防尖轨侧弯控制器的研发

1 引   言

京广正线管内1997年铺设混泥土枕60Kg/m钢轨12号提速单开道岔（专线4249），混泥土枕60Kg/m钢轨12号提速单开道岔（专线020），图号4249型号道岔尖轨长12.40m，图号铁联线020型号道岔尖轨长13.88m，由于原厂设计构造中尖轨中部没有水平拉杆，全部采用分动外锁闭装置，各类转换杆件全部安装在钢岔枕内和固定的混泥土枕空内。钢岔枕的设计宽度为340mm，由于设计缝隙仅25mm。当夏季气温升高和冬季气温降低一定数值时，尖轨随气温变化产生伸缩爬行，当尖轨跟部限位器被顶死后，转换杆卡阻，顶铁离缝，尖轨开始向内侧弯曲，轨距减小，列车通过时产生晃车和车载报警。后经过现场分析与电务沟通，根据尖轨特性在尖轨跟部设计制作了防尖轨侧弯控制器，通过近年来使用后观测，起到良好的控制效果。

2 提速道岔的技术特征

2.1提速道岔在平面线形、部件结构、制造工艺以及铺设养护等方面都有所突破。道岔各部轨距均为1435mm；尖轨轨头刨切部分侧股规矩存在构造加宽，在刨切部分中间部位最大加宽13mm。

2.2相比普通道岔,在结构和平面布置方面进行了重大加强和改进,道岔各钢轨件均设1：40轨顶坡；轨头顶面进行全长淬火,尖轨、心轨淬火起点为轨头宽5mm处；

2.3轨下基础岔枕采用预应力钢筋混凝土岔枕，计82根，岔枕垂直股布置，岔枕间距一般为600mm，混凝土岔枕断面为300mm×220mm；各类转换设备、密贴检查器以及外锁闭装置   全部隐藏在钢岔枕内。钢岔枕端面距钢轨工作边的距离为632.5mm。

2.4尖轨用60AT轨制造，长度12.4m-13.8m,两尖轨间不设连接杆。跟端为弹性可弯式；尖轨尖端为藏尖式，跟端设限位器，取消辙跟间隔铁。

3 尖轨侧弯产生的原因分析

3.1工电联合检查分析尖轨与连接铁、连接铁与锁钩均为刚性连接,经过锁闭铁加压力调整片,可以实现道岔锁闭时尖轨与基本轨的无间隙密贴要求。但基本轨和尖轨受通过列车冲击及气温影响，会发生窜动等不规则的变化,容易发生锁钩与锁闭铁行程变化,导致道岔不能转换到位。尖轨与基本轨应达到静态宏观密贴,尖轨与基本轨间在外锁闭处不应有密贴力,并保证各牵引点2 mm锁闭，4 mm不锁闭。尖轨第一、第二牵引点外锁闭两侧（定位、反位)锁闭量分别≥35 mm、≥20 mm。整治道岔尖轨与基本轨不密贴是工电联合整治道岔的重点内容。

2.2尖轨爬行造成的内侧弯是车载和轨检车病害发源点，一直困扰着我们。每年的7月份和11月份在做尖轨防爬准备，调整应力、锁定扣件、调整限位器间隙、电务配合联整方钢枕，耗费大量的人力、物力进行道岔整修，但整修却没有效果，无法按照既定目标完成相应的整修任务的同时造成了巨大的浪费。也没得到有效根治，尖轨爬行超过15mm是造成行车晃车的主要原因。

3.2新道岔图号铁联线020型，图号4249型铺设上线后，直尖轨全部焊接，尖轨根部岔枕25号、26号间安装了限位器，限位器AB块之间设计间隙位左右各7mm。由于铺设时限位器AB块没有占中，各部螺栓扭力不足，铺设时季节气温变化，锁定轨温不符合设计要求，道床石碴不足，防爬设备安装不到位等因素，使尖轨随气温最高或最低时发生爬行侧弯。

3.3集中修期间由于大机捣固道岔线路时，大机作业时间有时安排在11月分下旬和12月份上旬，超出锁定轨温范围扰动道床稳定，作业后没有及时回填补和充石碴，大机捣固前在施工点内松开扣件撤板时赶任务，扣件扭力不足。线路道岔随气温发生变化后，没有及时安排回填石碴，锁定扣件，改变了实际锁定轨温，道岔爬行内直股钢轨和尖轨产生弯曲。

3.4更换伤损叉心时锁定轨温的改变，目前正线道岔使用的辙叉心，在使用中，由于叉心心轨掉块翼轨磨耗，在上线使用24个月或36个月后就需更换，在更换时有时需要叉心前后配轨，叉心前15m，叉心后25m。更换时正对月份气温偏高或偏低时锯开钢轨，按实际距离插入，改变了实际锁定轨温。

