合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护

一、合金钢辙叉简介

合金钢组合辙叉是今年发展起来的新型固定型辙叉,心轨尖端部分采用了高强度合金钢制造,主要特点如下:

1.1 合金钢辙叉分类

表1 组合式合金钢辙叉结构型式种类

结构与特征
第一类 合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护
心轨:锻造合金钢叉心,与叉尾标准60钢轨拼接(或焊连)
翼轨:普通60钢轨
特征:翼轨为普通钢轨,耐磨性差,为此它影响了辙叉的整体使用寿命
第二类 合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护
心轨:锻造合金钢叉心,与叉尾标准60钢轨拼接(或焊连)
翼轨:标准60钢轨镶嵌合金钢块
特征:提高了翼轨的耐磨性和辙叉整体使用寿命。镶嵌工艺较为复杂
第三类 合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护
心轨:锻造合金钢叉心,与叉尾标准60钢轨拼接(或焊连)
翼轨:合金钢标准60钢轨
特征:提高了翼轨的耐磨性,回避了复杂的镶嵌工艺,合金钢用量增加,成本上升
第四类 合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护
心轨:轧制合金钢60AT轨拼装,跟端锻压成标准60钢轨
翼轨:轧制合金钢标准60钢轨
特征:目前此类轨型尚无正常供应渠道。采用贝氏体钢种,使用效果有待观测。合金量用量最多,造价偏高

1.2 合金钢辙叉组成

合金钢辙叉主要由翼轨、合金钢心轨、叉跟尖轨、连接系统、垫板、扣件系统组成:

合金钢组合辙叉型式种类、铺设与维护

1.翼轨:是合金钢辙叉的重要组成部分,是实现车轮走行、轮轨转移的重要部件,同时承担趾端与线路(道岔)连接的功能,一般具有形成翼轨堆积高功能。翼轨一般采用与线路同轨型的普通钢轨制造,随着发展也有局部采用合金钢材质(镶嵌或焊接)、合金钢材质钢轨制造的翼轨出现。

2.合金钢心轨:合金钢叉心是形成合金钢组合辙叉的必要条件,最低机械性能如下:

a.拉伸强度Rm≥1240MPa

b.冲击韧性aku≥70J/cm2(+20℃)

aku≥35J/cm2(-40℃)

c.硬度HRC 38-45

3.叉跟尖轨:采用与线路材质一致的普通钢轨制造。

4.连接系统:起到将心轨、翼轨、叉跟尖轨连成整体的作用,由间隔铁、高强度螺栓副、钢轨垫圈、防松零件等组成。

5.垫板:是形成辙叉用于与岔枕连接的零件,初次铺设该类型辙叉必须配带垫板,同类型辙叉更换,可仅用辙叉本体。一般辙叉为对称结构,左右开向通过对应的垫板实现。

6.扣件系统:这部分含垫板与轨件连接、垫板与岔枕连接、弹性垫层等三部分。

1.3 合金钢辙叉的适应性

辙叉标定的容许通过速度:单开道岔辙叉客车≤160km/h、货车(轴重≤23t)≤90km/h。但是具体实施通过速度按整组道岔容许速度执行。

二、合金钢组合辙叉主要技术参数

1.此组合辙叉按高强度、长寿命设计,可与同型号提速道岔高锰钢辙叉互换。

2.本辙叉容许通过速度:客车≤160km/h;货车在轴重 25t 的情况下≤90km/h。

3.主要技术参数:轨距 1435mm,翼轨冲击角 βy=31ˊ53″。

(1)组合辙叉主要平面几何尺寸:

①辙叉角:α=4°4ˊ59″。

②辙叉全长 5992+4mm,趾端长 n=2038mm,跟端长 m=3954mm。

③辙叉趾端开口 169.4+2mm,跟端开口 328.6+2mm。

④各部轮缘槽宽:咽喉 65+2mm,心轨宽 20 至 50mm 处 46+2mm。

(2)辙叉采用对称结构形式,左右开通过辙叉垫板来实现。

(3)组合辙叉的主要结构特征

①辙叉与线路和道岔联结的主要平面尺寸与同型号提速道岔高锰钢辙叉相同,两者互换时须同时更换辙叉下垫板。对于不同厂家生产的组合辙叉,更换时要测量垫板情况,厂家不同,个别垫板(心轨 59、60 根轨枕下)尺寸不完全相同。

