中铁山桥集团有限公司是以制造业为主体、多元经营的国有控股大型企业集团。其前身为始建于1894年的铁道部山海关桥梁工厂,是我国桥梁、道岔制造行业中综合实力最强的名牌企业,全国交通运输设备制造行业百强企业、国家完善计量检测体系合格企业、省部级科技先导型企业、拥有自营进出口权,已通过ISO9002质量体系认证和UKAS国际标准认证,其管理、生产、服务覆盖于全过程。
中铁山桥集团有限公司,是中国铁路道岔的发源地,被誉为道岔的故乡。从二十世纪初正式生产道岔,并一直占踞着半数以上的国内市场。迄今,已为中国铁路生产了30余万组道岔。自中国铁路提速以来,相继开发的提速道岔、高速道岔,先后被确定为国家级新产品,占据了40%的市场份额。道岔产品分别出口到美国、新西兰、澳大利亚、印度尼西亚、泰国、韩国等国。可设计制造铁路、厂矿及港口专用线,地铁及各类城市轨道交通所用道岔。规格包括43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m等各种型号的固定型、可动心轨型、单开、交分等道岔,各种道岔配件,各种型号高锰钢辙叉,综合年生产能力达万余组(个)。
一、新建敦化至白河铁路工程高速道岔
公司研发的时速250公里客运专线铁路60kg/m钢轨12号单开有砟道岔应用于新建敦化至白河铁路工程正线和到发线之间的连接。
图1-1: 时速250公里12号单开道岔
道岔全长43.2m,导曲线半径350m。为适应客货共线运行特点,道岔尖轨前段采用相离式半切线型,该设计为中国独有技术,可在不影响直侧向行车舒适性的前提下大幅度提高尖轨的粗壮度,解决了道岔曲线尖轨侧磨过快、使用寿命短这一难题。
图1-2: 时速250公里12号单开道岔线形
高速道岔按跨区间无缝线路设计,应对东北地区严寒气候环境及温差较大的特点,道岔转辙器跟端采用大间隙限位器作为传力结构,将过大的温度力传递给外侧基本轨。适应温度变化范围达±57℃。
图1-3: 转辙器跟端大间隙限位器传力结构
为适应尖轨相对基本轨的伸缩位移,优化设计尖轨牵引点外锁闭装置,锁钩处设置连接铁、销轴避免道岔出现转换卡阻。
图1-4: 尖轨钩形外锁闭结构
道岔采用可动心辙叉,即心轨可动的辙叉形式,心轨组件可以按行车方向,分别与两侧翼轨相贴,可以消除辙叉有害空间,减轻车轮对翼轨和心轨的冲击,从而大大改善了列车通过辙叉时的运行状态,保证主线方向高速行车下的平稳性和旅客的舒适性。为减小12号可动心轨转换阻力,可动叉心采用单肢弹性可弯结构,侧线设置叉跟尖轨,其密贴面与短心轨形成滑动,从而既保证工作边轨线的连续,又有效减小了扳动阻力。
图1-5: 可动心辙叉单肢弹性可弯结构示意图
二、新建张家界至吉首至怀化铁路工程高速道岔
公司研发的时速350公里60kg/m钢轨18号单开道岔(客专线(07)009)用于新建张家界至吉首至怀化铁路工程正线和到发线之间的连接。直向通过速度达350km/m。
图2-1: 时速350公里18号单开道岔
道岔全长69m,导曲线半径1100m。转辙器采用21.45m长60AT2弹性可弯尖轨,设3个牵引点。第三牵引点至尖轨固定端设置预弯曲线,消除转换不足位移。
图2-2:时速350公里18号单开道岔线形
为满足最高时速客运专线铁路运营条件,研发整体硫化的弹性铁垫板及新型扣件系统。弹性铁垫板由铁垫板、钢套、橡胶垫板硫化成一个整体构成,发挥系统弹性作用。铁垫板四周包胶5mm。钢套为长圆形内孔,钢套高出铁垫板上表面。硫化橡胶垫板采用分块式结构。通过调整分块大小及沟槽排布实现刚度取值。道岔扣件节点刚度均匀化设置。