3.5 更换重伤基本轨和主轨时，由于更换时在9月份或12月份 ,在9月份更换时气温28℃轨温44℃，岔区实际锁定轨温为29℃，松开扣件锯开旧钢轨时钢轨伸长原有新轨尺寸短了10mm插入后进行了焊接。在12月份更换时气温-6℃轨温-2℃，锯开旧钢轨时刚轨缩短原有新轨尺寸长了6mm插入后进行了焊接，改变了实际锁定轨温。

4 尖轨爬行侧弯造成现场病害

4.1 固定尖轨的螺栓较少，扣压力不足。道岔单方向行车，尖轨受到纵向力严重造成单侧尖轨爬行。尖轨爬行随气温变化开始伸涨，由于没有做好有效的限位器调整，在5月份尖轨开始逐步向前爬行，当限位器顶死后，尖轨中部至主机段开始向内侧鼓出，顶贴离缝，尖轨跟段后出现反弯，轨检车通过后产生三级病害。

图3 动态监测病害

4.2 尖轨爬行根据气温变化伸缩，11月份尖轨随气温变化开始向岔中收缩，当收缩量达到一定时，限位器顶死，尖轨内侧弯量度被转辙器拉杆控制后，尖轨跟段直曲股产生方向，与尖轨形成反弯，车载通过后发生Ⅲ级报警。

4.3 尖轨爬行根据气温变化伸缩，尖轨随气温变化产生爬行，当尖轨跟部限位器被顶死后，顶铁离缝，尖轨开始向内侧弯曲，转换杆卡阻，机内卡口发生变化，影响信号和尖轨扳动。

4.4尖轨的爬行窜动会造成尖轨与基本轨密贴的刨切部位错位，导致尖轨与基本轨不密贴. 由于尖轨本身形变而产生硬弯，与基本轨不吻合，造成局部顶扛，使尖轨的竖切部分与基本轨间有缝隙，形成尖轨与基本轨不密贴。

5 防尖轨侧弯控制器制作和使用效果

5.1 多年来经过现场分析和总结，掌握了尖轨爬行侧弯和整治方法，通过和电务联合检查整修，沟通、交流阐明现场相互影响情况。在尖轨跟部设计制作防尖轨侧弯控制器，防尖轨侧弯控制器是根据尖轨跟部轨底特性制作尖轨轨卡，曲基本轨轨底使用普通轨卡，在轨卡一侧加焊放爬板及安装支撑垫。用直径32mm的水平拉杆固定。

图4 防尖轨侧弯控制器

5:2  在3月份气温合适直尖轨自由状态下，顶铁间隙作用良好，轨距、方向符合《普速铁路线路修理规则》第6.2.2条道岔轨道静态几何不平顺容许偏差管理值作业验收标准时，尖轨及其前后各25米范围内的基本轨扣件扭矩应保持在60-80N·m，锁定直尖轨跟段后25米以外100米扣件和尖轨尖前连接段弹跳扣件扭矩达到120-150N·m。在直尖轨根部25号、26号轨枕空中用特制的尖轨固定器固定尖轨，特制尖轨抓固定尖轨，用普通固定抓固定基本轨，用水平连接杆锁定，螺栓扭矩达到700-900N·m。通过尖轨反复试扳和几何尺寸检查符合要求。

5:3尖轨和基本轨锁定后，增加了横向和纵向控制力防止尖轨爬行。经过现场使用当气温达到最高或最低时，有效的控制了尖轨侧弯和爬行，确保了列车运行平稳安全，效果显著。

图5 现场效果图

6 结束语

岔区病害只要认真分析，总结经验、留有数据，在日常维修养护工作中，不断摸索和实践，就能探索出了一套适应岔区科学维修养护，行之有效科学的管理方法和安全手段，及时发现病害的同时采取针对性整修措施，使岔区备质量始终保持常态优良，是我们养路人为之不懈追求的目标。

原文出处：

原文名称：防尖轨侧弯控制器的研发

作者信息：王新春 （中国铁路北京局集团有限公司邯郸工务段）

参考文献

• 中国铁路总公司.《普速铁路线路修理规则》铁总工电〔2019〕34号中国铁道出版社有限公司.2019.北京
• 中国铁路总公司.《普速铁路工务安全规则》铁总运〔2014〕272号 中国铁道出版社2014.北京
• 中国铁路总公司关于印发.《普速铁路信号维护规则》铁总运〔2015〕238号中国铁道出版社有限公司.2015.北京