铁路轨底坡

2020年7月8日00:00:42

为了使机车车辆轮对在线路两股钢轨上运行灵活、平稳,并且能顺利地通过直线,曲线和道岔,车轮踏面均有一定的锥度。我国铁路早期车轮具有1/20和1/10斜坡的锥形踏面,如图1所示。

图1 20世纪80年代前车轮踏面示意(单位:mm)

车轮在运行中轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是1/20斜度范围,1/10斜度踏面只在小半径曲线上与轨顶接触。

由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是1/20的斜坡,为了使钢轨轴心受力,钢轨也要有一个向内的倾斜度,因此轨底就得有一个斜坡,即轨底坡。

我国铁路在1965年以前把轨底坡定为1/20。但在机车车辆的动力作用下,轨道被弹性挤开,轨枕产生挠曲和弹性压缩,加上垫板与轨枕不密贴、道钉的扣压力不足等因素,实际轨底坡与原设轨底坡有较大的出入。另外车轮踏面经过一段时间的磨耗后,原来1/20的斜面也接近1/40的坡度。所以1965年以后,把轨底坡改为1/40。1965年以前生产的钢轨垫板和混凝土轨枕承轨槽的坡度均为1/20,1965年以后随着轨底坡的改变,也把垫板和承轨槽的坡度改为1/40。

应当说明,以上所述轨底坡的大小是钢轨在不受列车荷载作用情况下的理论值。在巨大的列车动荷载作用下,轨道各部件将会产生不同程度的弹性和塑性变形,因此理论上的1/40轨底坡在列车动荷载作用下不一定仍是1/40。轨底坡设置是否正确,可根据钢轨顶面上被车轮磨出的光带位置来判定。如光带偏离轨顶中心向内,说明轨底坡不足;如光带偏离轨顶中心向外,说明轨底坡过大;如光带居中,说明轨底坡合适。

20世纪80年代后,我国铁路车轮踏面不再是锥形踏面而改为磨耗型踏面,如图2所示。由于轨底坡不好调整,通常通过优化轨头廓形来改善轮轨匹配关系。