印度尼西亞鐵路UIC54鋼軌12號單開道岔設(shè)計

摘 要：UIC54鋼軌12號單開道岔適用于印度尼西亞南蘇門答臘鐵路發(fā)展項目，道岔的設(shè)計、制造、檢驗及測試主要采用UIC國際鐵路聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)及ASTM美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。本次研究設(shè)計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設(shè)計、制造和現(xiàn)場多年的使用成果，較國內(nèi)60kg/m與50kg/m鋼軌12號單開道岔有以下創(chuàng)新點：（1）轉(zhuǎn)轍器部分尖軌采用9751mm長度 UIC54A高型對稱鋼軌制造，跟端設(shè)計為彈性可彎固定型跟端，尖軌與基本軌采用間隔鐵聯(lián)結(jié)固定，基本軌外側(cè)設(shè)置固定型軌撐。（2）轉(zhuǎn)換設(shè)備采用一點牽引、燕尾式外鎖閉結(jié)構(gòu)。（3）轍叉與護軌部分的護軌與轍叉中間設(shè)計增加支撐墊板有效增強其穩(wěn)定性。（4）轍叉采用高錳鋼轍叉和合金鋼轍叉兩種結(jié)構(gòu)形式任用戶選用。

關(guān)鍵詞：印度尼西亞鐵路；UIC54鋼軌；12號；單開道岔；設(shè)計

1 道岔平面設(shè)計

印度尼西亞南蘇門答臘鐵路發(fā)展項目采用UIC54鋼軌，道岔的平面設(shè)計主要依據(jù)印尼鐵路局的技術(shù)要求與UIC國際鐵路聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)及ASTM美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計、制造、檢驗及測試。本次研究設(shè)計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設(shè)計、制造和現(xiàn)場多年的使用成果進行優(yōu)化設(shè)計來滿足用戶要求。

1.1 道岔設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

（1）軌距：1067mm，以軌頂下14mm處工作邊測量。

（2）安裝時零曲線超高。

（3）道岔設(shè)計時速直線最高120km/h，曲線最高時速40km/h。

（4）最大曲線超高限制在70mm。

（5）軸重18噸。

1.2 平面設(shè)計說明

（1）道岔主要尺寸與印尼鐵路局技術(shù)要求的主要尺寸相同，全長29976mm，前長13984mm，后長15592mm。

（2）轉(zhuǎn)轍器尖軌采用9751mm長UIC54A高型對稱鋼軌制造，一點牽引、外鎖閉，跟端采用彈性可彎固定型結(jié)構(gòu)。

（3）轍叉為高錳鋼整鑄轍叉或合金鋼心軌組合轍叉兩種形式。轍叉采用高錳鋼整鑄轍叉時，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為UIC866-0。

（4）護軌為分開式結(jié)構(gòu)，采用UIC33鋼軌制造。

（5）軌下基礎(chǔ)為油浸防腐木岔枕。

（6）道岔不設(shè)軌底坡，剛性扣件。

（7）導(dǎo)曲線半徑為300m。

（8）可與既有線路道岔互換使用。

1.3 總布置圖設(shè)計

UIC54鋼軌12號單開道岔當(dāng)尖軌采用彈性可彎結(jié)構(gòu)時，一般采用曲線尖軌，以加大導(dǎo)曲線半徑。本道岔導(dǎo)曲線半徑為300m，可以改善列車側(cè)向通過時的運行條件。經(jīng)計算，當(dāng)尖軌尖端位置不變時，選用300m曲線半徑的方案，能滿足最小輪緣槽寬度的要求。

（1）道岔主要尺寸

道岔主要尺寸與印尼鐵路局技術(shù)要求的主要尺寸相同道岔全長29976mm，前長為13984mm，后長為15592mm，導(dǎo)曲線半徑為300m。

（2）轉(zhuǎn)轍器部分的尺寸確定

根據(jù)道岔的主要尺寸和岔枕間距布置，確定尖軌尖端至基本軌前端的距離為4637mm，采用半切線型曲線尖軌，尖軌長9.751m，尖軌半切斷面取為70mm，從尖軌尖端向后147mm作藏尖刨切，尖軌最大沖擊角1°10'14\"。

（3）轍叉部分的尺寸確定

轍叉為曲線轍叉，轍叉趾端至理論尖端距離2293mm，轍叉跟端至理論尖端距離3165mm。直向與側(cè)向護軌長度均設(shè)計為5000mm，對稱制作，護軌最大沖擊角1°59'43\"。與既有道岔相同，可與既有轍叉互換使用。

（4）枕木布置與牽引點位置

道岔的岔枕間距與既有道岔相同，道岔的轉(zhuǎn)轍器部分岔枕按垂直于道岔直股布置，第31根枕開始的轍叉部分岔枕垂直于轍叉角平分線，尖軌設(shè)一個牽引點，牽引點處枕木間距為625mm。（圖1）

由于此方案采用曲線尖軌，并加大了導(dǎo)曲線半徑，改善了列車側(cè)向通過時的平穩(wěn)性和舒適性，而且尖軌跟端為彈性可彎結(jié)構(gòu)，提高了尖軌跟端的穩(wěn)定性。缺點是轍叉為曲線轍叉。

以上平面設(shè)計方案，計算方法及主要參數(shù)與印度尼西亞發(fā)來的1067mm軌距UIC54鋼軌12號單開道岔布置要求一致，因此本道岔平面方案是可行的。

2 道岔結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 道岔主要結(jié)構(gòu)特點

（1）道岔區(qū)不設(shè)軌底坡與軌頂坡。結(jié)構(gòu)為帶鐵墊板的分開式扣件結(jié)構(gòu)，鐵墊板上部結(jié)構(gòu)為有螺栓雙圈彈簧墊圈扣件系統(tǒng)。