②翼轨和叉心轨采用高强度 PD3 全长热处理轨制造,也可根据用户需要采用 U71Mn 或U74 等与区间无缝线路相同的钢种制造,以利于钢轨焊接。

③辙叉心用高强度、高硬度、高韧性材料制造而成,与叉跟轨采用―V‖型联结,用利于阻止心轨和叉跟轨在温度力作用下产生纵向相对位移。

④翼轨设置加高,有利于减少辙叉几何不平顺,提高列车运行平稳性。

⑤辙叉趾、跟端设 1:40 轨底坡,心轨和翼轨共同承载区段设 1:20 轨顶坡。

⑥辙叉全部采用 M27 的 10.9S 高强度螺栓和 10H 级高强度螺母进行组装联结,螺栓和螺母均采用永久止动件防松,保证辙叉的整体性能。

⑦采用弹条 II 型扣件扣压辙叉轨底。

⑧辙叉两侧设 11 号轨距块。

⑨辙叉采用对称结构形式,辙叉垫板分左右开。

⑩辙叉与垫板间设 5mm 厚橡胶垫板,垫板下分别设 10mm 橡胶垫板和 6mm 塑料垫板。

⑪心轨和翼轨、翼轨和叉跟轨之间设导电连接,保证轨道电路畅通。

三、合金钢组合辙叉铺设与维护

3.1 合金钢组合辙叉铺设

(1)组合辙叉由工厂整体组装出厂,运输、装卸和铺设时应轻装轻卸,严禁摔、砸和猛烈碰撞。对于不带垫板叉心的运输更要严格执行此规定。

(2)铺设技术条件暂按《60kg/m钢轨提速道岔及转换设备铺设安装维护及验收技术条件(暂行)》的有关规定执行,应符合《铁路轨道施工规范》和《铁路线路修理规则》的有关规定。

①道床条件:道床要消灭板结、翻浆,道砟要采用一级优质道砟。

②路肩:必须确保叉心及前后5m范围内路肩低于混凝土岔枕150mm,确保排水通畅。

③辙叉接头及有害空间对应处的混凝土岔枕必须消灭吊板,轨枕产生下扰的必须采用捣固、垫砟等方式消除,确保岔枕底部受力状态良好。

(3)本辙叉的左右对称结构,左右开通过垫板实现,因此,第一次使用本辙叉时须与配套的垫板同时铺设,在以后正常维修更换时可只更换辙叉(不同厂家的组合辙叉需要检查垫板是否通用)。

(4)辙叉铁垫板下的10mm厚橡胶垫板和6mm厚塑料垫板与混凝土岔枕60kg/m钢轨12号提速道岔通用。

(5)本辙叉铺设在区间无缝线路上时,优先将道岔导轨及区间线路采用焊接接头联结,非焊接时尽量采用冻接接头。

(6)更换注意事项

①首先确定左右开,其次量取长度,检查垫板是否通用,做好准备工作进行岔枕套管涂油。

②针对现场辙叉情况,分别确定采用辙叉的长度。标准辙叉为5992mm,另有加长600mm和1200mm两种规格的辙叉。更换中要采用―标准轨件锯短法备料‖的方式,要求更换第一次辙叉采用标准辙叉,第二次采用加长―600mm-50mm‖的辙叉,第三次采用加长600mm的辙叉,第四次采用加长―1200mm-50mm‖,第五次采用加长1200mm的辙叉。

③更换后及时打磨飞边,原则是前一个月内每周检查打磨,第二个月每半月检查打磨,之后结合每次工长检查设备时检查的状态,飞边达到或超过1.5mm时应及时进行打磨。

④铺设于无缝线路时,心轨和叉跟轨的纵向水平相对位移允许≤5mm。

(7)在咽喉至心轨宽50mm处,翼轨允许存在≤6mm的垂直磨耗。对于翼轨一侧垂磨形成凹槽的要及时打磨,避免翼轨凹槽对轨轮外侧的冲击。

(8)各部分螺栓要求拧紧,具体要求为:

①安装弹条时,螺母的拧紧程度要适当,以弹条中部前端下腭与轨距块刚刚接触为准。

②辙叉金属垫板与混凝土岔枕的联结螺栓涂油后打入塑料套管,打紧后扭力矩为250N.m。

③M27高强度螺栓和螺母的拧紧力矩为1100至1200N.m。

④扣件和辙叉伤损更换标准暂按《铁路线路修理规则》的有关规定办理。心轨磨耗到限时,可在线路上就地堆焊磨修。对于翼轨磨耗及伤损,建议不采取焊修的方式。

3.2 合金钢组合辙叉维护

(1)日常检查中要注重道床养护,解决好岔区排水,杜绝泛白、翻浆等道床病害。

(2)岔枕基础要稳固,避免吊板,防止岔枕出现下扰。垫砟和捣固相结合,垫砟时可采用先撤除通长胶垫进行垫砟,随后补上的方式进行,确保垫砟效果。

(3)辙叉心尖50mm及以下处对应翼轨下严禁垫竹垫片。其它处所垫片不允许超过2mm。

心轨尖向后1、2根轨枕处可结合现场情况逐步垫1-4mm的尼龙垫片,对应翼轨处可将5mm标准胶垫更换成2mm胶垫,不受力的翼轨处可撤除胶垫。

(4)及时安排心尖和翼轨的打磨,避免心尖掉块和翼轨磨耗成凹侧状,确保从翼轨过渡到心轨时的平顺性。重点观察自钢轨作用轨测量在110-120mm外钢轨非作用边部分,是否有其它设备冲击钢轨轮缘。

(5)保证心尖部位和翼轨的相对高度,避免翼轨过高,造成翼轨磨耗超限。把心轨和翼轨结合当作检查重点,结合磨损情况,及时调整叉心高度。

(6)当翼轨或心尖发生伤损后,可根据实际情况对叉心用专用焊条严格按工艺进行焊修作业,一定要由专业人员操作,确保安全。建议翼轨不要焊修。

(7)检查中要加强对辙叉横向联结螺栓的检查,发现折断、松动时在整修的同时,要查找产生松动的原因,从根本上解决。

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