浅谈工务道岔设备技术改造的几点建议

浅谈工务道岔设备技术改造的几点建议

李招虎

国能包神铁路集团有限责任公司 017000

【摘要】包神铁路为适应当时国家煤炭开采与运输的紧迫性，包神铁路以“先通后备，固本简末”为原则进行修建，铁路等级低，随着后期公司发展及运量增长，线路设备开始适应性改造，道岔设备跟随升级换代，在速、密、重的运输环境下，道岔设备故障频发，轨道结构强度不足问题开始显现。在历次的道岔升级改造中，查找资料，翻越相关技术资料，总结经验，在这里浅谈一下道岔设备技术改造的几点建议。

【关键词】基本轨横移；轨道结构；岔枕改锚套筒

一、解决基本轨横移

问题描述：新线建设时期，由于道岔选型不合理，III型弹条出现塑性变性后，扣压力不足造成轨撑脱落、基本轨横移，致使此类道岔运营至后期故障频发。

关键技术：由于SC330和SC（07）330、SC390C和CZ577轨道框架结构完全一样，为进一步改造提供了必备条件。

改造方法：将转辙器部位III型弹条配套使用的滑床板、轨撑更换为II型弹条配套使用的滑床板、轨撑。

成功案例：大树湾站、达旗站、纳林沟门站、朝脑沟站、韩家村站、巴图塔站、石圪台站、乌兰木伦设计图号为SC330单开道岔，右开道岔22组，左开道岔28组，改造为SC（07）330道岔。乌兰木伦站设计图号为SC390C单开道岔，左开4组，右开道岔8组，改造为CZ577道岔。

改造效果：此类道岔设备改造完毕后，道岔缺口调试工作量大幅度较少。

二、解决单开道岔轨件强度不足问题

问题描述：乌兰木伦南岔区22#、24#、26#道岔，型号为混凝土50kg/m钢轨9号单开道岔（专线（02）4151—I），为站场5-12股道进出提供必经之路，车站每年形成重车5000万吨，22#、24#、26#道岔组成的关键径路，年累计通过总重7500万吨。造成此三组道岔轨件伤损异常严重，2018年计划升级改造，但当时由于设计院提供的改造方案不合理，需要整体改造乌兰木伦南咽喉岔区，费用高昂、工程量浩大而终止此计划。轨件强度不足问题造成线路工区频繁更换轨件。

关键技术：

①混凝土50kg/m钢轨9号单开道岔（专线（02）4151—I）和混凝土60kg/m钢轨9号单开道岔（SC390C）的道岔转辙角一致，均为9号道岔。道岔前长均为13839mm，所以道岔中心可以铺设一致。道岔中心一致，不涉及接触网改造。

②道岔后长，（专线（02）4151—I）的b值为15009mm,（SC390C）的b值为15730mm，相差721mm。

③核对辙叉长度，（专线（02）4151—I）辙叉长度为3588mm，

（SC390C）辙叉长度为4311mm，相差723mm。

④723mm和721mm，相差2mm，由于轨缝为6-18mm的容许值，所以可以忽略不计

⑤道岔连接轨，最困难处为4.5m，改造时辙叉位置多占用721mm，所以连接轨变为3799mm，短于4.5m。根据《铁路线路修理规则》第3.4.9条规定，站线上不得短与4.5m。“不得”表示在正常情况下均应这样做，所以在站改的困难条件下，可以短于4.5mm。所以这样改造符合技术规范要求。

改造方法：将（专线（02）4151—I）升级改造为（SC390C）

成功案例：将乌兰木伦22#、24#、26#、47#、49#、51#道岔升级为混凝土60kg/m钢轨9号单开道岔（SC390C），同时电务专业进行相应技术改造。

改造效果：设备改造完毕后，轨道结构强度明显增强，轨件伤损更换和道岔检修工作量大幅度下降。

三、解决复式交分道岔轨件强度不足问题

问题描述：包神线布尔台专用线南岔区4-10#复式交分道岔，型号为混凝土50kg/m钢轨9号复式交分道岔（专线（04）6091—I）。布尔台专用线年产至少2600万吨煤炭，空重车全部经过咽喉部位4-10#复式交分道岔，此道岔年累计通过总重3900万吨。布尔台走行线重车为上坡，南岔咽喉部位洒沙严重，道床板结严重，轨件异常伤损。工电每周联合整修一次，电务、工务巡视人员每日巡检一次，发现设备异常，及时整修。

关键技术：借鉴单开道岔的改造方法，运用于布尔台4-10#复式交分道岔。

①混凝土50kg/m钢轨9号复式交分道岔（专线（04）6091—I）和混凝土60kg/m钢轨9号复式交分道岔（SC450）的道岔转辙角一致，均为9号道岔。b值一致，这就保障了道岔中心不变。

