文/趙景坤
美國(guó)軌道的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采用美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)制定的《AREMA 鐵路工程手冊(cè):2.1 鋼軌規(guī)范》,這一文件2004年進(jìn)行過(guò)一次修訂,目前美國(guó)一直采用此規(guī)定作為各種類(lèi)型鐵軌鋪設(shè)的依據(jù)。
1.2.1 《43kg/m~75kg/m 熱軋鋼軌訂貨技術(shù)條件》(TB/T 2344—2003)
這一文件是我國(guó)制定的關(guān)于43kg/m~75kg/m 熱軋鋼軌的相關(guān)鋼材制作技術(shù)規(guī)范,這一標(biāo)準(zhǔn)由于制定時(shí)期較早,所以參考當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)較多,也結(jié)合了我國(guó)部分鋼軌生產(chǎn)廠的技術(shù)情況,適用于既有線熱軋鋼軌。
這種鋼軌在我國(guó)鐵路發(fā)展早期應(yīng)用較多,但是這一標(biāo)準(zhǔn)由于當(dāng)時(shí)技術(shù)等條件的限制,有不少規(guī)定都適當(dāng)放寬了標(biāo)準(zhǔn)范圍[1]。
1.2.2 《熱處理鋼軌技術(shù)條件》(TB/T 2635—2004)
這一標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)我國(guó)鐵路事業(yè)發(fā)展進(jìn)程修訂的,適用于既有線熱處理鋼軌。由于我國(guó)鋼軌制造技術(shù)的發(fā)展,規(guī)定中的鋼材尺寸等要求也變得更嚴(yán)格。
美國(guó)與我國(guó)的鐵路標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中都充分考慮了本國(guó)的技術(shù)水平,靈活地結(jié)合國(guó)外先進(jìn)水平,所以美國(guó)與我國(guó)鐵路鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)都體現(xiàn)了很強(qiáng)的實(shí)用性。
美國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)不多,主要只依靠《AREMA 鐵路工程手冊(cè):2.1 鋼軌規(guī)范》作為施工標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)了美國(guó)鐵路鋪設(shè)工程的統(tǒng)一性,也體現(xiàn)了這一規(guī)范的全面性。而中國(guó)鐵路規(guī)范較多,是因?yàn)橹袊?guó)鐵路事業(yè)發(fā)展迅速,同時(shí)每個(gè)新的規(guī)范在制定過(guò)程中都更加貼合中國(guó)國(guó)情,體現(xiàn)了中國(guó)鐵路技術(shù)的不斷優(yōu)化性[2]。
美國(guó)按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)將鋼軌型號(hào)分為七種,而這七種型號(hào)是按照三種不同的設(shè)計(jì)方式與測(cè)量方式得來(lái)的,所以鋼軌型號(hào)又分為ASCE、RA、RE 三種。施工過(guò)程中常用的型號(hào)劃分為以下七種:
第一種是ASCE25,這是一種小尺寸的鋼軌,頭寬為38.1mm,高度為69.85mm,底板厚度與高度相同為69.85mm,腰厚為7.54mm,單重較輕,為12.4kg/m 左右,材質(zhì)一般選用700 材質(zhì),長(zhǎng)度在6~12m 這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第二種是ASCE30,是一種小尺寸的鋼軌,頭寬為42.86mm,高度為79.38mm,底板厚度與高度相同為79.38mm,腰厚為8.33mm,單重較輕,為14.88kg/m左右,材質(zhì)一般選用700 材質(zhì),長(zhǎng)度在6~12m 這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第三種是ASCE40,這也是一種小尺寸的鋼軌,頭寬為47.62mm,高度為88.9mm,底板厚度與高度相同為88.9mm,腰厚為9.92mm,單重較輕,為19.84kg/m左右,材質(zhì)一般選用700 材質(zhì),長(zhǎng)度在6~12m 