岔枕
用在铁路道岔上的专用轨枕
岔枕是用在铁路道岔上的专用轨枕。主要用于道岔牵引点处,可将道岔电务转换杆件置于枕内,有利于大机养护作业。
定义
轨枕承受来自钢轨的各向压力,弹性地传布于道床,有效地保持轨道的几何形位,是铁路线路上部建筑的重要组成部分。轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性,并能便于固定钢轨,有抵抗纵向和横向位移的能力。按其使用目的可分为:用于一般区间的普通轨枕:用于无碴桥梁上的桥枕;用于道岔上的岔枕。岔枕的结构一般会与普通的轨枕不同。道岔处要引导机车车辆从一股道转入另一股道导至此处的轨枕受力状况与产生的应力会跟普通线路上的轨枕情况不同。因此,岔枕的结构与一般轨枕的结构也不同。
分类
木岔枕
木岔枕是世界各国铁路道岔上最早采用的一种岔枕。其主要优点是弹性好,可缓和列车的动力冲击作用,有较好的绝缘性能。但由于其纵横向位移阻力差,限制了列车通过速度,亦即限制了运能的提高,同时耗费大量优质木材,而且使用寿命短,维修工作量大,总的看来很不经济。因此,将逐渐被其它材质的岔枕所取代。
混凝土岔枕
混凝土岔枕是世界上主要采用的岔枕形式。随着铁路高速、重载发展的需要,用混凝土岔枕代替木岔枕已成为岔枕的发展方向。混凝土岔枕材源较丰富,并能保证几何尺寸,使轨道弹性均匀,提高了轨道的稳定性。且不受气候、腐朽、虫蛀及火灾的影响,使用寿命长。此外,混凝土岔枕还具有较高的道床阻力,可提高线路的横向稳定性。但混凝土岔枕也有其自身的缺点:自重大,刚度大,抗震性能不佳;弹性差,易脆裂;搬运、维修不易;绝缘性能差。
钢岔枕
钢岔枕是一种特殊形式的岔枕,主要用于道岔牵引点处,可将道岔电务转换杆件甚至转辙机均放于枕内,不占用道岔捣固空间,有利于大机养护作业及道床的稳定。且还有脱轨时损伤少,可再生的优点。其不足之处是:容易生锈,质量较轻时振动较大,质量较大时成本较高。
钢筋混凝土岔枕最长者为4.90m,级差为0.10m。混凝土岔枕与Ⅲ型混凝土枕具有相当的有效支承面积,采用无挡肩形式,岔枕顶面平直,岔枕中还预埋有塑料套管,依靠扣件摩擦及旋入套管中的道钉承受横向荷载,按7mm配筋。
为了不让转换设备占用枕木空间,适应大型养路机械设备的需要,提速道岔中还设计并采用了钢岔枕。钢岔枕内腔应满足电务转换设备的安装要求,同时考虑允许尖轨或心轨±15mm的伸缩量。钢岔枕外宽要控制,以保证与相邻岔枕间形成足够的捣固空间。
钢岔枕自身还应有足够的刚度,在轮载作用下尽可能减小挠度,保证为上部构件及转换设备提供良好的支承条件。
钢岔枕与垫板、外锁闭设备间设有绝缘部件。钢岔枕底部焊有不规则条块,增大与道床间的摩擦系数。
国外发展情况
第二次世界大战以前,欧洲铁路普遍采用木枕,由素枕发展到防腐油枕,断面尺寸由小到大,以适应当时的需要。二战以后,由于战争的破坏,大片森林不复存在,同时,战后的重建需要大量木材,铁路轨枕资源缺乏。在此种情况下,欧洲的一些国家开始研究以混凝土轨枕代替木枕。德国研究并发展整体式预应力混凝土轨枕,法国研究并发展了双块式非预应力轨枕。
德法两国的道岔基础可分为两大类:碎石道床一混凝土岔枕基础、整体道床基础。法国以碎石道床一整体混凝土岔枕基础为主。
法国道岔的弹性大部分由道碴提供,扣件刚度大,岔枕传到道床的振动较大,因此道床要保持良好的状态,必须注重养护维修。德国有碴轨道岔枕上有较好的减振扣件系统,加上铰接岔枕的应用,道床受到的振动要小一些,道床维修周期要长一些。但由于部分岔枕要采用铰接件,岔枕成本昂贵。
德国
德国是研究开发混凝土轨枕较早的国家。于20世纪80年代初开始研制混凝土岔枕,并陆续在全国主要干线上推广使用。90年代初,开始研制铰接式混凝土岔枕。德铁研制铰接式混凝土岔枕主要基于两个目的:一是解决整组道岔运输超限问题:二是解决列车高速运行时,长岔枕未行车股道一端翘起和拍打道床引起道碴粉化问题。经过5年的研制,从1995年起,德铁开始在碎石道床上推广使用铰接式混凝土岔枕。经过运营实践,对
铰接结构进行了重大改进,不论是高速(v=160 km/h-220 km/h)线路上的道岔,还是极高速(v>220 km/h)线路上的道岔均采用铰接岔枕。