②核对a值，（专线（04）6091—I）的a值为2051mm，（SC450）的a值为2771mm,相差720mm。

③核对辙叉长度，（专线（04）6091—I）辙叉长度为3588mm，（SC450）辙叉长度为4311mm，相差723mm。

④723mm和720mm，相差3mm，由于轨缝为6-18mm的容许值，所以可以忽略不计。

⑤由于布尔台专用线南岔区4-10#复式交分道岔前后均为线路连接，所以（SC450）长720mm辙叉所占位置，提供了位置条件。

⑥图号为（专线（04）6091—I）和图号为（SC450）道岔，均为内锁闭道岔。

改造方法：将（专线（04）6091—I）升级改造为（SC450）。

成功案例：将布尔台4-10#道岔升级为混凝土60kg/m钢轨9号复式交分道岔（SC450），同时电务专业进行相应技术改造。

改造效果：设备稳定后，只需工电正常的联合检查维修。但是此组道岔洒沙严重，道床板结速度较快，所以道岔中修清筛，改善道床弹性的周期性工作必须合理安排。

四、解决木枕道岔间无连接轨升级为砼枕道岔的问题

问题描述：①木枕道岔升级为砼枕道岔时，经常会发现，站场内存在辙叉后连接后一组道岔的前顺坡接头，中间无连接轨，由于木枕可以随意钻孔，连接不存在问题，但是升级为砼枕道岔时，会出现问题，因为后一组道岔的转辙器无法安装。②经过长期的运量考核，岔枕断裂较多。苦恼的是岔枕型号较多，断裂位置不确定，造成存放的备料无法更换，线路工区只能通过穿木枕进行加固处理，给行车安全带来了极大的安全隐患。看着存放众多不适宜的岔枕，决定对现有岔枕进行适应性改造。

关键技术：研究岔枕改锚套筒

①岔枕的预应力筋布置岔枕在两侧，间距80mm，为钻孔提供了可能性，保证了岔枕的完整性受力。但水钻打孔口，孔内光滑，利用植筋胶粘接后，抗拔力不足，第一次设想失败。

②利用高强力尼龙棒在机床上加工，实验后侧壁强度不足，所以第二次设想失败。

③利用高强度钢材在机床上加工，侧壁强度达标后，但考虑到螺栓和套筒都为钢制。受力后套丝受冲击力较大，易损坏，损坏后更换困难，所以第三次设想失败。

④经过三次实验失败后，总结经验，加大钢套筒直径，在钢套筒内增加尼龙套筒，降低了套丝冲击力，尼龙套筒失效后，直接更换，方便养护维修。尼龙套筒外径46mm，确定钢套筒内径。在保证钢套筒侧壁强度的前提条件下，确定钢套筒外径，外径56mm，所以利用直径为56mm的水钻打孔。套筒内套丝，套丝吻合尼龙套筒外侧套丝。锥形凸台为岔枕螺栓提供有效的抗拔力，凸台厚度28mm，上部直径56mm，底部直径70mm，钢套筒加工完后，为防止钢套筒在使用过程中旋转，凸台四周焊接焊筋。为防止使用过程中钢套筒上窜，钢套筒凸台以上尺寸比岔枕高度低10mm。套筒终于实验成功后。如下图所示：

⑤套筒实验成功后，根据转辙器偏折角在辙叉后砼枕位置，按需钻孔，按照套筒，铺设转辙器。

改造方法：研究岔枕改锚套筒，任意改造混凝土岔枕。

成功案例：此套筒实验成功后，在乌兰木伦机库J1#、J2#和J4#、J5#道岔升级改造中应用。由于历史原因，J1#、J2#和J4#、J5#道岔改造之前为木枕道岔，岔后无连接轨，铺设混凝土岔枕时，发现无法施工，利用此办法将岔后线路改造为道岔转辙器，避免接触网和信号改移工作。如下图所示：

改造效果：设备改造后，轨枕材质一致，强度均衡，降低工程费用。

结语

总体来说，包神铁路公司的道岔升级改造工作，已经基本接近尾声，通过上述道岔设备改造方法，将关键径路道岔，故障频发道岔已基本改造完毕，近些年电务设备故障率大幅度下降，很大一部分因素得益于工务道岔设备质量提升。目前计划将包神沿线5组外锁闭道岔更换为混凝土60kg/m钢轨12号复式交分内锁闭道岔（CZ2529），道岔升级换代工作会告一段落。下一步，随着钢轨的累计通过总重达到大修要求，但最关键性指标是每公里伤损比例是控制钢轨下线。当这两项指标都超限后，维修成本增加、断轨风险提高，利用下线超期服役钢轨时，将站场内有缝道岔逐年更换为无缝道岔。

参考文献:

[1]《铁路线路修理规则》中国铁道出版社.2010北京

[2]《常用道岔主要参数手册》（第二版）中国铁道出版社.2007北京.

[3]《铁路道岔参数手册》中国铁道出版社.2012北京.