這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第四種是ASCE60,這是一種常見(jiàn)尺寸的鋼軌,頭寬為60.32mm,高度為107.95mm,底板厚度與高度相同為107.95mm,腰厚為12.3mm,單重為29.76kg/m左右,材質(zhì)一般選用700 材質(zhì),長(zhǎng)度在6~12m 這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第五種是ASCE75,這是一種常見(jiàn)尺寸的鋼軌,頭寬為62.71mm,高度為122.24mm,底板厚度與高度相同為122.24mm,腰厚為13.49mm,單重為37.2kg/m左右,材質(zhì)一般選用900/A110 材質(zhì),長(zhǎng)度在12~25m這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第六種是ASCE85,這是一種常見(jiàn)尺寸的鋼軌,頭寬為65.09mm,高度為131.76mm,底板厚度與高度相同為131.76mm,腰厚為14.29mm,單重為42.17kg/m左右,材質(zhì)一般選用900/A110 材質(zhì),長(zhǎng)度在12~25m這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi);
第七種是90RA,這是一種常見(jiàn)尺寸的鋼軌,頭寬為65.09mm,高度為142.88mm,底板厚度與高度不同為130.18mm,腰厚為14.29mm,單重為44.65kg/m 左右,材質(zhì)一般選用900/A110 材質(zhì),長(zhǎng)度在12~25m 這個(gè)范圍區(qū)間內(nèi)[3]。
中國(guó)按照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)將鋼軌型號(hào)分為十五種,例如75kg/m、65kg/m 和QU70kg/m 等。而這十五種型號(hào)是按照三種不同的道路應(yīng)用劃分得來(lái)的,所以鋼軌型號(hào)又分為輕型鋼軌型號(hào)、重型鋼軌型號(hào)和起重鋼軌型號(hào)三大類(lèi)。其中輕型鋼軌型號(hào)的鋼軌材質(zhì)包括Q235和55Q 兩種,重型鋼軌型號(hào)的鋼軌材質(zhì)包括45MN 和71MN 兩種,起重型鋼軌型號(hào)的鋼軌材質(zhì)一般用U71MN 一種鋼材制作。而無(wú)論是哪種型號(hào)的鋼軌,都只有兩種長(zhǎng)度可以選擇,一種是12.5m,一種是25m,這樣在鋪軌工程中更加容易施工[4]。
美國(guó)與中國(guó)在鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的劃分上,都進(jìn)行了規(guī)定,由此可以看出鋼軌長(zhǎng)度需要在一定范圍區(qū)間內(nèi),才能既保證減少鋼軌切割與運(yùn)輸所需物資,又保證鋼軌在實(shí)際鋪設(shè)中便于應(yīng)用。
中國(guó)對(duì)于鋼軌型號(hào)的劃分,主要依照鋼軌應(yīng)用的道路類(lèi)型和鋼軌每米長(zhǎng)的重量進(jìn)行。而美國(guó)對(duì)于鋼軌型號(hào)的劃分,主要依照鋼軌的不同設(shè)計(jì)方式進(jìn)行,并且在鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度上,美國(guó)并沒(méi)有做出明確規(guī)定,而中國(guó)規(guī)定了兩種長(zhǎng)度作為鋼軌鋪設(shè)過(guò)程中鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。由此可以看出,我國(guó)對(duì)于鋼軌類(lèi)型的劃分更加細(xì)致,所以在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中,鋼軌的命名方式也更加貼合實(shí)際,施工過(guò)程中更加便于操作。
美國(guó)常見(jiàn)鐵路交通施工中的鋼軌斷面單重集中在一個(gè)比較緊湊的區(qū)間范圍內(nèi)——57~73kg/m,經(jīng)常用于生產(chǎn)的有六種:57kg/m、60kg/m、65kg/m、66kg/m、68kg/m 和73kg/m。而這六種類(lèi)型的鋼軌都會(huì)按照以下三種尺寸進(jìn)行生產(chǎn):39ft、78ft、82ft,也就是對(duì)應(yīng)12m、24m、25m 這三個(gè)長(zhǎng)度,相對(duì)來(lái)說(shuō)尺寸較短。
