9号单开道岔转辙中部框架尺寸整治研究

唐元军

摘要受城市轨道交通线路设计速度的影响，在既有线路正线范围内铺设有大量的九号普通单开道岔。道岔作为线路运营的重要设备，其构造复杂，技术含量高，是城市轨道线路设备的薄弱环节。本文主要分析了某地铁线路9号单开道岔转辙中部框架尺寸偏大的问题，并提出了相应的整治措施与建议。

关键词 9号道岔；道岔框架；病害整治；

一、概况

改线路正线主要铺设有P60-9#道岔60组，分布于各个中间车站及折返线岔群，其主要技术参数及铺设条件如下：

1、道岔容许通过速度：直向95km/h，侧向35km/h。

2、道岔轨下基础采用合成轨枕（整体道床）。

3、转辙器采用11.2m60AT弹性可弯尖轨，尖轨尖端为藏尖式，弹性可弯跟端设间隔铁。

4、尖轨设2个牵引点，第一个牵引点动程为160mm，第二个牵引点动程为70mm，在正常情况下理论总扳动力为4000N，转辙机为S700K。

5、框架值为：1511mm；允许+3，-2mm；在尖轨尖至刨切跟部4775mm处测量。

目前四号线P60-9#道岔转辙中部（第二牵引点）框架存在普遍偏大的情况。

二、问题解析

框架值计算公式如下：

道岔转辙中部框架尺寸   W = + b +δ+ △

其中  -道岔尖轨刨切处轨距

b-尖轨轨头宽度

δ-轨距容许范围

△-尖轨和基本轨的离缝容许值

根据设计规范及维规要求

=1440mm，b=71mm，δ的允许值为+3、-2mm，△的范围为0、+1mm

即设计的中部框架尺寸设计的理论

上限值

=1440+71+3+1=1515mm

下限值

=1440+71-2+0=1509mm

根据现场测量情况，现场道岔转辙中部的框架值W为1515-1519mm，普遍大于理论标准值，从而导致以下问题：

当尖轨与基本轨密贴，即△<1mm时，尖轨中部轨距S = W - b – △为1444～1448mm，超过经常保养标准。

当轨距符合要求，即S为1438～1443mm时，尖轨非工作边与基本轨工作边之间存在缝隙.△= W - S – b >1mm 。尖轨与基本轨不密帖时，影响行车安全。

三、框架尺寸偏大的原因

1、施工方在道岔铺设时造成的框架偏大：

1.1施工方在进行道岔铺设时，未严格按照设计要求进行道岔铺装，致使道岔铺设完成后存在尺寸偏差；

1.2道岔在铺设过程中直外股钢轨方向没有拨直顺．就开始钉固钢轨等道岔全部钢轨钉固后在拨正钢轨方向．这样铺设道岔对各部分尺寸有一定的影响，而且使钢轨、道钉和岔之间形成一个扭矩力，机车车辆在通过道岔时方向、轨距都容易发生变化。

1.3钉固钢轨时盲目追求+3、-2而不考虑轨距变化率．有硬伤钢轨而不矫直机车车辆在通过道岔时方向、轨距同样容易发生变化

2、道岔在使用过程中，由于列车的反复冲击致使转辙中部框架变大；

2.1基本轨外侧轨距块与基本轨轨底边缘有缝隙，经过列车长时间的碾压，造成框架尺寸扩大；

2.2螺栓直径与垫板孔直径配合公差及螺栓、垫板锈蚀造成的螺栓直径变细，垫板圆孔扩大，加之制造误差导致轨距扩大；

四、存在危害

由于转辙中部框架值偏大，致使尖轨中部密贴无法满足要求。随着列车的运行，道岔尖轨和基本轨产生侧磨，尖轨轨头宽度逐渐变窄。道岔曲基本轨曲折矢度不良，将进一步影响列车通过时的运行状态，列车蛇形运动加剧，尖轨、基本轨磨耗率加快，出现尖轨作用边剥落掉块现象，道岔转辙部分设备进入恶性循环状态，更为严重的情况下会发生挤岔的严重影响运营的情况。

五、整治方案

经现场核查，该线路整体道床道岔滑床板的底板与其台板相焊接，铺设安装时钢轨内侧轨底边缘与滑床板承轨台槽边靠帖，没有调整余量。在原有的滑床板眼孔调整时最大理论值约有2mm，如果改动量较大时（将大轨距调小），在原有孔眼的的基础上进行调整根本无法满足维规要求。为了使设备达到正常使用状态，需通过改变孔位来整改中部框架，实现设备的理想状态。

措施一  改变道岔下合成轨枕的孔位

通过改变合成轨枕的孔位来实现滑床板的横向移动，从而使钢轨内侧轨底边缘与滑床板承轨台槽边出现空隙，为中部尺寸整改提供空间。改变合成枕的孔位，需先对原孔位进行封堵，待封堵胶水强度达到要求时，方可进行重新的钻孔。通过使用标准的钻孔设备进行打孔，待新孔位处理到位后，重新安装好滑床板，调整好轨距框架后恢复设备。

该线路轨枕合成枕采用日本开发的玻璃长纤维和硬质发泡聚氨酯复合材料合成枕，其主要特点为紧固螺栓抗拔强度高，施工方便，可在任何位置进行打孔处理。根据四号线合成枕的性能，目前国内部分厂家根据合成枕的成分研制出了相应的合成枕修补胶水，以其强度高、凝结迅速的特点完全可以满足该线路的作业时间条件，采用更新合成轨枕孔位的方式来整改框架尺寸具有较强的可行性。

