SC390G道岔导曲线半径采用360m、190m组合复曲线，如单独将既有转辙器更换为SC390G转辙器，将造成曲基本轨一端与原配轨之间出现错差，无法消除。因此，采用成组更换为SC390G的方式进行改造(费用约45万元)。

　　SC390G单开道岔作为成熟定型产品，安全性和稳定性均能满足使用要求，但存在施工复杂、改造成本高、更换部分无法再利用、浪费大等弊端。

　　方案三：设计新型尖轨并焊接

　　通过现场铝热焊方式将新型尖轨与现场锯切后的配轨进行焊接。新设计直、曲股尖轨线性与既有尖轨相同，总长度有所延长，并在延长部分AT轨轨底长趾一侧设置弹性可弯段。该方案只需更换直、曲股尖轨并焊接，对既有绝缘接头不做改变。

　　通过对新设计尖轨长度，弹性可弯位置、长度等参数进行了初步检算，计算得尖轨牵引点扳动力大于转辙设备转换要求，牵引点后不足位移最大值2.85mm，不能满足要求。同时，通过对这一方案进行现场扳动测试，利用单机牵引进行转换时，测试结果表明：直线尖轨一侧可以密贴，曲线尖轨一侧无法密贴，与检算结果相符。为解决上述问题，须将单机牵引转辙机更换为双机牵引转辙机，并增设第二牵引点。同时，为满足电务转换需要，两牵引点相邻两岔枕须更换为电务岔枕，共计3根(5#、9#和10#)。按照增设第二牵引点这一方案，对尖轨扳动力、不足位移及最小轮缘槽等参数进行了检算，检算结果表明：无论正位到反位或是反位到正位，第一、二牵引点扳动力大小均小于转辙机额定扳动力，扳动时不足位移小于标准要求。

　　方案四：对直股尖轨作加长设计，曲股保持不变(进一步改进方案三)

　　将直股尖轨更换为新型弹性可弯式尖轨，跟端焊接，直股实现无缝化，曲股保持不变。相比方案三，此方案不用更换电务转换设备、岔枕，其余配件更换减半，改造简单，成本较低。按此方案设计的道岔在厂内进行生产加工、试铺并进行扳动测试。

　　(二)改造方案比选

　　综上所述，为了保证改造方案不仅能满足现场道岔技术标准，同时满足施工安全、更换工艺简单、成本低、运输干扰小等要求，对以上方案进行比选：方案一存在一定的安全隐患，不宜采用;方案二存在施工复杂、改造成本高、更换部分无法再利用浪费大等弊端，不宜采用;方案四是在方案三基础上进一步优化，具有投资小、施工简单、运输干扰小等特点，故采用了方案四。

　　三、结构设计

　　(一)主要技术指标

　　根据TB/T412-2004《标准轨距铁路道岔技术条件》的相关规定，改造后道岔应满足：道岔转辙器部分线型尺寸与原1/9单开道岔一致，以满足现场改造更换需要;道岔尖轨转换满足原电务转换扳动要求。

　　(二)结构设计

　　结合60kg/m钢轨9号单开道岔的结构特点，提出如下结构设计：

　　1.直线尖轨由原6450mm延长至8850mm，延长部分轨底长趾一侧设置弹性可弯;

　　2.直股尖轨跟端轨距由原1439mm修改为1435mm;

　　3.取消原直线尖轨跟端辙跟垫板、五孔间隔铁、内外轨撑、辙跟鱼尾板及其联接件，辙跟垫板更换为大滑床板，17、18#岔枕原辙后垫板更换为特殊设计垫板，并相应更换其橡胶垫板及配件;

　　4.取消直股原辙跟五孔间隔铁，原直股双孔间隔铁设计为三孔间隔铁，辙后增设1个双孔间隔铁(20#与21#岔枕之间)，以保证温度力传递;

　　5.曲基本轨后端增设1个顶铁(15#与16#岔枕之间);顶铁安装于原曲基本轨五孔间隔铁位置，利用其中两孔安装。

　　(三)受力检算及试验

　　1、受力检算

　　(1)计算参数

　　按照上述改造方案，对新设计尖轨扳动力、不足位移及最小轮缘槽等参数进行了检算，计算参数取值如下：直线尖轨长度8850mm，尖轨弹性可弯中心距尖轨尖端6750m，弹性可弯段长度为1800mm，两端采取半径为R1000圆弧过渡。(二)尖轨试制

　　采用专用中频加热设备、3000t油压机锻压成型，红外线监测系统对温度进行实时监控，确保尖轨锻压成型段的性能和尺寸精度满足标准要求;机械加工采用采用三轴联动数控铣削工艺，设计制作了AT尖轨铣削全自动液压定位工装，确保尖轨机械加工尺寸精度，同时避免因装夹误差导致的尺寸偏差，并提高了生产效率;为保证尖轨淬火后硬度、淬火层显微组织等物理性能满足标准，通过工艺试验确定风压、温度等工艺参数，并采用实时监控系统、优化PCL程序等措施保障尖轨淬火质量。

　　(三)道岔试铺、检测

　　为验证改造效果，在厂内对改造后道岔的转辙器部分进行了试铺和测试。试铺采用具备垂直和水平方向调节功能的岔枕定位工装，有效保证了道岔试铺方向、平面度和岔枕间距等关键指标;采用轨距尺、支距尺等主用检测工具保证道岔轨距、支距等型式尺寸满足标准要求。采用专用电务检测设备对尖轨搬动力、动程等关键电务参数进行检测。

　　通过上述工作，于2012年6月顺利完成了既有60kg/m钢轨1/9单开道岔活接头改造的试制和厂内试铺。经检测，道岔各部件及整组道岔试铺各项指标、型式尺寸均符合相关标准要求。

　　参考文献：

　　[1]《无缝道岔计算理论与设计方法》，出版社：西南交通大学，作者：王平，刘学毅，出版日期：2007

　　作者简介：高重阳(1987.09)，男，河北省石家庄市人，本科，助理工程师。研究方向：土木工程建设