道岔辙叉几何尺寸合理维修值的分析与处理

为了保持道岔稳定，使轨距、高低、方向、水平及各部位尺寸保持良好状态，在日常养护维修作业中，整治辙叉部位是耗时最多，技术上最难处理好的关键部位，辙又是道岔的核心部位，也是安全的薄弱环节，如何计算确定辙叉部位几何尺寸的合理维修值，用来指导日常养护维修作业，提高工效及道岔的质量，延长道岔使用寿命，确保行车安全，显得尤为重要。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

1 存在问题及原因

1.1 存在问题

当护轨与心轨的查照间隔和护背距离不符合要求时，会严重危及行车安全。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

当护轨作用面至心轨作用面的距离(即查照间隔)小于1391mm时，将造成车轮撞击心轨，并造成护轨的拉力作用过重，甚至可能造成车轮爬上心轨；当护轨的作用面至翼轨作用面(即护背距离)大于1348 mm时，将加大护轨和辙叉翼的磨耗，甚至造成整组道岔纵移或横移，影响道岔的稳定性，常遇见的有心轨磨耗、翼轨坍塌，护轨螺栓折断等安全隐患。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

从近两年来对道岔维修验收情况来看，查照间隔和护背距离不合要求的占失格道岔数量的三分之二以上。因此，需要仔细分析原因，掌握规律，合理确定维修值，以提高道岔的维修质量和工作效率。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

1.2 超限原因

造成查照间隔和护背距离超限的主要原因：一是护轨轮缘槽偏大、翼轨轮缘槽偏小，辙叉处轨距超限。二是叉心部位下有失效枕或岔枕下有暗坑、空吊或基床不稳定，当列车重载通过时，会造成道岔高低、方向的变化，甚至会出现整组道岔前后爬行或横移等现象，引起不良后果。三是道岔前后、高低、方向不良，当列车通过时也会造成列车摇摆并冲击辙又，造成道岔病害，影响道岔寿命。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2 查照间隔与相关数值的关系

2.1 规章要求

《铁路线路维修规则》(以下简称维规)对道岔几何尺寸的要求：平直护轨轮缘槽宽度为42mm(容许误差为-1mm、+3mm)，翼轨轮缘槽宽度为46mm(容许误差为-1mm、+3mm)，轨距为1435mm(容许误差为-2mm、+3mm)。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.2 计算实例

现以50kg/m钢轨12号单开道岔为例，如图1、图2所示。将护轨轮缘槽宽度(图1、图2中的T1)控制在41∼44mm之间(即误差控制在-1、+2)，将翼轨轮缘槽宽度(图1、图2中的T2)控制在46∼49mm之间(即误差控制在0、+3)，将轨距控制在1434-1437mm之间(即误差控制在-1、+2)。那么，护轨轮缘槽宽度就有41、42、43、44mm4个整数，翼轨轮缘槽宽度也有46、47、48、49mm4个整数，轨距误差也有-1、0、+1、+2mm4个整数。这3组数值之间按不同的排列组合就存在有64种组合形式。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

图1 道岔平面示意图

图2 道岔辙叉心轨截面示意图

2.3 计算分析与建议

排列组合换算结果表明，这64种组合存在三种情况：一是查照间隔小于1391mm，护背距离大于1348mm 的组合有12种，这12种组合不符合《维规》要求，应该剔除不用。二是查照间隔有一个恰好是等于1391mm或1348mm的组合有25种，在列车运行动态作用的情况下，这种没留有余地的组合很难持久保持质量，很容易造成道岔质量失格，因此这25种组合方式最好不用。三是轮缘槽宽度留有lmm及以上余地的组合有27种，它们能较长时间地使查照间隔和护背距离处于良好状态。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

为了便于在实际工作中能快速准确地确定辙叉部位的合理维修值，现将27种排列组合列表如下(表1)：󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

