兖石线沭埠岭站（GLC（09）04）无缝道岔设计方案研究

周广勇

摘要：针对将既有有缝道岔无缝化，结合兖石线沭埠岭站更换道岔工程实例，阐述了其对轨道结构、轨道稳定性检算过程。检算结果表明：此道岔可以无缝化，道岔强度度、位移、稳定性、断缝满足设计要求等。

关键词：无缝道岔；锁定轨温；位移；检算

1 引言

跨区间无缝线路可以提高道岔区钢轨接头的连续性， 降低轮轨间的动力作用， 提高列车运行的平稳性和舒适性， 已经成为现代铁路轨道结构的发展趋势。而无缝道岔是发展跨区间无缝线路的一项关键技术。本文就铺设无缝道岔的可行性进行探讨。

2 线桥概况

沭埠岭站GLC（09）04型道岔允许直向过岔速度最高为120km/h、侧向为60km/h。沭埠岭站既有设备状况如下：（1）钢轨：本次更换道岔地段兖石线下行、兖石线上行为60kg/m钢轨普通无缝线路，临沭大北联线路为60kg/m标准轨线路。（2）轨枕、扣件及道床：本次更换道岔地段兖石线下行线路为Ⅱ型钢筋混凝土枕，1760根/km配置，Ⅱ型弹条扣件；兖石线上行股线路为Ⅲ型钢筋混凝土枕，1667根/km配置，Ⅱ型弹条扣件；临沭大北联线路为Ⅱ型钢筋混凝土枕，1760根/km配置，Ⅱ型弹条扣件。

3各项检算

3.1限位器螺栓强度检算

限位器采用4对M27高强螺栓副。根据《无缝线路设计规范》螺栓剪力计算如下：τ=4T/πd2。其中取T=143.7kN/2=71.85kN，d =27mm，则τ=125.5MPa。10.9s高强螺栓允许剪应力[τ]=415MPa，<[τ]，因此，限位器螺栓强度满足要求。

3.2尖轨尖端纵向位移检算

根据《无缝线路设计规范》，尖轨尖端纵向位移f按下式计算：f=f？+f？-f？。

式中，f？-尖轨跟端间隔铁处最大纵向位移，取f？=7.4mm。f？-尖轨自由伸缩量，f？=α×△T×L，取线胀系数α=1.18×10-5/℃，最大温差△T =45℃，尖轨长度L=17.27m，则f？=9.2mm。f？-基本轨在尖轨尖端处的位移，f？=0。

因此，尖轨尖端最大纵向位移△L=16.6mm。18号道岔尖轨尖端处的允许纵向位移[△L] =±40mm，△L<[△L]，检算合格。

3.3 心轨尖端纵向位移检算

根据《无缝线路设计规范》，要求检算心轨尖端纵向位移，上面计算得到心轨纵向位移△f =3.5mm，18号道岔心轨尖端处的允许纵向位移[△f]=±20mm，△f<[△f]，检算合格。

3.4 锁定轨温检算

1.允许温降计算

（1）采用60kg/m钢轨，钢轨允许应力[σ]=363.0MPa。轨枕布置：1667根/km，直线，支承刚度D=33kN/mm。速度系数α=0.72，偏载系数β=0.0，横向水平力系数f=1.25。（2）计算结果。采用TDS计算得到：综合动载系数Kd=（1+α+β）f=2.15，轨底动弯应力σd=141.1 MPa。钢轨允许温降[ΔTd]=81.3℃。

2.允许温升计算

采用不等变形波长理论，计算中考虑了无缝道岔钢轨纵向力不均匀性的影响，相当于8℃温度力。用不同的变形矢度f值进行叠代，计算得到：1股钢轨允许压力 [P]=1974.0 kN；允许温升 [ΔTu]=102.9 ℃；臨界温升ΔTk=166.7 ℃

安全系数K=1.6。

3.锁定轨温检算

最高轨温Tmax=60℃，最低轨温Tmin=-16℃，允许温升[ΔTu]=102.9℃，允许温降[ΔTd]=81.3℃。设计锁定轨温范围：26±3℃。校验结果：最大温升ΔTum=37.0 ℃ ≤ [ΔTu] 富余：65.9℃。最大温降ΔTdm=45.0 ℃ ≤ [ΔTd] 富余：36.3℃。校验结果：合格。

4.断缝检算

钢轨类型：60kg/m，钢轨温降△Td=45℃，有砟轨道，断缝允许值[λ]=8cm。计算结果为：左侧断缝λ1=1.6cm，右侧断缝λ2=1.6cm。断缝λ=λ1+λ2 =3.2cm ≤ [λ]合格。

4 结论

（1）沭埠岭站更换GLC（09）04型无缝道岔按《铁路无缝线路设计规范》进行无缝道岔检算，各项检算结果均合格。（2）换铺18号（GLC（09）04）无缝道岔后，当轨温达到最大温降幅度45℃时，两组间隔铁传递至基本轨的附加力为143.7kN，纵向力作用范围为10.1m，该作用力起点至基本轨始端还有6.992m，不影响到道岔外的结构。因此，沭埠岭站铺设无缝道岔时，在考虑按相关规定在道岔间插入短轨后，无需考虑道岔之间的布置方式对无缝道岔的受力和位移影响。

参考文献：

[1]TB 10015-2012 铁路无缝线路设计规范[s].北京：中国铁道出版社.2013

[2]铁运[2006]146号 铁路线路修理规则.北京：中国铁道出版社.2013