固定辙叉查照间隔及心轨加宽研究

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1、第３５卷，第１期中国铁道科学Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．１２０１４年１月ＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＣＩＥＮＣＥＪａｎｕａｒｙ，２０１４文章编号：１００１－４６３２（２０１４）０１－０００７－０６固定辙叉查照间隔及心轨加宽研究王树国，葛晶，司道林，王猛（中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京１０００８１）摘要：针对我国铁路固定辙叉轮载过渡区域翼轨和心轨因总承载面积小而导致使用寿命短、更换极为频繁的问题，进行固定辙叉查照间隔合理取值及心轨加宽设计研究。根据现有的车辆轮对尺寸和容差，推导出现有行车条件下固定辙叉

2、查照间隔应大于等于１３８８ｍｍ，护背距离应小于等于１３４８ｍｍ。经大秦线和朔黄线现场测试，验证了该修订后的查照间隔取值是正确的，并具有一定的安全余量。根据修订后的查照间隔值，心轨每侧可加厚４ｍｍ，心轨实际尖端至５０ｍｍ断面可加厚８ｍｍ，使心轨承压面积增加３０％，从而提高了心轨薄弱断面的粗壮度，可防止心轨轨头宽２０～４０ｍｍ断面区段的压塌，降低磨耗，大大延长辙叉的使用寿命。在朔黄铁路西柏坡站铺设据此设计和试制的新型合金钢组合辙叉，进行现场试验，结果表明：该辙叉经逆向通过约２０万个轮对后状态依然良好

3、，辙叉区动态轮轨游间为２～３ｍｍ，可保证行车安全。关键词：道岔；固定辙叉；查照间隔；心轨加宽；轮轨游间中图分类号：Ｕ２１３．６２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４６３２．２０１４．０１．０２虽然为延长道岔及其部件使用寿命，我国在铁Ｓｍ为辙叉区轨距，ｔｈ为护轨平直段轮缘槽宽度，［１］［２－３］［４］路轨底坡、轨道刚度、道岔材质、轮轨接ｔ２为翼轨对应于心轨宽２０～５０ｍｍ区段辙叉轮缘［５］触等方面有了很多改进，但是我国固定辙叉的平槽宽度，Ｄｘ为查照间隔，其值应保证轮对在

4、最不均使用寿命仍仅为美国高锰钢组合辙叉的４０％，利的条件下，借护轨制约一侧车轮而不使另一侧车欧洲高锰钢整铸辙叉的６０％；并且由于我国重载轮冲击辙叉心轨尖端，Ｄｙ为护背距离，指护轨工铁路和既有铁路的年通过总重是国外同等铁路的作边至翼轨工作边的距离，其值应保证轮对在最不２～３倍，因此我国铁路固定辙叉的更换极为频繁，利的条件下不被卡在翼轨和护轨之间，所有尺寸均干扰了铁路的运输。我国固定辙叉轮载过渡区域翼指轨距线（轨顶面以下１６ｍｍ处）位置的数值。轨和心轨的总承载面积小于美国和欧洲，是导致我国固定辙叉使

5、用寿命短的主要原因之一，修订固定辙叉的查照间隔及加宽固定辙叉心轨可增大翼轨和心轨的总承载面积，从而提高其使用寿命。我国现用的固定辙叉查照间隔（护轨工作边至心轨工作边的距离）等参数是２０世纪６０年代依据蒸汽机车车辆轮对尺寸和容差确定的，而我国机车车辆的轮对尺寸和容差已修订多次，因此本文根据现有的车辆轮对尺寸和容差进行固定辙叉查照间隔及心轨加宽研究。图１固定辙叉与轮轨几何尺寸关系图１查照间隔理论计算２０世纪６０年代，各种机车车辆轮对尺寸和容［６］差见表１。据此计算的查照间隔、护背距离、护图１为固定辙

6、叉与轮轨几何尺寸关系图。图中轨平直段轮缘槽、辙叉轮缘槽的取值如下。收稿日期：２０１３－０６－２０；修订日期：２０１３－１１－１１基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１３ＢＡＧ２０Ｂ０１）作者简介：王树国（１９７４—），男，山东冠县人，副研究员。８中国铁道科学第３５卷表１轮对尺寸及容差ｍｍ曲（方向与蒸汽机车相反）造成轮对距的缩小量，轮缘厚ｄ轮对内侧距离ＳＴ轮对宽度ｔＡ约为１～２ｍｍ，通常取最大值２ｍｍ。车辆种类最大最小最大名义最小最大名义最小（３）护轨平直段轮缘槽ｄｍａｘｄｍｉｎＳＴｍａｘＳＴ０Ｓ

7、ＴｍｉｎｔＡｍａｘｔＡ０ｔＡｍｉｎ蒸汽机车３３２３１３５６１３５３１３５０１４２２１４１９１３９６护轨平直段轮缘槽根据查照间隔Ｄｘ＝１３９１电力及内燃机车３２２３１３５６１３５３１３５０１４２０１４１７１３９６ｍｍ设置，具体计算公式为车辆及煤水车３２２２１３５６１３５３１３５０１４２０１４１７１３９４ｔｈ≤Ｓｍ－Ｄｘ－Δ３＝４２ｍｍ（４）式中：Δ３为护轨侧面磨耗限度，通常取２ｍｍ。（１）查照间隔（４）辙叉轮缘槽按蒸汽机车轮对检算：在护轨轮缘槽宽度ｔｈ已经确定的情况下，辙Ｄｘ≥ＳＴｍａｘ＋ｄｍａｘ

8、＋Δ１＝１３９１ｍｍ（１）叉轮缘槽应使具有最小内侧距的轮对自由通过辙式中：Δ１为蒸汽机车位于轮对内侧的载重引起车叉，具体计算公式为轴弯曲造成的轮对距（ＳＴ＋２ｄ）的扩大量，约为ｔ２≥Ｓｍ－（Ｄｙ＋ｔｈ）＝４５ｍｍ（５）１～２ｍｍ，通常取最大值２ｍｍ。为使辙叉护背距离Ｄｙ具有一定的调整余量，按电力、内燃机车轮对及车辆轮对检算：取ｔ２＝４６ｍｍ。Ｄｘ≥ＳＴｍａｘ＋ｄｍａｘ＝１３８８ｍｍ（２）当机车车辆轮对尺寸及容差发生改变时，须重（２）护背距离新确定辙叉及护轨各部间隔尺寸。现在使用的机车按电力、内燃