車輛減速器混凝土基礎的改進和研制

李凱華 高立中

李凱華:沈陽鐵路局沈陽裝卸機械配件廠 工程師 110044沈陽

高立中:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 副研究員100081 北京

國內編組站目前在用的駝峰車輛減速器工作原理大部分屬于浮軌重力式的，這些減速器在對車輛進行制動的過程中，車輛的重量、減速作用力的縱向沖擊和緩解時的垂向拍擊等，全部會作用在減速器混凝土基礎上，所以減速器基礎的工作條件非常惡劣。尤其是近年來，隨著車輛軸重的增加，上述各種作用力也成比例增加，原有的基礎所受沖擊更大。作為生產和設計者，我們認為非常有必要對基礎進行研究改進，以適應運營的需求，給廣大用戶提供更堅固、更省心、更耐用的產品。

1 原有軌枕板的結構形式

減速器的原有基礎形式為專用的鋼筋混凝土軌枕板，形狀如圖1所示。使用中，常用在目的制動位，如果站場的地質條件良好，軌枕板可以分散安裝;更多情況下，軌枕板會進行二次澆注，形成整體道床的形式，作為設備的整體性基礎來使用，如圖2所示。

圖1 原有軌枕板形式的減速器基礎

圖2 多塊軌枕板二次澆注成整體道床

2 軌枕板及整體道床存在的不足

現有軌枕板在生產、使用和維修等過程中，發現了以下一些不足之處:

1．生產環節質量難以保證。由于軌枕板鋼模的形狀復雜，垂直高度較高，振搗和脫模過程比較困難，不容易保證軌枕板的外觀質量，會產生氣泡和邊角破損。另外，在整體道床生產中，二次澆注會造成界面結合不良，在運輸中易形成裂紋，并在使用中帶來次生病害。

2．安裝中易出現破損。在多個站場減速器安裝中，因為固定座壓住基本軌，基本軌在工作過程中浮動拔起固定座螺栓，導致軌枕板混凝土破損，破損之后的混凝土凸臺會因整體性的破壞而降低強度，最終造成凸臺的破損。如圖3、4所示。

圖3 固定座壓基本軌導致拔裂

3．混凝土結構易受沖擊破損。混凝土力學性能的特點是其受壓和受拉的強度差異大，統計數據表明，抗拉強度與抗壓強度之比即ft/fcu=1/18～1/9，而減速器在制動過程中，基礎要受非常大的沖擊，尤其是高出的部分，有時會受彎曲產生拉應力，因而顯得相對薄弱一些。

圖4 軌枕板因整體性破壞而損壞

4．硫磺錨固螺旋道釘的問題。一是緊固扭矩過大時 (＞200Nm)，會造成混凝土開裂，如圖5所示;二是螺栓緊固不良時，螺栓受循環搖動作用易松動，進而造成混凝土破損，如圖6所示。

5．破損或磨損后維修困難。首先是時間緊張。由于減速器是連續工作的在用設備，尤其是間隔位，要點維修會對正常運營造成很大影響，只能利用每天半小時左右的短暫停輪時間進行維修。其次，混凝土制品維修工藝復雜，技術難度大。需要用環氧樹脂等材料，還要使用模板，并對環境溫度有要求。最后，維修完成后還需要靜停養護。

總之，以上問題給設備維修和售后都帶來了很大的工作量，影響基礎的使用壽命，很有必要進行改進。

3 減速器寬枕方案設計

針對上述問題，經過分析、研究和計算，尤其是參考了高速鐵路軌道板的設計思路和生產工藝，逐步形成了新的減速器寬枕的設計方案。

該方案的技術關鍵有以下5點:

1．簡化基礎形狀，使用規則大平面，去掉高出部分。

2．將原軌枕板高出部分用組焊的鋼結構臺座代替，并利用臺座聯接每側的曲拐支座。

3．將軌枕板與整體道床結合，一次澆注完成，每塊2.4 m，多塊拼接形成整臺。

4．所有錨固螺栓采用鋼螺紋尼龍套管 (自主專利技術)。

5．生產工藝采用高鐵軌道板形式的整體鋼模工藝，精度高，外觀好，壽命長。

具體形成的產品樣件如圖7所示，完成效果如圖8所示。

4 寬枕的生產、運輸及施工

為適應寬枕的生產，定制生產了整體性鋼模。該鋼模精度高，穩定性好，采用與高鐵軌道板相同的結構形式、高頻振動器及養護工藝，試用效果良好。另外，為適應該鋼模生產，中國鐵道科學研究院減速器生產基地 (沈陽裝卸機械廠)將混凝土攪拌生產線進行了改造升級，保證混凝土的質量和工藝需要。

1．運輸環節:每塊寬枕重8.5t，廠內運輸采用專用平板車，出廠運輸直接從整機組裝車間裝車，通過專用線發往全國各地。

2．施工過程:和以前設備安裝前需要提前在現場基礎上預裝零部件不同，采用新的減速器基礎后，可以把除制動軌外的所有機械部零件都在廠內組裝好，到施工現場后，將各塊寬枕單元吊裝到線路上，按坐標和中心對準拼接，穿基本軌，上制動軌，即可開通，大大降低了預裝工作量，縮短了寶貴的施工時間。

5 結論

經過改進和研制，新設計生產的減速器寬枕具有以下特點:

1．混凝土基礎采用高鐵軌道板技術工藝，尺寸和形位精度高，外觀質量好。

2．組焊的鋼結構臺座強度高，整體性好，承載、容錯、抗沖擊等能力大大提高。

3．可維修性能好。如磨損或意外損壞，機械零件維修和更換都比較方便。而減速器寬枕的正常使用壽命，預期可達到原來的2倍。

4．寬枕即整體道床，無二次澆注的不足。大部分機械零件可在工廠預裝，現場多塊拼接即可，施工安裝快捷。

5．所有錨固螺栓采用鋼螺紋尼龍套管 (自主專利技術)，強度高，絕緣好。

總之，通過這些改進措施，可以完全克服現有減速器基礎存在的不足，提高了質量和性能，延長了使用壽命，技術性能和經濟性能同步提高。這項技術也獲得了國家實用新型專利。

［1］ 李岱峰，郭祥熹，高立中等．T．JK/T．JY系列車輛減速器［M］ ．北京:中國鐵道出版社，2002．

［2］ 宋玉普，王清湘．鋼筋混凝土結構［M］ ．北京:機械工業出版社，2005．

［3］ 胡狄．預應力混凝土結構設計基本原理［M］ ．北京:中國鐵道出版社，2009．