重載鋼軌道口設計與應用

王 克 江

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 吉林 132001)

重載鋼軌道口設計與應用

王 克 江

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 吉林 132001)

針對以往道口存在的不足，提出一種新型道口鋪面形式。從鋪面板和道口平面設計兩方面闡明設計要點，并補充特殊道口設計方法。通過理論分析，并結合在工程中的應用，總結其適用條件及不足，為以后鐵路重載道口設計提供參考。

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1 設計背景

鐵路和公路運輸是主要陸地集散方式，鐵路道口是鐵路與公路交匯的重要設施，同時也是鐵路線路最薄弱的環節。就我國目前道口鋪面形式來看，主要有石材鋪面、木枕鋪面、混凝土鋪面和橡膠板鋪面等，以上道口鋪面各有優點，但也存在缺點，集中表現在強度低、難以承受重載的沖擊碾壓，造成鋪面破壞變形、維修周期縮短，維修費用高，嚴重時會影響到鐵路軌道的穩定，潛伏事故隱患。普通道口無法滿足頻繁有重型汽車通過的廠內或港區道口的需求。

2 設計步驟

道口設計主要分為以下6個步驟：

1)根據項目情況確定道口位置、道口長度、道路與鐵路線交角。根據周邊道路情況和車流量情況確定道口寬度和道口平臺長度；2)計算道口位置鐵路軌面高程，確定道口鋪面高程。測量既有道路地面高程，順坡和確定排水方向；調查路面結構，進行道口平臺設計；3)根據汽車荷載大小和經濟比較，選擇道口鋪面板；4)鋪面板設計(包括連接方式、所需材料、數量及尺寸設計)；5)鋪面板與線路路基接合點設計，鋪面板與道口平臺接合處設計，其他接合點設計；6)監護防護設計和其他防護設施設計。

3 設計要點

3.1鋪面板設計

每制作一條鐵路線的道口，一般需備齊18根鋼軌(鋼軌最短長度視道口寬度而定，有斷裂、裂紋或嚴重老化的鋼軌不宜采用)。其中10根鋼軌將用于鐵路線路兩鋼軌之間，線路鋼軌兩外側各用4根。

用預制的螺栓和間隔鐵串聯相鄰鋼軌，連接為整體鋼軌塊。間隔鐵尺寸如圖1所示，螺栓、螺母及墊片尺寸如圖2所示。

根據道口總長度確定道口鋪面中心位置，然后由中心向兩邊，交錯布置，便于安裝并使力量分散。如圖3所示分布形式確定螺栓連接位置，并在鋼軌軌腰處標出準確位置。確定所需間隔鐵和螺栓、墊片的數量。

由于線路鋪設的軌枕全為混凝土枕，線路鋼軌外側有螺栓、彈條和扣件，阻礙整體鋼軌塊靠近線路鋼軌，因此特將靠近線路鋼軌外側的那一根鋼軌在受螺栓及扣件位置影響的地方用鋸軌機鋸斷，并將剩下的每段鋼軌分別用間隔鐵與相鄰鋼軌連接。保證鋼軌塊放下后能充分接近線路鋼軌。并能將線路鋼軌的彈條、扣件露出來，方便日常養護維修。

用氣焊在鋼軌的對應位置鉆孔。檢驗符合連接要求后，將間隔鐵和螺栓、墊片等材料準備齊全后，對事先排好的鋼軌進行組裝。相鄰鋼軌與間隔鐵連接方式如圖4所示。

組裝完成后用C35以上混凝土澆筑填滿鋼軌之間的空隙，增強整體性。混凝土攪拌時控制好混凝土的坍落度，坍落度不宜過大或過小。振搗要均勻，防止有蜂窩出現，不應出現漏振或不振的狀況。每天對澆筑完成的鋼軌道口進行養護，保證養護時間達到18 d以上才可以使用(如果道口附近有條件完成組裝和現澆過程，建議提前將鋼軌運至該地)。