德铁的研究表明当岔枕长度超过3.2m时,共振现象明显,因此长度在3.2m以上的长岔枕在侧股股道中部以柔性铰联结,钢轨一岔枕间高弹性垫板与铰接岔枕共同组合成优良的弹性基础,减小了岔枕的下沉量,并减少了道碴的粉化,延长了道床的维修周期。
勃兰登堡、布茨巴赫(WBG/BWG)是德国的两大道岔制造厂。在德国BWG现代道岔设计中,使用了集扣件、锁闭设备、连接杆和加热器在一起的空心轨枕。其顶部对称地焊接了钢板,使得其弹性与邻枕接近。位于辙叉边上的长空心枕采用分离设计,提供适当的防振连接。BWG认为空心轨枕也可以用在板式轨道的设计中,具有清洁和少维修的优点。
为适应大型养路机械作业的需要,从根本上解决电务设备占用枕木空间的问题,德国在高速道岔中采用了钢岔枕来放置转辙机。
法国
法国的高速铁路网建设始于十九世纪八十年代,有:2 X1800km的有碴轨道;2X1300km的无碴轨道:有碴轨道站了绝大部分。其道岔区的轨道结构型式也大部分为有碴轨道。
法铁认为将转辙机放在特制的混凝土枕上,特制枕的刚度与线路相同,基础稳定。
国内发展情况
我国主要的道岔基础有木岔枕及混凝土岔枕两种形式。木岔枕断面和普通木枕基本相同,长度分为12级,其中最短的为2.60m,最长的为4.80m,级差为0.20m,采用螺纹道钉与垫板联结。混凝土岔枕比木岔枕重,使用寿命长,不易挠曲,可以减少锰钢辙叉的裂损,还能增加轨道的刚度,稳定性好。这些优点能大大降低混凝土岔枕道岔的养护维修费用。此外,由于木材供应日趋紧张,铁道部在1988年颁布的《铁路主要技术政策》中明确指出应采用高强度预应力混凝土岔枕。
我国从60年代初开始研究混凝土岔枕。最初研究的对象是50kg/m钢轨12号单开道岔用混凝土岔枕,经过试铺、改进,于1915年在全路推广使用。1985年开始研制60kg/m钢轨12号单开道岔用混凝土岔枕。
己完成的混凝土岔枕标准设计有:专线3197 [50kg/m钢轨、43kg/m钢轨9号道岔用混凝土岔枕(工矿企业用)];专线3263 (50 kg/m钢轨12号单开道岔用混凝土岔枕);专线3279 (60kg/m钢轨12-号单开道岔用混凝土岔枕);专线3281 (50kg/m钢轨9号单开道岔用混凝土岔枕);专线3283 (60kg/m钢轨9号单开道岔用混凝土岔枕);专线3304 (60kg/m钢轨12号可动心轨辙叉单开道岔用混凝土岔枕)。铁道部专业设计院从1985年开始研制重载铁路用混凝土岔枕道岔。1986年完成了60kg/m钢轨12号单开道岔用混凝土岔枕的试制、试铺,198年通过部级鉴定并在全路推广使用。
1995年以来,随着铁路客运列车速度不断提高的要求,我国研制和铺设了多种号码道岔的混凝土提速岔枕,包括整体式和铰接式,几年的应用实践表明,所研制的混凝土岔枕尽管存在着这样和那样的问题,但总的来说是成功的,起到了确保安全、强化轨道结构、减少养护和维修工作量的作用。
在2002年铁道部运输局组织的提速岔枕现场使用情况调查后,对扣件系统塑料套管的结构进行了设计改进,克服了扣件系统在安装方面的困难,极大地减少了套管在使用中出现损坏的现象。同时,运输局在最近的几年里组织有关单位的专家,对各个岔枕生产厂家的质量进行了严格的监督把关,并针对每个厂家的具体情况进行了技术指导,使岔枕的质量得到了很大的提高。现场使用单位对最近几年生产的岔枕满意率越来越高。
施工要求
为使道岔的轨下基础具有均匀的刚性,岔枕的间距应尽可能保持一致。转辙器和辙叉范围内的岔枕间距,通常采用(1~0.9)倍区间线路的枕木间距。设置转辙杆的一孔,其间距应适当增大。道岔钢轨接头处的岔枕间距应与区间线路同类型钢轨接头处轨枕间距保持一致,并使轨缝位于间距的中心。
铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕,均应与道岔的直股方向垂直。辙叉部分的岔枕,应与辙叉角的角平分线垂直,从辙叉趾前第二根岔枕开始,逐渐由垂直角平分线方向转到垂直于直股的方向。
参考资料
岔枕.筑龙百科.2012-09-10
最新修订时间:2024-07-02 07:55
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