（2）轉(zhuǎn)轍器基本軌工作邊軌底內(nèi)側(cè)切削，考慮到基本軌的穩(wěn)定性，外側(cè)設(shè)置固定型軌撐，防止基本軌外傾。

（3）尖軌采用UIC54A鋼軌制造，尖端采用藏尖式，尖軌軌底內(nèi)側(cè)與基本軌軌底設(shè)計間隙5mm，跟端用成形銑刀加工成UIC54鋼軌斷面形狀，成型段長度500mm，過渡段長度100mm，保證與轉(zhuǎn)轍部分后邊UIC54鋼軌連接（圖2）。

（4）尖軌彈性可彎中心軌底兩側(cè)進行刨切（刨切寬度為34mm，長度為1600mm），以減小扳動力和不足位移（圖3）。

（5）為降低防止尖軌、基本軌方向位移的變化、行車的平穩(wěn)性及轉(zhuǎn)換設(shè)備的卡阻，尖軌跟端的傳力機構(gòu)采用間隔鐵結(jié)構(gòu)與基本軌連接。

（6）尖軌設(shè)置一個牽引點，設(shè)計動程為尖軌尖端測量130mm（圖4）。

（7）固定轍叉采用高錳鋼整鑄式或合金鋼心軌組合式，四肢與鋼軌用UIC54接頭夾板進行連接。

（8）護軌為可調(diào)分開式，采用UIC33鋼軌制造，護軌頂面高出基本軌頂面15.2mm，軌頭工作邊進行淬火。

（9）扣件為剛性扣件，采用扣鐵扣壓鋼軌。具體如下：a.扣壓UIC54鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側(cè)均安裝UIC54扣件； b.扣壓UIC54A鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側(cè)均安裝UIC54A扣件；c.扣壓與UIC54鋼軌連接的UIC54A加工過渡段鋼軌的扣件：鋼軌工作邊、非工作邊兩側(cè)均安裝UIC54扣件；

（10）墊板采用20mm厚的焊接墊板，為提高墊板的強度和使用壽命，本墊板設(shè)計全部用螺紋道釘固定于木枕上，以保證其穩(wěn)定性。

2.2 岔枕

道岔采用防腐木枕，木枕橫截面0.24×0.15m。木岔枕編號-06～30垂直于直線股道，編號32～45垂直于轍叉角平分線，其岔枕間距按道岔主線下股鋼軌量計。尖軌尖端牽引點處岔枕間距為625mm，轉(zhuǎn)轍器部分岔枕間距分別為600，630，640，650mm，導(dǎo)曲線部分岔枕間距為650，652mm，轍叉與護軌部分岔枕間距為560mm，岔內(nèi)接頭位置岔枕間距均為420mm。

2.3 工電接口

（1）轉(zhuǎn)轍機安裝在4.0m長的木岔枕上面的聯(lián)結(jié)墊板上，保證轉(zhuǎn)換設(shè)備的整體穩(wěn)定性。

（2）道岔采用一個牽引點外鎖閉裝置（圖5）。

= （3）尖軌設(shè)一個牽引點，尖端動程為130mm。采用國內(nèi)ZDJ9-170/4K型電動轉(zhuǎn)轍機對1067mm軌距UIC54鋼軌12號單開道岔轉(zhuǎn)轍部分進行轉(zhuǎn)換扳動測試試驗，滿足轉(zhuǎn)換動程為130mm的要求。

3 UIC54鋼軌12號單開道岔的創(chuàng)新點

本次研究設(shè)計的UIC54鋼軌12號單開道岔主要參考國外同型號道岔的設(shè)計、制造和現(xiàn)場多年的使用成果，較國內(nèi)60kg/m與50kg/m鋼軌12號單開道岔有以下創(chuàng)新點。

（1）尖軌采用UIC54A鋼軌、一點牽引、外鎖閉。為滿足印尼鐵路局要求用UIC54A鋼軌（UIC54A鋼軌的軌高和軌底寬度與UIC54鋼軌一致），經(jīng)過計算，采用長度為9751mm跟端設(shè)彈性可彎尖軌，可滿足轉(zhuǎn)換扳動、一個牽引點、外鎖閉的要求。

（2）道岔結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。一是基本軌工作邊軌底與尖軌貼合邊軌底需進行切削，為防止基本軌內(nèi)外傾斜，基本軌外側(cè)設(shè)置固定型軌撐；二是尖軌跟端設(shè)計為固定跟端，尖軌與基本軌采用間隔鐵聯(lián)結(jié)固定；三是為保證護軌墊板與查照間隔與護背距離的穩(wěn)定性，護軌與轍叉中間增加設(shè)計支撐墊板有效增強其穩(wěn)定性。

（3）轍叉采用高錳鋼轍叉和合金鋼轍叉兩種結(jié)構(gòu)形式。

4 結(jié)束語

UIC54鋼軌12號單開道岔的設(shè)計、試制、試鋪、印尼鐵路局驗收、批量生產(chǎn)及發(fā)運已經(jīng)完成，該道岔將在印度尼西亞國家南蘇門答臘鋪設(shè)上道使用。下一步我們將進行跟蹤觀察或向用戶回訪使用情況，為不斷優(yōu)化可持續(xù)改進積累經(jīng)驗，也為我國鐵路道岔的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

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作者簡介：王永利（1981，2-），男，助理工程師，河南省汝州市汝南工業(yè)區(qū)汝州鄭鐵三佳道岔有限公司技術(shù)部。