表1  查照间隔、护背距离与三组数值关系表                    单位：mm

分析以上27种数值排列组合，可以统计得出表2结果：

表2  维修值组合统计表                        单位：mm／处

说明：41/6表示护轨轮缘槽宽度为41mm的有6处，其余同。

从表2可以看出，当护轨轮缘槽宽取42mm、43mm，轨距取1435mm和1436mm，翼轨轮缘槽宽取47 mm时最为理想。建议在实际工作中对照并采用这种维修值比较合理。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

从27种组合形式来看，护轨轮缘槽宽度在现场的问题主要有两种情况：一是小于41mm，二是大于44 mm。小于41mm时，只要打磨基本轨“肥边”就能解决；大于4mm时主要是护轨磨耗过度引起的，只要更换护轨就可以解决了。关于轨距误差问题，只要安装又心轨距杆就很容易满足对轨距的要求。难就难在翼轨轮缘槽，因为目前普通道岔叉心绝大部分为锰钢整铸，轮缘槽宽度以44mm 为多，如将翼轨轮缘槽打磨加宽2mm左右，则难度很大。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

护轨轮缘槽宽度取41mm，翼轨轮缘槽取49mm，与《维规》要求比较，没有预留量，会不会出现更小更大的情况呢?不会!因为列车的作用力在护轮轨作用边，随着护轮轨作用边的磨耗，轮缘槽只会越来越宽而不会减少，而辙叉心作用边承受列车的作用力，翼轨未受挤压和冲击，因此轮缘槽亦不会增宽。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

查照间隔是不是越大越好?护背距离是不是越小越好呢?从建议采用的27种组合方式看，查照间隔的最大数值是1394mm，护背距离的最小数值是1345mm，最大最小数值均在3mm以内，没有出现过大或过小现象。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

查照间隔如果过大，假定达到1397mm，由于护轨轮缘槽偏小，列车轮缘挤压护轨作用边，就会加快护轨的磨耗，甚至将护轨螺栓拉断，列车就有进异股掉道的危险。护背距离过小，也会引起行车安全事故，因为三位数值之间是互为因果关系的。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

3 轮缘槽宽度的确定

一是用道岔专用卡尺直接测量护轨轮缘槽和翼轨轮缘槽的宽度，这种方法最简便。普通游标卡尺受道岔构造的影响，所测数据不准确，一般不能采用。

二是用换算办法计算护轨轮缘槽和翼轨轮缘槽宽度，所测数据接近实际，操作方法为：󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

在叉心40mm断面处用轨距尺量出轨距、查照间隔、护背距离三组数值后，再求轮缘槽宽度(图中T1、T2)。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

假定轨距、查照间隔、护背距离三组数值分别为1435mm、1392mm、1349mm。则有：󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

护轨轮缘槽宽=轨距-查照间隔=1435-1392-43翼轨轮缘槽宽=查照间隔-护背距离=1392-1349-43󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

那么，如何确定三组数值的最优组合形式呢?󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

根据以上数值，只要将轨距减少1mm，那么查照间隔和护背距离、轨距均可达到1391mm、1348mm和1434mm，能勉强满足质量要求，但不能持久保持质量，离失格道岔仅差一步。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

在轨距和查照间隔不变的情况下，只要将辙又翼轨边打磨2mm及以上，护背距离就会等于或小于1347mm，不但满足了技术质量要求，而且也避免了因改道对枕木的破坏。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

4 几点建议

做好道岔前后50m线路的整体维修，保持道岔与线路轨面、方向的顺接。

针对辙叉底部存在的空吊和暗坑，要加强捣固，特别是叉心和辙叉前后接头处的捣固。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

为加强辙叉和护轨的整体联系，要经常检查护轨处轨撑是否牢固。经常检查道岔，对照几何尺寸，及时打磨道岔肥边。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

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原文名称:道岔辙叉几何尺寸合理维修值的分析与处理󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

作者信息:杨 聪(柳州铁路局百色工务段，广西 百色533000)󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

出版社:广西铁道 2005年6月第4期󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄣󠄡󠄞󠄡󠄢󠄨󠄞󠄧󠄢󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠅄󠅙󠅝󠅕󠄪󠄡󠄧󠄤󠄡󠄦󠄢󠄦󠄣󠄨󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