措施二 改变滑床板孔位

通过设计一种加长滑床板（图一），扩长滑床板螺栓孔眼，改变滑床板两螺栓孔的中心距，在轨枕螺纹胶套位置固定情况下，实现滑床板的横向移动，同时加装月牙型垫片起到固定基本轨的作用。

图一

月牙型垫片可根据现场需求设计成3种规格的月牙型垫片，材料采用65Mn；屈服强度：800MPa，抗拉强度：1000MPa ；经热处理加工，硬度HRC42-47，表面做防锈处理。厚度为1mm、2mm、5mm，通过搭配组合，可以形成±8mm以下各种轨距调整量。加装月牙型垫片整改道岔框架，道岔滑床板无其他额外零配件，横向受力良好，可以根据实际需要进行轨距调整，方便后续的维修检查，经济实用。

六、施工流程

措施一：

1、在集中整治前期，对全线9号道岔转辙部位框架进行全面测量，对每组道岔需要调整的框架尺寸以及更换滑床板数量进行全面统计；

2、确认尖轨及基本轨状态，检查尖轨是否硬弯，同时在基本轨上定3-4个控制点，以确定基本轨原始状态；

3、信号专业拆除杆件，工务专业左右钢轨同时拆除大接头螺栓，地脚螺栓及轨撑；

4、拆除滑床板；

5、清理螺栓孔；

6、按一定比例调和合成枕修补液，对原螺栓孔进行封堵；

7、等胶水强大达到要求时，根据道岔的实际整改需求，使用标准的钻孔设备打孔；

8、清理新螺栓孔；

9、安装滑床板；

10、安装尖轨并检查尖轨密帖及反弹情况；

11、安装连接杆及信号动作杆和表示杆；

12、调整尖轨与基本密帖，调整滑床板空吊，使之与尖轨轨底之间的密帖；

13、作业完成，出清线路。

措施二：

1、在集中整治前期，对全线9号道岔转辙部位框架进行全面测量，对每组道岔需要调整的框架尺寸以及更换滑床板数量进行全面统计；

2、通过统计的需更换的滑床板数量，制定相关的施工方案和施工作业流程，并对按各规格加工满足作业需求的新型垫板及月牙垫片；

3、更换滑床板；

3.1确认尖轨及基本轨状态，检查尖轨是否硬弯，同时在基本轨上定3-4个控制点，以确定基本轨原始状态；

3.2信号专业拆除杆件，工务专业左右钢轨同时拆除大接头螺栓，地脚螺栓及轨撑；

3.3拆除旧滑床板；

3.4安装新滑床板，根据调查情况加装月牙型垫片调整定道岔框架尺寸，安装轨距杆，固定转辙部位框架；

4、安装尖轨并检查尖轨密帖及反弹情况；

5、安装连接杆及信号动作杆和表示杆；

6、调整尖轨与基本密帖，调整滑床板空吊，使之与尖轨轨底之间的密帖；

7、作业完成，出清线路。

七、整改效果

措施一

目前的措施一的整改方案还未在该线路进行实施，其效果待实施后方可最终定论。

措施二

通过对该线路两组道岔的整改实践后比较，整改后取得的效果：

1、道岔中部框架尺寸调整至理论值范围内，尖轨刨切面与基本轨工作边之间无缝隙，密贴状态良好，均满足列车运行安全的条件。

2、转辙部分轨向良好，轨面光带正常，尖轨磨耗情况得到减缓。

3、月牙型垫片对地脚螺栓固定作用良好，使用后不影响滑床板的使用功能。

4、道岔整体框架尺寸得到调整，几何尺寸变化减小，减少了维修用工，维修周期也得以延长。

八、两个措施的优缺点

措施一		措施二
优点	缺点	优点	缺点
1.预计效果较好，施工工艺操作流程简便；	1.合成枕修补液胶水的配合使用比控制不合适时，会影响道胶水的强度；	1.施工工艺流程简单，易操作；	1.月牙形垫片固定不稳固时，有跳出螺栓孔的可能；
2.满足四号线作业时间要求，具备较强可行性；	2.新螺栓孔钻孔技术要求难以把握；	2.作业需要时间短，在整改速度上有一定优势；	2.滑床板螺栓孔需改造的尺寸各异，种类繁多，加工时难以控制数量；
3.经济性能高；	3.若出现操作失误，致使新孔钻孔做失败，损坏合成枕后，无法立即进行合成枕更换；		3.整改完成后可能出现因月牙垫片滑动，错位等原因而引起框架再次偏差的可能；

九、综述

上述两种整改措施均能在一定程度上整改已出现框架偏差的道岔，但都存在一定的风险及缺陷。措施一所采用的锚固的方式进行整改，从理论上讲比措施二更为可靠，其效果有待进一步观察。对于四号线目前的作业时间条件，两各措施均具备较高的可行性。且均可以很好的运用到其他型号道岔转辙中部框架偏差问题的解决上，具有一定的实用性、通用性，并且地铁线路具有广泛的应用前景。

对于道岔框架偏差的问题，出现后的整改是一方面，但要从根本上减少甚至防止此类问题的出现，需从铺装道岔初期即进行严格的监控，尤其是滑床板卡槽位置处应预留足够的整改量，以减少后期运营维修的工作量。

参考文献

[1] 贾新忠;道岔转辙部分故障原因分析[J];煤矿机械;2001年09期

[2] 徐于富；普通单开道岔直尖轨与基本轨不密贴的原因及整治；《上海铁道科技》 1998年02期

[3]  铁道工程土建施工技术指南.化学工业出版社

[4]  铁道工务.中国铁道出版社

[5]  铁路工务作业指导书.中国铁道出版社