混凝土单开道岔固定辙叉病害产生原因及养护

道岔是铁路的薄弱环节之一，其通过尖轨和叉心进行了分叉，在铁路运营中起重要作用。道岔是指轨道在平面上的出岔、连接和交叉等设备，在国内我国习惯上把这些设备统称为道岔。道岔的作用是引导机车车辆由一条线路转向或跨越过另一条线路。道岔构造复杂，是铁路线路的重要组成部分，而辙叉又是道岔重要的组成部分。辙叉由心轨和翼轨组成，是使车轮由一股钢轨超越另一股钢轨的设备。

固定型辙叉存在有害空间，车轮通过辙叉心靠护轨平直段的引导通过辙叉，这里就要求辙叉各部结构尺寸符合要求，以避免车轮撞击辙叉心或者被辙叉叉心卡住。如果存在结构性病害超限可能危及行车安全。车轮通过有害空间，车轮轴距变长，在车轮小圆上运动，慢慢过渡到辙叉心上恢复本来轴线。为了车轮能平稳通过，不出现折线，通常我们采用翼轨加高，辙叉心轨降低。这在道岔维修上是个难点，维修时要特别重视。

1  混凝土枕单开道岔固定辙叉相关理论及检算

1.1  辙叉的分类

1.1.1  固定型辙叉

辙叉按构造形式可分为钢轨组合式辙叉和高锰钢整铸辙叉。

(1)  钢轨组合式辙叉

钢轨组合式（拼装式）辙叉的叉心由长心轨和短心轨组成，翼轨用普通钢轨经弯折、刨切而成，在翼轨和心轨间，用不同尺寸的间隔铁和螺栓连成一体，并在辙叉咽喉至心轨顶面宽50mm断面间的轨底下设大垫板，前后接头设置桥型垫板。

(2)  高锰钢整铸辙叉

高锰钢整铸辙叉采用含锰量11％～14％和含碳量1.0％～1.4％的高锰钢铸造而成，把翼轨和心轨铸成一个整体，具有坚固耐用，稳定性好，强度高，维修工作量少，零件少，安装方便等优点。

1.1.2  可动心轨辙叉

可动心轨型辙叉的心轨在翼轨框架范围内通过转换装置转换，保持两个方向转线连续，结构较为复杂，零件教多，其长度一般长于固定型辙叉。

1.2  辙叉构造

辙叉的前端称为趾端，后端称为跟端。心轨两作用边之间的夹角称辙叉角，辙叉角的交点称辙叉理论尖端。由于制造工艺的关系，不能把理论尖端制造出来，实际上的尖端有6～10mm 宽，称为辙叉实际尖端。两翼轨作用边间的最窄距离称为辙叉咽喉。从咽喉到心轨的实际尖端的这段距离，轮缘失去钢轨引导，所以叫做有害空间。从辙叉趾端到辙叉理论尖端的距离，称辙叉趾距；从辙叉跟端到辙叉理论尖端的距离称辙叉跟距。为了防止车轮进入异线或撞击叉尖，在另一股钢轨与辙叉相对应位置设置护轨，以引导车轮顺利通过辙叉。

护轨用普通钢轨经弯折刨切而成。护轨与基本轨之间用不同尺寸的间隔铁和螺栓连接，以保持轮缘槽的宽度。在护轨两端轮缘槽扩展部分设置护轨斜型垫板，以加强整体性。在护轨平直段安装轨撑垫板，以防止护轨轨头横向移动，保持“查照间隔”。

1.3  道岔号数的确定

在现场测量辙叉号数的最简单的方法是用脚量:先在心轨顶面找一脚长的宽度，然后在此宽度上往前量，量到辙叉理论尖端处是几脚，就是几号道岔。另一种方法是：先在心轨上两作用边宽度，分别量取为100mm和200mm处，各画上一条线，再量出这两条线之间的距离，用这个距离除以100mm所得的数，即为道岔号数。

1.4  辙叉查找间隔、护背距离、翼轨距离概念及检算

1.4.1  概念

查找间隔：查照间隔指辙叉心轨顶宽0～50mm范围内心轨工作边至护轨工作边的距离。查照间隔应保证车轮轮对在最不利情况下，护轨能够制约一侧轮对，使另一侧车轮不冲击辙叉心。通过计算，查照间隔不得小于1 391 mm，但也不能过大，否则会出现护轮槽宽度过小或轨距过大现象，故应保持在1391～1394mm之间。

护背距离指辙叉心轨顶宽0～50mm范围内翼轨工作边至护轨工作边距离。护背距离应保证车轮轮对在最不利情况下不被翼轨与护轨卡住。通过计算，护背距离应不得大于1348mm，但不能过小，否则车轮轮缘通过时有撞击辙叉尖的危险，故应保持在1346～1348mm 之间。

