1 緒論

1.1 研究背景
目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于飛速發(fā)展的階段，鐵路擔(dān)負(fù)著貨運(yùn)和客運(yùn)兩大運(yùn)輸任務(wù)，也是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈。至 1997 年以來(lái)，我國(guó)鐵路已實(shí)現(xiàn)了六次大提速，隨著既有線的不斷提速，列車(chē)運(yùn)行速度也在大幅度提高，隨之而來(lái)，鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩跃惋@得非常重要，而道岔作為軌道的一個(gè)主要部分，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命短，維修工作量大等特點(diǎn)，與曲線、鋼軌接頭一起，并稱(chēng)為鐵路軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。 咽喉道岔是一個(gè)站場(chǎng)的重要組成，作為進(jìn)出站列車(chē)的“必經(jīng)之路”，承擔(dān)著比其他位置道岔更多頻次的列車(chē)沖擊和碾壓，其病害種類(lèi)多，發(fā)展快、維修周期短，再加上的咽喉道岔申請(qǐng)維修天窗點(diǎn)十分困難，要想對(duì)病害進(jìn)行一次徹底的整治非常不易，維修工作跟不上，造成道岔部分部件使用壽命縮短，惡化了道岔的技術(shù)狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)還可能危及行車(chē)安全。因此，研究如何使道岔的技術(shù)特性處于一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)，以滿足鐵路運(yùn)輸發(fā)展的要求，是十分有必要的。 
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1.2 國(guó)內(nèi)外道岔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 德國(guó)道岔發(fā)展現(xiàn)狀
德國(guó)鐵路的設(shè)計(jì)思想是盡可能降低投入運(yùn)營(yíng)后的日常養(yǎng)護(hù)維修成本和減少養(yǎng)護(hù)維修對(duì)運(yùn)輸產(chǎn)生的影響，線路最正常使用壽命為 20-30 年。干線鐵路大部分為無(wú)縫線路，客貨列車(chē)運(yùn)行速度接近，車(chē)輛設(shè)備先進(jìn)，列車(chē)對(duì)軌道的沖擊力較小，從而延長(zhǎng)了整個(gè)軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命。[10] 德國(guó)鐵路約有道岔 13 萬(wàn)組，大部分為單開(kāi)道岔，同時(shí)也根據(jù)需要設(shè)置復(fù)式交分、對(duì)稱(chēng)道岔等，道岔軌型為 UIC60、S54、S49 及 P65 等幾種，道岔直向過(guò)岔速度低于區(qū)間行車(chē)速度的現(xiàn)象幾乎沒(méi)有，其做法主要是通過(guò)加長(zhǎng)道岔全長(zhǎng)、尖軌、轍叉及導(dǎo)曲線半徑的方法來(lái)提高列車(chē)過(guò)岔速度。 采用彈性扣件、加寬混凝土岔枕、加大混凝土岔枕鋪設(shè)范圍、岔區(qū)鋼軌無(wú)縫化等方法強(qiáng)化道岔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。[4]通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬列車(chē)經(jīng)過(guò)道岔的最佳輪軌關(guān)系，用以確定最合適的叉心斷面尺寸，減少列車(chē)對(duì)道岔的破壞。 既有線使用的道岔，直向通過(guò)速度≤160km/h，鋪設(shè)較多的是 EWS49、UIC60、S54、P65 型鋼軌，道岔的主要型號(hào)及導(dǎo)曲線半徑是：9 號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑 300m，12 號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑 500 m,14 號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑 760 m，18 號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑 1200 m。 道岔尖軌比我國(guó)的長(zhǎng)，而且采取焊接的形式與導(dǎo)軌連接，我國(guó) 60 鋼軌 12 號(hào)道岔切線型曲線尖軌長(zhǎng)度為 11.3m，而德國(guó)鐵路道岔同類(lèi)的尖軌長(zhǎng)度為 16.923m。尖軌跟部采用了優(yōu)于我國(guó)間隔鐵的限位器。 德國(guó)道岔轍叉采用特種斷面鋼軌組合拼焊或鍛制叉心，兩肢對(duì)焊的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是叉心部分通過(guò)熱處理提高踏面強(qiáng)度，如表 1.1。從上表可以看出，德國(guó)道岔轍叉踏面極限強(qiáng)度較我國(guó)的高錳鋼轍叉提高 70％～90％，硬度加大了近 1 倍，通過(guò)加強(qiáng)轍叉踏面的極限強(qiáng)度及硬度，進(jìn)而延長(zhǎng)轍叉的使用壽命。1986年德國(guó)在布茨巴赫站正線鋪設(shè)UIC60-12號(hào)鋼軌組合拼焊式轍叉道岔，從1986年至 1995 年 9 年期間，累計(jì)通過(guò)總重 210～270Mt，叉心踏面磨耗近 1.5mm,無(wú)任何其他傷損，狀態(tài)良好。 德國(guó)對(duì)鐵路道岔區(qū)的鋼軌接頭全部進(jìn)行無(wú)縫化處理，大大減少列車(chē)沖擊帶來(lái)的振動(dòng)破壞，道岔扣件采用與區(qū)間一致的彈性扣件，護(hù)軌部分采用軌撐與墊板一體鑄造的部件，大大的減少了道岔的零部件，再加上岔枕斷面大，受力均勻，故工務(wù)部門(mén)除了定期的搗固作業(yè)外，幾乎無(wú)任何零配件的養(yǎng)護(hù)工作，只負(fù)責(zé)日常的檢查。 德國(guó)鐵路時(shí)速小于 160km/h 以下的道岔主要采用鋼軌組合固定式轍叉。轍叉材質(zhì)與區(qū)間相同，并納入超長(zhǎng)無(wú)縫線路之中，使用中并沒(méi)有像我國(guó)高錳鋼轍叉常見(jiàn)的早期斷裂、折損等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了道岔維修周期與線路維修。  
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2 玉林站道岔病害調(diào)查及原因分析