鋪砌道口前應先將道口范圍內相鄰混凝土枕端部之間用木枕墊平，軌枕的凹槽部分及其他空隙用碎石或細砂找平并夯實加強，保證各部位與軌頭平臺在同一平面。檢查滿足鋪裝要求后，將鋼軌塊放到對應位置，中間鋼軌塊與線路內股間的位置用木頭卡死，確保輪緣槽寬度在70 mm～100 mm范圍內，輪緣槽深度在45 mm～60 mm范圍內。線路外邊緣與鄰近鋼軌間的空隙及彈條扣件位置全用瀝青填實。線路兩邊鋼軌塊與道口平臺銜接地段也用瀝青填筑，壓實。具體如圖5所示。

如果道口有多條鐵路線路，則兩鐵路線間的部分填道砟，用細砂找平，壓實。然后放預制鋼筋混凝土塊，表面涂一層瀝青。

3.2道口平臺設計

根據道口設計規范要求，應在道口兩側欄木外設置道口平臺。

平臺長度：為了有利于道路上車輛在道口前停車和起動，從最外側鋼軌外5 m算起的平臺長度應不小于停留一臺車輛的長度，采用值如表1所示。

表1 道口平臺最小長度表 m

平臺寬度：與相鄰道路寬度相同。

平臺高度：設計平臺高程同道口鋪面高程，比道口位置軌面高程低5 mm，滿足“鐵路鋼軌頭部外側50 mm范圍內，道口鋪面應低于軌面5 mm”的要求。

平臺坡度：緊接道口平臺的道路縱坡不應大于表2規定的數值。

表2 緊接道口平臺的道路最大坡度 %

平臺路面結構：同相鄰道路路面結構。

4 特殊道口設計

4.1曲線道口

當設計道口的鐵路線為曲線時，相比鐵路線為直線的道口主要有以下兩點區別：

1)需要彎軌。彎軌半徑大小根據道口所在線路的半徑及每根鋼軌放置的位置確定。利用彎軌機對鋼軌進行彎軌。如果檢查鋼軌有斷裂及裂紋狀況，鋼軌不宜進行彎軌，因為容易在彎軌過程中鋼軌斷裂，打傷周圍人員。彎軌過程中控制好鋼軌的正矢，不宜出現正矢過大及過小狀況。把彎好的鋼軌進行一端對齊擺放。

2)需要部分加強。鐵路線路設計規范規定鐵路曲線地段不宜設置道口，如果由于條件限制將道口設在曲線上，則需要增加道床厚度，加強鋼軌之間的連接，并在道口附近對線路鋼軌增設軌距桿。

4.2寬道口

當道口寬度超過一根標準軌長度時，則需要將鋼軌接長。接長的方法有：

1)焊接。鐵路施工和維修過程中較常用。2)用魚尾板連接。至少需要六對魚尾板，具體連接方式如圖6所示。

5 適用條件與不足

5.1適用范圍

1)適合普通道口和貨運量大、有重載貨物列車通過的道口；

2)適合于廢棄鋼軌較多，或鋼軌取材容易的道口。

5.2存在的不足

1)間隔鐵和螺栓均需提前預制，且不同型號鋼軌對應不同規格的間隔鐵；

2)軌枕表面高低不平，向下傳力不均勻，采用橋枕可改善，但造價提高；

3)兩側的鋪面板受彈條、扣件位置的影響較大。

6 結語

鋼軌鋪面道口在包鋼新體系鐵路專用線工程道口設計中采用，并于2013年9月施工完成后開始通車。包鋼廠內貨運頻繁，且全為重載貨運汽車，最高可達200 t以上，運營至今未發現任何損壞或異常，且鋼軌道口鋪面在過往車輛的碾壓和磨耗作用下，變得光滑亮麗，道口整體美觀大方。此次應用收到很好的成效，并計劃將鋼軌道口在其他頻繁有重載車輛通過的公路—鐵路平交道口中繼續推廣使用。

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Thedesignandapplicationofoverloadedrailcrossing

WangKejiang

(JilinRailwaySurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Jilin132001,China)

In view of the deficiency of existing crossing, a new type of crossing pavement is put forward. The design points are expounded from two aspects of panel design and crossing plane design, and the design method of special grade crossing is added. Theoretical analysis, combined with the application in engineering, summarizes its applicable conditions and shortcomings, it will provide reference for the design of railway heavy haul crossings.

crossing, rail, pavement, design, railway

1009-6825(2017)30-0134-03

2017-08-18

王克江(1988- )，男，工程師

U213.81

A