翼轨间距是指最小轮背距、最小轮缘厚度，一侧轮缘紧贴钢轨，一侧能顺利通过护轨轨开口末端的距离，数值应小于1370mm。

1.4.2  检算

查找间隔≥最大轮背距+（蒸汽机车）车轴下弯时轮背扩大值+最厚轮缘=1356+（0-2）+（32-33）=1388-1391mm

护背距离≤最小轮背距-（蒸汽机以外）机车车辆的车轴上弯时轮背缩小值=1350-2=1348mm

翼轨间距≤最小轮背距+最薄轮厚-预留值=1350+23-3=1370mm。

1.5  轮对在辙叉心上运动轨迹

车轮的踏面是锥形的，当车轮逆向进岔由翼轨滚向心轨时，因车轮逐渐离开翼轨工作边，车轮滚动圆逐渐减小，致使车轮逐渐下降；当车轮完全滚上心轨时，车轮又上升到原来高度。反之，当车轮由心轨滚向翼轨时亦然。因此，为了避免车轮在翼轨与心轨间过渡时产生冲击，应将心轨端部适当降低。同时，还应将翼轨顶面提高。

1.6  护轨

护轨是固定型辙叉的重要组成部分。它设置在辙叉两侧，是控制车轮运行方向，防止其在辙叉有害空间冲击或爬上辙叉心轨尖端，保证行车安全的重要设备。在可动心轨辙叉中，一般仅在侧股设护轨，用以防止心轨的侧面磨耗。

1.6.1  护轨的组成

护轨由平直段、两侧缓冲段和两端开口段组成。

平直段是护轨实际起作用的部分，其长度一般从咽喉起到心轨宽40～50mm处。根据构造要求，两端还可增加0～300mm的调整量。护轨工作边至辙叉心轨工作边之间距离称作查照间隔，《技规》规定此距离不得小于1391mm，在仅有货车运行的道岔不得小于1388mm,以保证轮缘不冲击或爬上心轨；护轨工作边至翼轨工作边的距离称为护背距离，《铁路技术管理规程》（以下简称《技规》）规定此距离不得大于1348mm，以保证最小轮背距的轮对通过。根据我国实际条件，《技规》护轨平直段轮缘槽宽度应在41～45mm范围内。

缓冲段起着将车轮平稳引入平直段的作用。它是由平直段两端各向轨道内侧弯折的一段。其弯折角的大小应与列车允许的侧向速度相匹配，一般采用值近似尖轨的冲击角。考虑到其通用互换，我国道岔正线和侧线的护轨相同，采用的冲击角是一致的，这对较高速度通过正线的道岔是不尽合理的。缓冲段末端轮缘槽宽应为65～68mm。

两端的开口段是考虑线路上允许的最大轨距（1456mm）、最小的轮背距等最不利组合时能将车轮导入护轨轮缘槽内，以保证行车安全。其长度一般采用150mm，如受结构限制时可采用100mm。开口段外端的轮缘槽宽度一般采用80～90mm。

2  辙叉病害产生的原因

2.1  辙叉垂直磨耗和压溃

车轮通过有害空间时，对心轨和翼轨产生冲击作用，辙叉心处的岔枕经常发生吊板；破坏道床坚实性是引起辙叉垂直磨耗和压溃的主要原因。

2.2  辙叉轨距不符合标准

查照间隔和护背距离不合标准，护轨轮缘槽、辙叉轮缘槽尺寸不合标准是造成辙叉轨距不符合标准

2.3  辙叉心横向晃车

因为护轨平直段对应着辙叉心的有害空间，护轨平直段对轮缘起着导向作用，如果轮缘槽的宽度不等就会造成横向晃车。

2.4  辙叉心撞尖

当列车进入辙叉时护轨轮缘槽平直段宽度在咽喉部位大于标准尺寸，在辙叉部位又恢复标准尺寸，当列车从咽喉部位进入辙叉部位时产生横向摆动，列车轮缘就会撞击叉心尖端

2.5  列车撞击护轮轨头

道岔导曲部分不设超高，列车的离心力迫使列车沿曲线上股运行，如果叉心前轨距扩大或者是有活轨距，就会造成列车撞击护轮轨头。

2.6  钢轨状态不良

钢轨有肥边造成道尺测量时候轨距不符合要求，特别是叉心和翼轨肥边不仅影响轨距还间接影响查找间隔和护背距离。

2.7  轨枕位置不正

道岔轨枕间距是有设计要求的，不同型号的道岔每个轨枕上铁垫板偏心不一样。轨枕位置不对的话，会使偏心垫板曲股这一侧垫板间隙一边大，而另一边小。作业中轨距特别不好改。SC330道岔轨枕要垂直直基本轨，B30大螺栓中心线要在一条线上，如果不在一条线上，将会影响改道。

2.8  道床状态不良

道床要饱满、富有弹性、排水良好。道床不良往往会导致轨向高低不良，长时间会造成钢轨状态的不良。

2.9  结构尺寸不符合标准

辙叉的结构尺寸比较多，各部分尺寸相互关联。轮缘槽宽度的量取位置与轨距量取位置相同。不同型号的道岔叉心量取的位置也不相同。大部分在叉心心轨20mm至30mm断面量取，为减少测量误差，一般要求该槽宽只算不量。而在现实作业中用钢板尺量的平直段和岔心轮缘槽的宽度是不准确。

3  辙叉心病害整治措施

作者信息：张永财（兰州铁路局中卫工务段）