2.1 玉林站基本情況
如圖 2.1，玉林站位于廣西壯族自治區(qū)玉林市玉州區(qū)境內(nèi)，地處桂東南經(jīng)濟(jì)中心，玉林站按技術(shù)性質(zhì)為區(qū)段站，按業(yè)務(wù)性質(zhì)為營(yíng)業(yè)站（客貨運(yùn)站），，按查定等級(jí)為一等站，是黎湛線中段的區(qū)段站，有調(diào)車(chē)機(jī)三臺(tái)，擔(dān)負(fù)黎塘、湛江、茂名、賀州四個(gè)方向部分貨物列車(chē)的解編、客貨列車(chē)到發(fā)和車(chē)站作業(yè)車(chē)的取送任務(wù)。業(yè)務(wù)特點(diǎn)為吸納玉林地區(qū)及梧州、廣東部分地區(qū)貨源，特點(diǎn)是卸大于裝，到達(dá)的貨物以糧食、農(nóng)副產(chǎn)品、煤為主。日均發(fā)送旅客列車(chē) 38 列，貨車(chē) 154 列，日均接發(fā)旅客人數(shù) 8941 人，行包 1129 件，日發(fā)送貨物 1525 噸。中心里程位于黎湛線自黎塘站起 144km651m 處，站內(nèi)共鋪設(shè)有道岔 141，股道 90 個(gè)，均由南寧鐵路局玉林工務(wù)段負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)維修。道岔及線路設(shè)備基本情況詳見(jiàn)以下表 2.1～表 2.3。由以上圖表可知，玉林站設(shè)備陳舊，老舊道岔較多，幾乎 94％的道岔設(shè)備服役時(shí)間在 10 年以上，由于道岔部件老化嚴(yán)重，在鐵路運(yùn)量不斷增長(zhǎng)的情況下，道岔病害種類(lèi)多，而且變化快，僅僅是每個(gè)月檢查發(fā)現(xiàn)的超出《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定的軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值經(jīng)常保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和臨時(shí)補(bǔ)修標(biāo)準(zhǔn)的病害，養(yǎng)護(hù)工區(qū)都無(wú)法完全進(jìn)行徹底的整治，導(dǎo)致設(shè)備狀態(tài)不斷惡化，嚴(yán)重危及行車(chē)安全。 
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2.2 玉林站道岔設(shè)備病害調(diào)查分析

按照《鐵路線路修理規(guī)則》（鐵運(yùn)【2006】14 號(hào)）規(guī)定的軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值經(jīng)常保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和臨時(shí)補(bǔ)修標(biāo)準(zhǔn)，2014 年全年在玉林站檢查出來(lái)的病害就多達(dá)2053 處，其中道岔 1149 處，占了全面病害的 49％，道岔病害具體情況詳見(jiàn)圖 2.2、表2.4 和表 2.5。從上述兩個(gè)統(tǒng)計(jì)表格中可以看出，2014 年全年玉林站道岔病害數(shù)量，在總體呈上升趨勢(shì)的，其中，病害主要構(gòu)成以道岔軌距超限為主，三角坑病害次之，二者占了全面病害總數(shù)的 57％。在病害的分布上，主要是到發(fā)線道岔產(chǎn)生的病害較多，整個(gè)玉林站到發(fā)線道岔發(fā)現(xiàn)的病害就占了全部病害的 40％，平均每組 11 處病害。 

