直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號系列交叉渡線的研制

張朝富

(中國中鐵寶橋集團有限公司，陜西寶雞 721006)

1 概述

國內既有交叉渡線道岔銳角轍叉部分均采用整鑄高錳鋼轍叉，由于本身存在有害空間等結構限制，使得道岔的直側向通過速度較低，滿足不了鐵路高速度運行要求。隨著我國鐵路建設向重載、高速方向發展的要求，將可動心軌轍叉引入交叉渡線很有必要，通過這種方式可消除有害空間，不僅提高了道岔直側向通過速度，而且實現了鐵路運輸裝備技術創新。

2005年在鐵道部運輸局的指導下，中鐵寶橋集團有限公司聯合西南交通大學、北京全路通信信號研究設計院、鄭州鐵路局等單位，研制開發了新型提速渡線道岔。該系列渡線道岔包括線間距為5.0、5.3、5.5、6.5、7.5 m等5個品種。

2 研究的主要內容

直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號系列交叉渡線是在60 kg/m鋼軌12號提速改進型Vz200單開道岔(CZ2516)開發成功并投入大批量使用的基礎上研制的，其研究的主要內容包括以下幾個方面。

(1)道岔直向允許通過速度:旅客列車200 km/h;貨物列車120 km/h(軸重23 t);進入單開側向、菱形時允許通過速度為50 km/h。

(2)渡線菱形部分銳角轍叉護軌結構的處理。

(3)道岔采用預應力混凝土岔枕，結構標準應與單開道岔一致。

(4)道岔范圍內均設1/40的軌頂坡或軌底坡。

(5)扣件分為Ⅱ型彈條、Ⅲ型彈條兩種類型，以滿足不同用戶要求。

3 平面線型及主要結構特點

(1)交叉渡線單開部分主要平面尺寸及結構設計與CZ2516相同，見圖1。

圖1 5.0 m間距交叉渡線平面示意(單位:mm)

①平面線型采用330 m+350 m雙半徑復合圓曲線，增加了尖軌粗壯度，改善尖軌的耐磨性能。

②可動心軌翼軌采用特種斷面翼軌，心軌尖端設置防跳臺，有效地控制了心軌尖端跳動。

③采用新型長心軌，將心軌轉換凸緣相對于心軌尖端的位置前移，使轉換凸緣后部的薄弱斷面位置處于心軌20 mm斷面以前，有效地改善了心軌薄弱環節的受力狀態，見圖2。

圖2 長心軌結構比較

④為提高鐵墊板的強度避免墊板折斷，道岔區墊板的底板厚度由既有道岔的22 mm增加到25 mm，在可動心軌轍叉部分的墊板上采用整體式臺板。

(2)銳角轍叉及鈍角轍叉為高錳鋼整鑄式。

(3)各間距交叉渡線中，護軌頂面均高出鋼軌頂面12 mm。

(4)部分間距交叉渡線中，采用了高錳鋼整鑄護軌。

(5)鋼軌下設5 mm厚橡膠墊板，護軌墊板下設置5 mm厚橡膠墊板，其他墊板下設置10 mm厚橡膠墊板。

(6)道岔范圍內均設有1/40的軌頂坡或軌底坡。

(7)道岔區全部采用混凝土岔枕，使結構等強、彈性連續、整體穩定性提高。

(8)在5.0、5.3、5.5 m間距交叉渡線中，可動心軌轍叉的叉跟尖軌跟端直接與鈍角轍叉連接，為了方便絕緣的設置，叉跟尖軌采用膠接絕緣。6.5、7.5 m間距交叉渡線中，叉跟尖軌與鈍角轍叉之間有配軌連接，可對叉跟尖軌及配軌之間進行膠結絕緣。

4 技術創新點

(1)首次將可動心軌轍叉引入交叉渡線，避免了固定型轍叉存在的有害空間，直線通過速度達到了200 km/h。

(2)研究開發了高錳鋼整鑄護軌。

在5.0、5.3 m及5.5 m三種間距交叉渡線中，單開道岔可動心軌轍叉長度較長(跟端已超過銳角轍叉的趾端)，考慮結構，將銳角轍叉的護軌位置設置在可動心軌轍叉側向翼軌內側并與翼軌連接。而翼軌工作邊到叉跟尖軌工作邊之間的距離為180 mm，無法采用普通的鋼軌、槽型鋼做護軌，只有設計新的護軌結構形式，而高錳鋼的性能較好，故考慮使用高錳鋼整鑄護軌。5.0 m間距渡線銳角轍叉部分結構示意見圖3。

圖3 5.0 m間距渡線銳角轍叉部分結構簡圖(單位:mm)

銳角轍叉的護軌采用倒L形截面，頂面寬130 mm，全長3 100 mm的高錳鋼整鑄護軌。并將護軌設置在可動心軌單開轍叉長翼軌與短心軌之間。在岔枕中心位置設有螺栓孔、軌腰墊塊及調整片，通過螺栓與長翼軌連接，在岔枕之間護軌鑄出凹槽，可以方便可動心軌頂鐵的調整，見圖4。

圖4 高錳鋼整鑄護軌

(3)為改善列車運行條件，便于鋪設和維修，在鈍角轍叉范圍內軌距采用1 440 mm，常規交叉渡線設計中，軌距過渡在銳角轍叉趾端完成。而5.0、5.3、5.5 m渡線A(B)型轍叉采用可動心軌轍叉之后，心軌跟端延伸到銳角轍叉趾端，無法在銳角轍叉趾端完成軌距過渡，而在可動心軌部分完成軌距過渡會帶來轍叉結構及岔枕等較多部位的改動，所以在單開道岔導曲線終點前2 000 mm處軌距過渡到1 435 mm。

6.5 m及7.5 m間距交叉渡線由于線間距較大，心軌跟端未延伸到銳角轍叉趾端，故軌距過渡在銳角轍叉趾端完成。

5 實踐運營

直向速度200 km/h-60kg/m鋼軌12號系列交叉渡線2005年通過了鐵道部組織的驗收審查，并陸續在上海局、西安局、武漢局、鄭州局上道30余組，運營至今，使用狀態良好、運行平穩，各部檢測均符合線路標準要求;運行安全性提高，養護維修量減少，受到了用戶的肯定和歡迎。

［1］劉 皓，袁寶軍.直向速度200 km/h-60 kg/m鋼軌12號提速道岔的研制［J］.鐵道建筑，2006(9).

［2］鐵道第三設計院.道岔設計手冊［M］.北京:人民鐵道出版社，1975.