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        兗石線沭埠嶺站(GLC(09)04)無縫道岔設計方案研究

        2018-06-11 01:49:24周廣勇
        科學與財富 2018年12期

        周廣勇

        摘要:針對將既有有縫道岔無縫化,結合兗石線沭埠嶺站更換道岔工程實例,闡述了其對軌道結構、軌道穩(wěn)定性檢算過程。檢算結果表明:此道岔可以無縫化,道岔強度度、位移、穩(wěn)定性、斷縫滿足設計要求等。

        關鍵詞:無縫道岔;鎖定軌溫;位移;檢算

        1 引言

        跨區(qū)間無縫線路可以提高道岔區(qū)鋼軌接頭的連續(xù)性, 降低輪軌間的動力作用, 提高列車運行的平穩(wěn)性和舒適性, 已經(jīng)成為現(xiàn)代鐵路軌道結構的發(fā)展趨勢。而無縫道岔是發(fā)展跨區(qū)間無縫線路的一項關鍵技術。本文就鋪設無縫道岔的可行性進行探討。

        2 線橋概況

        沭埠嶺站GLC(09)04型道岔允許直向過岔速度最高為120km/h、側(cè)向為60km/h。沭埠嶺站既有設備狀況如下:(1)鋼軌:本次更換道岔地段兗石線下行、兗石線上行為60kg/m鋼軌普通無縫線路,臨沭大北聯(lián)線路為60kg/m標準軌線路。(2)軌枕、扣件及道床:本次更換道岔地段兗石線下行線路為Ⅱ型鋼筋混凝土枕,1760根/km配置,Ⅱ型彈條扣件;兗石線上行股線路為Ⅲ型鋼筋混凝土枕,1667根/km配置,Ⅱ型彈條扣件;臨沭大北聯(lián)線路為Ⅱ型鋼筋混凝土枕,1760根/km配置,Ⅱ型彈條扣件。

        3各項檢算

        3.1限位器螺栓強度檢算

        限位器采用4對M27高強螺栓副。根據(jù)《無縫線路設計規(guī)范》螺栓剪力計算如下:τ=4T/πd2。其中取T=143.7kN/2=71.85kN,d =27mm,則τ=125.5MPa。10.9s高強螺栓允許剪應力[τ]=415MPa,<[τ],因此,限位器螺栓強度滿足要求。

        3.2尖軌尖端縱向位移檢算

        根據(jù)《無縫線路設計規(guī)范》,尖軌尖端縱向位移f按下式計算:f=f?+f?-f?。

        式中,f?-尖軌跟端間隔鐵處最大縱向位移,取f?=7.4mm。f?-尖軌自由伸縮量,f?=α×△T×L,取線脹系數(shù)α=1.18×10-5/℃,最大溫差△T =45℃,尖軌長度L=17.27m,則f?=9.2mm。f?-基本軌在尖軌尖端處的位移,f?=0。

        因此,尖軌尖端最大縱向位移△L=16.6mm。18號道岔尖軌尖端處的允許縱向位移[△L] =±40mm,△L<[△L],檢算合格。

        3.3 心軌尖端縱向位移檢算

        根據(jù)《無縫線路設計規(guī)范》,要求檢算心軌尖端縱向位移,上面計算得到心軌縱向位移△f =3.5mm,18號道岔心軌尖端處的允許縱向位移[△f]=±20mm,△f<[△f],檢算合格。

        3.4 鎖定軌溫檢算

        1.允許溫降計算

        (1)采用60kg/m鋼軌,鋼軌允許應力[σ]=363.0MPa。軌枕布置:1667根/km,直線,支承剛度D=33kN/mm。速度系數(shù)α=0.72,偏載系數(shù)β=0.0,橫向水平力系數(shù)f=1.25。(2)計算結果。采用TDS計算得到:綜合動載系數(shù)Kd=(1+α+β)f=2.15,軌底動彎應力σd=141.1 MPa。鋼軌允許溫降[ΔTd]=81.3℃。

        2.允許溫升計算

        采用不等變形波長理論,計算中考慮了無縫道岔鋼軌縱向力不均勻性的影響,相當于8℃溫度力。用不同的變形矢度f值進行疊代,計算得到:1股鋼軌允許壓力 [P]=1974.0 kN;允許溫升 [ΔTu]=102.9 ℃;臨界溫升ΔTk=166.7 ℃

        安全系數(shù)K=1.6。

        3.鎖定軌溫檢算

        最高軌溫Tmax=60℃,最低軌溫Tmin=-16℃,允許溫升[ΔTu]=102.9℃,允許溫降[ΔTd]=81.3℃。設計鎖定軌溫范圍:26±3℃。校驗結果:最大溫升ΔTum=37.0 ℃ ≤ [ΔTu] 富余:65.9℃。最大溫降ΔTdm=45.0 ℃ ≤ [ΔTd] 富余:36.3℃。校驗結果:合格。

        4.斷縫檢算

        鋼軌類型:60kg/m,鋼軌溫降△Td=45℃,有砟軌道,斷縫允許值[λ]=8cm。計算結果為:左側(cè)斷縫λ1=1.6cm,右側(cè)斷縫λ2=1.6cm。斷縫λ=λ1+λ2 =3.2cm ≤ [λ]合格。

        4 結論

        (1)沭埠嶺站更換GLC(09)04型無縫道岔按《鐵路無縫線路設計規(guī)范》進行無縫道岔檢算,各項檢算結果均合格。(2)換鋪18號(GLC(09)04)無縫道岔后,當軌溫達到最大溫降幅度45℃時,兩組間隔鐵傳遞至基本軌的附加力為143.7kN,縱向力作用范圍為10.1m,該作用力起點至基本軌始端還有6.992m,不影響到道岔外的結構。因此,沭埠嶺站鋪設無縫道岔時,在考慮按相關規(guī)定在道岔間插入短軌后,無需考慮道岔之間的布置方式對無縫道岔的受力和位移影響。

        參考文獻:

        [1]TB 10015-2012 鐵路無縫線路設計規(guī)范[s].北京:中國鐵道出版社.2013

        [2]鐵運[2006]146號 鐵路線路修理規(guī)則.北京:中國鐵道出版社.2013

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