60-12號道岔可動心軌轍叉改造設計與施工

施慶峰

(中鐵寶橋集團有限公司，陜西 寶雞 721006)

1 概述

60 kg/m鋼軌12號(Vz200，CZ2516系列)提速改進型可動心軌轍叉單開道岔(以下簡稱“CZ2516系列道岔”)是在保持60 kg/m鋼軌12號提速可動心軌轍叉單開道岔(圖號：鐵聯002)線型不變的前提下，結合同類產品使用中出現的病害，于2004年優化改進而研制的道岔產品，廣泛應用于我國主要鐵路提速干線，為鐵路大提速做出了重要貢獻。

“CZ2516系列道岔”在浙贛線、京滬線經過近十年的運營后，長、短心軌等關鍵部件已接近疲勞極限，但轉轍器、導曲線及其岔枕仍可繼續使用。結合160 km/h區段該型號道岔的運營實際及固定型道岔就可滿足160 km/h線路運營要求的特點[1]，提出了將160 km/h區段可動心軌轍叉改造為固定型轍叉。

2 設計原則及標準

2.1 設計原則

1)確保可動心轍叉改造后，固定型轍叉部位相關結構安全可靠，滿足直向160 km/h運營要求。2)保留轉轍器、導曲線及整組岔枕，降低改造成本。3)適應跨區間無縫線路焊接要求。4)減少岔枕、轍叉、護軌等零部件種類，方便用戶備料。5)減少現場換鋪的維修工作量。

2.2 設計、制造標準

1)標準軌距鐵路道岔 (TB/T 412)。2)合金鋼組合轍叉(TB/T 3467)。3)鐵路道岔的容許通過速度(TB/T 2477)。

3 固定型轍叉總體設計

“CZ2516系列道岔”和“60 kg/m鋼軌12號單開道岔(專線4249)”道岔導曲線半徑同為350 m，導曲線均與道岔中心線相切，前長同為16 592 mm；道岔中心及導曲線終點距可動心軌轍叉軌距線交點的距離(固定型轍叉理論岔心)均相同(如圖1所示)。

可動心軌轍叉軌距線交點到其趾端距離4 438 mm。固定型轍叉理論中心到其趾端距離為2 038 mm。以上兩數據相差2 400 mm。兩種類型道岔導曲線終點位置相同。根據方案審查會的審查意見，提出如下設計:

1)可動心轍叉區51號～71號岔枕全部移除，更換為專線4249道岔對應的岔枕。2)51號～71號岔枕對應的可動心轍叉組件、電務設備、護軌及墊板全部移除，用專線4249道岔相應范圍部件(叉心為合金鋼拼裝轍叉)替換。

4 結構特點

4.1 合金鋼拼裝轍叉

“專線4249”道岔配套用合金鋼拼裝式轍叉主要結構設計如圖2，圖3所示，具有以下特點。

1)轍叉設置軌底坡，可以和線路平順連接。

2)轍叉的叉心、翼軌、心軌之間均采用間隔鐵和高強螺栓連接，并使用防轉片防止螺栓松動。

3)合金鋼叉心軌腰采用楔形結構，可防止心軌、翼軌上下錯動，提高轍叉穩定性。

4)轍叉的叉心采用高強度、高耐磨的貝氏體合金鋼制造，可提高轍叉使用壽命。

5)翼軌及叉跟軌采用在線熱處理軌。

經過運營實踐表明，該合金鋼轍叉完全可以滿足160 km/h運營要求。

4.2 合金鋼拼裝轍叉改造設計

1)加長處理。可動心轍叉移除后，為繼續使用既有導軌，理論上合金鋼轍叉需趾端加長2 400 mm，跟端加長5 400 mm[2]。根據改造施工的實際情況，為了減少熱影響區影響，合金鋼轍叉趾端實際加長值為3 000 mm，跟端實際加長值為6 000 mm。2)扣件系統。“專線4249”道岔采用彈條Ⅱ型扣件，針對此次轍叉改造，為保持與線路運營的“CZ2516-A”道岔扣件一致，轍叉扣件更換為Ⅲ型彈條扣件(見圖4)。

4.3 岔枕

將既有的序號51～71岔枕替換為“專線4249”道岔序號51～71岔枕，其余岔枕不變。

4.4 護軌

直向、側向護軌均與“專線4249”道岔護軌保持一致。直、側向護軌長度分別為6 900 mm,4 800 mm,護軌采用槽型鋼軌制造。

4.5 墊板與混凝土岔枕連接方式

墊板與混凝土岔枕連接方式按《道岔軌下基礎優化結構組裝鋪設技術條件》(運基線路[2004]440號)文件的規定執行。板下橡膠墊板相對于采用Ⅱ型岔枕螺栓時，圖號、外形尺寸、孔中心位置及偏心距均不變，橡膠墊板孔徑修改為φ43 mm,溝槽設計按相關規定執行。

混凝土岔枕連接螺栓系統如圖5所示。

4.6 電務轉換設備

拆除可動心軌轍叉部位電務轉換設備。信號系統做相應調整。根據方案審查意見，直接拆除轍叉部位電務設備后，對道岔整體信號控制并無影響。

5 既有線改造施工

道岔換鋪施工在運營線“天窗點”進行。為減少對運營線路的影響，采用側位預鋪固定型轍叉軌排、既有可動心轍叉移除相結合的方式進行。側位預鋪在改造施工前提前進行，天窗時間切割道岔，移除可動心轍叉，固定型轍叉橫移就位，改造用時約2 h。

5.1 側位預鋪[3]

在正線外側，預鋪固定型轍叉(如圖6所示)。施工順序：搭設枕木垛→鋪設混凝土枕→吊裝道岔，配導軌→組裝道岔→調整預鋪道岔幾何尺寸。

5.2 精確測量

根據可動心轍叉軌距線交點與固定型轍叉理論叉心重合的特點，選取既有可動心轍叉上某一固定點(如翼軌跟端)以確定轍叉軌距線交點位置，再根據設計中加長合金鋼轍叉的趾長值5 038 mm及跟長值9 954 mm確定既有導曲線切割點位置。需要注意的是，切割位置應避開原有焊接點至少600 mm(1個岔枕間距)。

5.3 移除可動心軌轍叉

移除可動心軌轍叉具體順序為：拆除可動心轍叉電務轉換設備→松開切割點前后各2組扣件→切割導曲線鋼軌以及轍叉后導軌→可動心軌轍叉軌排整體起道→搭設枕木，安裝滑道，橫移可動心轍叉軌排出岔位。

5.4 固定型轍叉就位

固定型轍叉就位具體順序為：安裝滑軌，牽引固定型軌排至岔位→采用拉軌機縱向調整固定型轍叉軌排，與前后導軌對接→鋪砟整道(如圖7所示)。

6 結語

60 kg/m鋼軌12號(Vz200，CZ2516系列)提速改進型可動心軌轍叉單開道岔改造是根據實際運營狀況，結合線路運營速度的特點設計的，采用成熟、可靠的合金鋼轍叉技術，現場施工方便，操作性強，具備推廣應用的條件，目前上海局等路局管內已經完成改造，多年運營檢驗，滿足線路改造要求。同時，也可根據“CZ2516系列”道岔，對不同的道岔扣件類型進行調整，滿足不同工況使用需求[4]。