張遠(yuǎn)成

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)公司 工電檢測(cè)所，工程師，廣西 南寧 530029）

1 組合道岔大修的必要性

黎塘站位于湘桂線、黎湛線、黎欽線交匯點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著南寧局集團(tuán)公司全局性輔助編組任務(wù)。車站分一場(chǎng)和二場(chǎng)，一場(chǎng)為一級(jí)三場(chǎng)布局，分為東和西兩個(gè)客貨車到發(fā)場(chǎng)和一個(gè)解編調(diào)車場(chǎng)，二場(chǎng)主要作為客貨車到發(fā)場(chǎng)。

一場(chǎng)東場(chǎng)包含外包線在內(nèi)有10 個(gè)股道，主要接入柳州方向下行列車，發(fā)出其它3 個(gè)方向下行列車。西場(chǎng)包含湘桂線上行在內(nèi)有10個(gè)股道，主要發(fā)出柳州方向上行列車，接入其他3 個(gè)方向上行列車。解編調(diào)車場(chǎng)有分類線16條，駝峰牽出線2條，峰尾牽出線2條。

本次需要大修設(shè)計(jì)的三渡五交組合道岔和103#單開(kāi)道岔位于一場(chǎng)的西場(chǎng)柳州端道岔群內(nèi)。除103#單開(kāi)道岔為混凝土枕外，全部為50 kg/m 鋼軌木枕道岔，鋼軌銹蝕、磨耗嚴(yán)重，尖軌、基本軌、轍叉心傷損嚴(yán)重，木枕腐朽失效多，鋼軌與連接零件與枕木的聯(lián)結(jié)不牢靠，咽喉道岔，行車密度大，幾何尺寸難以保持，普通接頭多，養(yǎng)護(hù)困難，存在安全隱患。

為從根本上消除安全隱患，及時(shí)消滅機(jī)車走行線淘汰型木枕道岔，恢復(fù)和提高道岔設(shè)備強(qiáng)度，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量，保證運(yùn)輸安全持續(xù)穩(wěn)定，2018 年南寧局集團(tuán)公司下達(dá)了工務(wù)大修任務(wù)通知書(shū)，將既有50 kg/m 鋼軌木枕道岔更換為60 kg/m 鋼軌混凝土枕道岔。

2 道岔無(wú)縫化設(shè)計(jì)的基本思路

2.1 無(wú)縫道岔中鋼軌焊接形式無(wú)縫道岔中鋼軌的焊接方式主要有三種，全焊、半焊和道岔區(qū)全焊。全焊是指道岔區(qū)內(nèi)鋼軌全部焊接,且道岔前后鋼軌與區(qū)間線路鋼軌也焊接；另一種是僅道岔區(qū)內(nèi)直股鋼軌焊接,道岔前后也僅是直股鋼軌與區(qū)間線路焊接,側(cè)股仍為普通接頭聯(lián)結(jié),稱為半焊；第三種是道岔內(nèi)直、側(cè)股鋼軌均焊接,而道岔前后僅直股鋼軌與區(qū)間線路焊接,側(cè)股鋼軌與區(qū)間線路為普通接頭聯(lián)結(jié),稱為道岔區(qū)全焊。

2.2 受力情況全焊形式道岔直側(cè)股受力及伸縮位移呈對(duì)稱分布,但因岔后側(cè)股曲線將較大的溫度力傳遞給無(wú)縫道岔,各部件受力及變形較大；半焊形式的道岔在軌溫變化幅度不大、道床及扣件阻力較大、限位器強(qiáng)度足夠的情況下,對(duì)減緩無(wú)縫道岔中各鋼軌縱向力與變形比較有利；道岔區(qū)全焊可以降低無(wú)縫道岔中各部件的受力與變形,直側(cè)股受力與位移近似為對(duì)稱分布,在不宜采用半焊形式的條件下,采用道岔區(qū)全焊形式比較有利。

2.3 焊接形式的選用單開(kāi)道岔、單渡線道岔、復(fù)式交分道岔和交叉渡線道岔的無(wú)縫化已成熟應(yīng)用于既有普速鐵路和高速鐵路上，而組合道岔因多組道岔相互連接，開(kāi)通方向多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中的鋼軌縱向附加力會(huì)相互作用和影響，其受力與變形復(fù)雜多樣，目前關(guān)于其理論及應(yīng)用研究力學(xué)特性的相關(guān)研究較少，為滿足列車提速的需要，降低養(yǎng)護(hù)維修工作量，簡(jiǎn)化受力分析，本次大修設(shè)計(jì)僅對(duì)其直股進(jìn)行無(wú)縫化改造。

3 組合道岔無(wú)縫化設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 設(shè)計(jì)原則