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3  玉林站 126 號(hào)岔位道岔病害調(diào)查及原因分析 ........ 21
3.1  玉林站 126 號(hào)岔位道岔基本情況 ......... 21
3.2 玉林站 126 號(hào)岔位道岔混凝土岔枕?yè)跫绮『φ{(diào)查 .... 23
3.3  病害形成原因分析 ......... 27
4  養(yǎng)護(hù)維修建議 .... 32
4.1  基床封閉施工 ......... 32
4.2  道岔軌距加固方案 ......... 35
4.3  日常養(yǎng)護(hù)維修 ......... 36
5  導(dǎo)曲線上股混凝土岔枕?yè)跫绺倪M(jìn)的研究 ........ 39
5.1  承軌槽加固設(shè)計(jì) ..... 39
5.2  仿真計(jì)算 ......... 42

5 導(dǎo)曲線上股混凝土岔枕?yè)跫绺倪M(jìn)的研究

5.1 承軌槽加固設(shè)計(jì)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì) 126 號(hào)道岔導(dǎo)曲線上股擋破損情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎所有導(dǎo)曲線上股承軌槽的破損擋肩的尼龍座都存在不同程度的壓潰現(xiàn)象，從而導(dǎo)致列車(chē)的沖擊力直接作用在擋肩上而造成擋肩破損，導(dǎo)致軌距塊與擋肩之間，軌距擋板與軌距塊之間出現(xiàn)縫隙，在加上列車(chē)車(chē)輪的沖擊，導(dǎo)致軌距超限。 綜合上述的調(diào)查結(jié)果，研制一種安裝在承軌槽上的附屬結(jié)構(gòu)，使其具有良好的抗壓能力，而且安裝、拆解便捷，方便現(xiàn)場(chǎng)使用和維修。按照上述要求，可在承軌槽上設(shè)置一塊鐵墊板，鐵墊板厚度為 5mm,墊板材料采用 Q235 鋼，鐵墊板兩側(cè)擋肩與軌枕?yè)跫缈抠N，保持弧形軌距塊和軌距擋板，安裝時(shí)錨固螺栓穿過(guò)鐵墊板螺孔，弧形軌距塊與軌枕?yè)跫缰g為鐵墊板擋肩，這樣從彈條傳遞過(guò)來(lái)的輪軌垂直力通過(guò)鐵墊板分布作用在軌枕上，輪軌橫向力通過(guò)弧形軌距塊作用在鐵墊板擋肩上，再分布作用在軌枕?yè)跫缟稀?因此，輪軌橫向力不直接作用在軌枕?yè)跫缟希ㄟ^(guò)鐵墊板擋肩，作用在軌枕?yè)跫绲臋M向力要小得多，起到保護(hù)擋肩、延長(zhǎng)擋肩使用壽命的效果。
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結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì) 2014 年全年玉林站道岔的病害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)病害主要集中在玉林站南端和北端的咽喉道岔區(qū)，咽喉道岔區(qū)中病害最多的是 126 號(hào)岔位道岔，139 號(hào)岔位道岔次之。通過(guò)對(duì)比，選取具有代表性的 126 號(hào)岔位道岔進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析。 
（2）通過(guò)對(duì) 126 號(hào)岔位道岔檢查發(fā)現(xiàn)的病害進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該組道岔的病害主要是以軌距超限和三角坑的超限為主，病害產(chǎn)生的部位集中在道岔轉(zhuǎn)轍部分和導(dǎo)曲線部分，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)病害產(chǎn)生主要是由于道岔基床翻漿冒泥嚴(yán)重、扣板離縫多和道岔導(dǎo)曲線上股承軌槽擋肩破損造成。 
（3）對(duì) 126 號(hào)岔位道岔的病害形成原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)病害形成的原因主要有兩方面：一是道岔所處的鋪設(shè)位置不合理，造成側(cè)股行車(chē)多過(guò)直股行車(chē)；二是道岔的維護(hù)工作不到位，首先是沒(méi)有按照規(guī)定的周期進(jìn)行維修保養(yǎng)，其次對(duì)零配件的養(yǎng)護(hù)工作和對(duì)道岔基床的維修工作不到位。 
（4）針對(duì) 126 號(hào)岔位道岔存在的基床翻漿冒泥的病害，提出進(jìn)行更換道碴和基床封閉的施工方案。更換的道碴為一級(jí)道碴，更換道碴的厚度為 35cm，卸碴前先鋪設(shè)底部砂墊層，砂墊層厚度為 10cm。在道岔范圍內(nèi)每隔 5m 分別鋪設(shè)一條透水管,透水管坡度不得少于 3‰，透水管埋設(shè)在道岔岔枕盒中間底部砂墊層內(nèi)，穿過(guò) 130 號(hào)道岔底部連接到既有的排水溝之中。對(duì)道岔軌距易變化的轉(zhuǎn)轍部分和導(dǎo)曲線部分加裝軌距拉桿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，道岔轉(zhuǎn)轍部分從前順坡接頭開(kāi)始安裝，每隔 2 孔岔枕安裝一根軌距桿。
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參考文獻(xiàn)(略)

本文編號(hào)：43117