图2-3:弹性铁垫板
弹性铁垫板与缓冲调距块、盖板配套使用,与垫板螺栓、弹簧垫圈、预埋套管、轨距块、弹条、轨下橡胶垫板、 T型螺栓、螺母和平垫圈组成扣件系统。弹性铁垫板与混凝土岔枕采用垫板螺栓与预埋套管配合紧固方式联结。弹性垫板下可以采用调高垫板进行调高,调高量为-4~26mm。
图2-4:扣件系统
弹性铁垫板与螺栓间设缓冲调距块,既缓冲垫板对螺栓的横向冲击又可调整轨距,单侧钢轨位置调整量:-4~+2 mm,轨距调整量为-8~+4 mm;弹性铁垫板通过垫板螺栓与盖板扣压,盖板上附有弹性较好的空心橡胶垫圈,既不对铁垫板产生较大压力也可防止垫板倾翻。
道岔采用钢轨组合型可动心轨辙叉,心轨采用60AT2钢轨制造,取消以往转换凸缘结构;翼轨由以往模锻翼轨改进为60TY1特种断面钢轨制造。避免了心轨转换凸缘及模锻翼轨造成的结构薄弱环节。
图2-5:60AT2长心轨
三、新建弥勒至蒙自铁路工程
公司研发的时速350公里60kg/m钢轨42号单开道岔(客专线(07)011)用于新建弥勒至蒙自铁路工程上下高速线。其直向通过速度达到350km/h。侧向通过速度达到160km/h。
图3-1: 时速350公里42号单开道岔
道岔全长157.2m,导曲线采用5000m半径圆曲线接抛物线的复合线形,极大提高了列车侧向高速通过道岔的平稳性。
图3-2: 时速350公里42号单开道岔线形
42号道岔采用44.24m长尖轨,尖轨工作边平直精度需达到0.2mm/m,40m距离内孔位精度需达到±1mm。对加工和运输工艺提出了极高的要求。为满足长大钢轨件高精度的加工需求。公司采用52m超长数控铣床对尖轨工作边进行连续铣削加工,保证平顺精度。采用成型铣刀保证加工廓形的精确。采用数控钻床激光定位的方式实现孔位精度。
图3-3:52m双龙门数控铣床
42号道岔采用双肢弹性可弯可动心轨辙叉,长短心轨间隔铁通过竖向螺栓与垫板连接,传递线路长轨温度力,提高结构整体稳定性。
图3-4:双肢弹性可弯可动心轨辙叉
四、新建朝阳至秦沈高铁凌海南站铁路联络线工程高速道岔
公司研发的时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔(无砟)用于新建朝阳至秦沈高铁凌海南站铁路联络线工程上下高速线。
图4-1: 时速350公里42号无砟单开道岔
无砟道岔采用长枕埋入式整体道床,过渡段岔枕设计适用于与区间无砟轨道过渡。岔枕设预应力钢筋及普通钢筋桁架结构。钢轨顶面到混凝土岔枕钢桁架钢筋底面的高度为419mm,桁架筋与基础采用混凝土整体浇筑,极大的提高了道岔基础的整体性和稳定性。
图4-2:无砟道岔混凝土岔枕
道岔采用多机多点的牵引方式对长大尖轨同步牵引,提高了安全性,减少了养护维修工作量。
图4-3:42号无砟道岔多机多点牵引
道岔滑床台板表面采用激光熔敷方式进行减摩处理,与镀铬等传统工艺相比,具有以下特点:基体抗腐蚀性好,满足防腐要求;滑动表面硬化工艺性好,涂层结合力强,易于在提高硬度的基础上减小摩擦系数,极大的减小了大号码道岔的转换阻力。
图4-4:激光熔敷滑床台板
采用新型的心轨与转换设备的连接方式,有效的解决了4mm锁闭检查失效的问题,提高了设备的可靠性。
图4-5:42号道岔心轨牵引点外锁闭装置