1）采用60 kg/m-5.5m-1/9 三渡五交組合道岔（混凝土枕）為CZ582和CZ2504組合，替換既有木枕組合道岔。

2）新設(shè)計(jì)的組合道岔線型與既有木枕組合道岔滿足互換要求，復(fù)式交分道岔和菱形交叉中軸基本保持不變，可以適當(dāng)調(diào)整，但不能影響站場(chǎng)平面布置。

3.2 設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求表1 為既有與設(shè)計(jì)道岔類型和圖號(hào)對(duì)照表。

1）60 kg/m-1/12 單開(kāi)道岔，道岔圖號(hào)：SC330，岔枕圖號(hào)：SC330-500，橡膠墊板圖號(hào)：SC330-400；

2）60 kg/m-5.5m-1/9 交叉渡線混凝土枕道岔，道岔圖號(hào)：CZ582，岔枕圖號(hào)：CZ582Z；

3）60 kg/m-1/9 復(fù)式交分混凝土枕道岔，道岔圖號(hào)：CZ2504,岔枕圖號(hào)：CZ2504Z。

4）每組道岔（三渡五交組合道岔按13 組單開(kāi)道岔計(jì)）更換一級(jí)道砟108 m3，共計(jì)1512m3，道床砟肩寬0.45 m，堆高0.15 m，邊坡坡度為1:1.75。

5）同時(shí)將道岔前后各50 根非III 型軌枕更換為IIIa型混凝土枕，并更換新扣件。

6）轍叉采用合金鋼組合轍叉，轍叉前后直、側(cè)向鋼軌均加長(zhǎng)0.6m，導(dǎo)曲線下股及直向外股鋼軌相應(yīng)加長(zhǎng)，保持岔跟接頭對(duì)接。

7）道岔區(qū)內(nèi)直向、側(cè)向和之間的聯(lián)絡(luò)線采U75V（60N）淬火新鋼軌；道岔區(qū)外直側(cè)向至少更換一對(duì)U75V（60N）新鋼軌，與站線既有50 kg/m 鋼軌采用60-50 kg/m異型軌連接。

8）設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍為35±4℃，應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)施工。

9）位移觀測(cè)樁埋設(shè)：每組道岔設(shè)置3 對(duì)觀測(cè)樁，在4孔間隔鐵處設(shè)1對(duì)，在岔頭、岔尾處各設(shè)1對(duì)，兩組道岔間引軌長(zhǎng)度小于25 m 時(shí)，相鄰觀測(cè)樁可共用同1對(duì)樁。

表1 既有與設(shè)計(jì)道岔類型和圖號(hào)對(duì)照表

3.3 設(shè)計(jì)文件簡(jiǎn)述

1）103#單開(kāi)道岔采用全焊。

2）組合道岔中的單開(kāi)道岔（105#、123#、125#、127#、145#）和復(fù)式交分道岔（107#-113#、115#-121#、129#-135#、137#-143#、147#-153#）采用道岔區(qū)全焊，側(cè)向與菱形交叉（菱1#、菱3#和菱5#）采用普通接頭連接，直向及與線路采用鋁熱焊焊接或現(xiàn)場(chǎng)膠接處理。復(fù)式交分道岔無(wú)縫化詳見(jiàn)圖1，組合道岔中的單開(kāi)道岔無(wú)縫化詳見(jiàn)圖2，三渡五交組合道岔及103#單開(kāi)道組成的道岔群無(wú)縫化見(jiàn)圖3。

圖1 復(fù)式交分道岔無(wú)縫化示意圖

圖2 組合道岔中單開(kāi)道岔無(wú)縫化示意圖

圖3 三渡五交組合道岔無(wú)縫化示意圖

3）本次無(wú)縫化設(shè)計(jì)共消滅普通接頭72 對(duì)144頭，其中鋁熱焊接頭58對(duì)116頭，現(xiàn)場(chǎng)膠接絕緣接頭14對(duì)28頭，詳見(jiàn)表2。

表2 鋁熱焊(現(xiàn)場(chǎng)膠接絕緣)接頭數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語(yǔ)

該組合道岔的大修設(shè)計(jì),將岔區(qū)與直股鋼軌焊為整體，進(jìn)一步提高了線路的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了道岔“木改水和無(wú)縫化”的目標(biāo)，提高了軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有利于列車直向高速通過(guò)。為集團(tuán)公司大力推進(jìn)站線道岔無(wú)縫化改造，尤其是復(fù)雜情況下的組合道岔和道岔群無(wú)縫化探索，持續(xù)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化站場(chǎng)建設(shè)提供技術(shù)參考。2018年11月，柳州工務(wù)機(jī)械段根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求對(duì)三渡五交組合道岔及103#單開(kāi)道岔進(jìn)行施工改造后，改善了線路設(shè)備質(zhì)量，提高了線路的通行能力，減少了日常養(yǎng)護(hù)維修工作量，目前使用效果良好，滿足鐵路安全運(yùn)營(yíng)的要求。