大秦重载铁路75kg钢轨道岔技术指标研究.pdfVIP

大秦线重载铁路道岔发展思路与主要技术指标研究

一、存在问题

2007年和2008年大秦重载铁路分别完成了3.0和3.5亿吨运量，2009年将分别实

现4.0亿吨运量。

大轴重（25吨）、高密度（行车间隔最短3~5分钟）和大运量（3.0亿吨）是大秦重

载铁路的“三大特征”，在这种极其严酷的运行条件下，道岔部件（包括基本轨、尖轨，

固定辙叉翼轨及心轨，可动心轨辙叉翼轨、心轨，钢轨接头等）的磨损和伤损（垂磨、

侧磨、压溃、掉块等）远远大于普通线路道岔，引发部件损伤的原因是综合性的，涉及

到道岔平面线型、结构设计、部件材质、制造工艺等众多因素。就大秦重载铁路而言特

殊的运行条件和不能及时维修（行车间隔时间短，上道维修作业极为困难、天窗时间里

主要更换损坏部件、无精力进行维修作业）是引发部件损伤和道岔主要部件的平均使用

寿命短于普通线路同型号道岔的主要原因。

大秦铁路在用道岔有两种，一种是固定型道岔，辙叉为高锰钢铸造辙叉和合金钢组

合辙叉。另一种是可动心道岔，辙叉为单肢弹性可弯结构。其中固定型道岔占绝大部分。

不同类型道岔及其部件的使用寿命列于表1，分析表中的数据可得：

1在重载线路上高锰钢辙叉平均使用寿命与普通线路接近，属基本正常范围，而可

动心轨辙叉的平均使用寿命远远低于普通线路，没有发挥其使用寿命长的特点。

2曲线尖轨在短时间内即磨耗、压溃、掉块严重，在重载线路上平均使用寿命远远

低于普通线路。

另外、重载铁路道岔在轨线中断部位（钢轨接头）和刚度突变部位（间隔铁等）及

轨腰螺栓孔部位，轨顶面的压塌及磨耗均明显增加，这是普通线路道岔所不多见的现象。

表1道岔部件使用寿命

部件名称普通线路重载线路

曲线尖轨3~4亿吨1.0~1.5亿吨

高锰钢辙叉1.0~1.5亿吨0.8~1.3亿吨

合金钢辙叉2.0~2.5亿吨正在试用

可动心轨辙叉5.0~8.0亿吨1.5~2.5亿吨

二、发展思路

根据大秦铁路的运营条件，研制新型道岔和优化既有道岔结构有如下几个原则。

1道岔及其部件应易于更换，以适应高密度的行车条件、减少更换作业时间，减小

作业强度。

2道岔及其部件应长寿命，以延长更换周期，减少对行车的影响。

3道岔及其部件应易维修或免维修，以适应大秦铁路养护维修的现状，不应因维修

不及时而严重影响其使用寿命。

4道岔扣件系统（包括弹条扣件、紧固螺栓及垫板）中，除有个别滑床板、侧后垫

板断裂及台板开焊外，总的破损率较低，其强度基本满足使用要求；Ⅲ型岔枕的强度和

寿命能够满足使用要求；电务设备总体可以适应重载运输要求。优化既有道岔结构时，

应保持道岔全长及中线尺寸不变、扣件系统、岔枕及电务转换设备基本不变。

5固定型辙叉以其造价低、易更换、维修工作量小的有点，受现场喜爱，比较适应

大秦铁路养护维修的现状。对既有固定型锰钢辙叉的结构、材质、加工工艺进行优化，

延长其使用寿命是重载道岔发展的方向。拼装式合金钢固定型辙叉在既有线使用良好，

使用寿命高于固定型锰钢辙叉，可以考虑在重载线路小范围试用。

6大秦铁路可动心轨辙叉的平均使用寿命远远低于普通线路，只是略长于固定型辙

叉，不能适应大秦重载铁路的运营条件和养护维修的现状。而且可动心轨道岔造价高，

难于更换、对养护维修要求苛刻，养护维修成本很高。因此可动心轨道岔不适应重载铁

路。

7大秦铁路采用75kg/m钢轨配Ⅲ型枕的轨道结构，由于75kg/m钢轨的抗弯刚度远

大于60kg/m钢轨，因此在相同的钢轨支点刚度的条件下，轨道的整体刚度大幅度提高。

在动轮载的作用下，轨道的变形小，造成轮轨接触应力急剧增大，区间钢轨的磨耗、剥

离、掉块严重。在道岔区的翼轨跟部，间隔铁连接翼轨和心轨使得轨道刚度突变，造成

钢轨顶面的压塌及磨耗增加。应对重载铁路道岔（75kg/m钢轨）特有的刚度问题开展研

究，并对弹性垫层进行设计优化，选取合适的扣件系统刚度和轨道刚度，解决刚度过大

和刚