中國(guó)常見(jiàn)鐵路交通施工中的鋼軌斷面單重處于一個(gè)相對(duì)寬泛的區(qū)間范圍內(nèi)——37~75kg/m,經(jīng)常用于生產(chǎn)的有六種:37kg/m、38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m 和75kg/m,類(lèi)型分布較為均勻。而這六種類(lèi)型的鋼軌都會(huì)按照以下三種尺寸進(jìn)行生產(chǎn):12.5m、25m、50m 這三個(gè)長(zhǎng)度,長(zhǎng)度類(lèi)型較為均勻,中國(guó)國(guó)內(nèi)攀鋼和包鋼技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到可以生產(chǎn)100m 的水平。
鋼軌斷面和長(zhǎng)度的規(guī)定,主要是為了盡可能地生產(chǎn)更加標(biāo)準(zhǔn)、型號(hào)統(tǒng)一的長(zhǎng)定尺鋼軌。這種類(lèi)型的鋼軌在生產(chǎn)過(guò)程中相較于其他鋼軌來(lái)說(shuō)生產(chǎn)效率比較高,而且成材率表現(xiàn)非常良好,對(duì)生產(chǎn)工藝十分友好,還能在生產(chǎn)過(guò)程中去掉一般鋼軌兩端都存在的可能影響鋼軌質(zhì)量的矯直部分和探傷盲區(qū)。同時(shí)長(zhǎng)度越長(zhǎng)鋼軌焊接所需的次數(shù)越少,即焊接頭越少,這樣的鋼軌在質(zhì)量相同的條件下更安全,列車(chē)在鋼軌上運(yùn)行的平順性也可以得到一定的保證。所以許多國(guó)家對(duì)于鋼軌斷面和長(zhǎng)度的規(guī)定,都是按照本國(guó)鋼材生產(chǎn)技術(shù)最大化確定的。
在美國(guó)與我國(guó)鋼軌斷面和長(zhǎng)度的比較過(guò)程中發(fā)現(xiàn),兩國(guó)的斷面單重和長(zhǎng)度類(lèi)型都是多樣的,不同長(zhǎng)度的鐵軌組合方式是多樣的,這樣可以提高施工過(guò)程中的便捷性。而不同類(lèi)型的鋼軌可以應(yīng)用的場(chǎng)合不同,可以根據(jù)施工使用目的的不同更加靈活地選用不同的斷面。
我國(guó)對(duì)鋼軌斷面單重與長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍都比美國(guó)要寬泛,同時(shí)鋼軌斷面和長(zhǎng)度在所規(guī)定的范圍內(nèi)不同類(lèi)型間的差距相較于美國(guó)分布更加均勻。這也就是說(shuō),一方面,我國(guó)在鋼軌生產(chǎn)技術(shù)方面已經(jīng)在一定程度上領(lǐng)先于美國(guó)了;另一方面,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)下的鋼軌斷面和長(zhǎng)度更加符合我國(guó)軌道施工的實(shí)際要求,換言之,我國(guó)已經(jīng)擁有了一套屬于我們自己的鐵路標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng),我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段。
鐵路施工過(guò)程中至關(guān)重要的一項(xiàng)工作就是鋪軌工程,鐵軌鋪設(shè)的好壞直接關(guān)系到列車(chē)能否發(fā)揮設(shè)計(jì)的效用,也關(guān)系到鐵軌和列車(chē)的使用壽命。在比較美國(guó)與中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)中的鋪軌工程后發(fā)現(xiàn),中國(guó)鐵路事業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了較高水平,但尚有需要完善的地方。為此,在鋪軌工程施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做到嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),確保鐵路施工鋼軌質(zhì)量。同時(shí),希望開(kāi)展深入研究以推動(dòng)中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)朝更加規(guī)范化的方向發(fā)展,促進(jìn)鋪軌工程的科學(xué)化發(fā)展。