转辙器的重要组成部件——尖轨

    尖轨是转辙器中的重要部件,依靠尖轨的扳动,将列车引入正线或侧线方向。尖轨在平面上可分为直线型和曲线型。我国铁路的大部分12号及12号以下的道岔,均采用直线型尖轨。直线型尖轨制造简单,便于更换,尖轨前端的刨切较少,横向刚度大,尖轨的摆度和跟端轮缘槽较小,可用于左开或右开,但这种尖轨的转辙角较大,列车对尖轨的冲击力大,尖轨尖端易于磨耗和损伤。我国新设计的12、18号道岔直向尖轨为直线型,侧向尖轨为曲线型。这种尖轨冲击角较小,导曲线半径大,列车进出侧线比较平稳,有利于机车车辆的高速通过。但曲线型轨制造比较复杂,前端刨切较多,并且左右开不能通用。曲线型尖轨又分为切线型、半切线型、割线型、半割线型四种,我国铁路主要采用半切线型和半割线曲线尖轨。

    尖轨可用普通截面钢轨、高型特种截面钢轨、矮型特种截面钢轨(又称AT尖轨)制成。特种截面尖轨截面粗壮,稳定性好。尖轨长度随道岔号数不同而不同,在我国9号道岔尖轨长6.25M,12号尖轨长7.7M,曲线形尖轨为11.3-11.5M,18号尖轨长12.5M。

    尖轨可用普通断面钢轨或特种断面钢轨制成。用普通断面钢轨制成的尖轨,一般在尖轨前端加补强板以增加其横向刚度。用特种断面钢轨制成的尖轨,其断面粗壮、整体性强、刚度大,稳定性比普通断面钢轨好。与基本轨高度相同的称为高型特种断面,较矮者称为矮型特种断面,如图,特种断面类轨还有对称与不对称、设轨顶坡和不设轨顶坡之分。为便于在跟端与连接部分联结,特种断面尖轨跟部要加工成普通钢轨断面。我国已广泛推广使用矮型特种断面钢轨(简称AT轨),取消了普通钢轨尖轨6mm抬高量,减小了列车过岔时的垂直不平顺,有利于提高过岔速度,同果可采用高滑床台扣住基本轨底,增加基本轨的稳定性和道岔整体性。

    尖轨的长度随道岔号数和尖轨的型式不同而异,在我国铁路上,9号道岔的尖轨长度为6.25m,12号道岔直线型尖轨长度为7.7m,曲线型尖轨长充为11.3~11.5m,18号道岔的尖轨长度为12.5m。
    为使转辙器正确引导列车的行驶方向,尖轨尖端必须细薄,且与基本轨紧密贴合,从尖轨尖端开始,尖轨断面逐渐加宽,其非作用边一侧与基本轨作用边一侧应紧密贴合,保证直向尖轨作用边为一直线,侧向尖轨作用边与导曲线作用边为一圆曲线。尖轨与基本轨的贴靠方式通常有两种,即贴尖式与藏尖式。
    当采用普通用这钢轨刨切时,为避免对基本轨和尖轨刨切过多,一般将头部经过铡切的尖轨置于较基本轨高出6的滑床板上,使尖轨叠盖在基本轨的轨底,形成贴尖式尖轨。基本轨轨颚不刨切,加工简单,备品方便。
当采用矮型特种断面钢轨加工尖轨时,一般在轨头下腭轨距线以下作1:3的斜切,使尖轨尖端藏于基本轨的轨距线之下,形成藏尖式结构。这样就保护了尖轨尖端不被车轮扎伤,并使尖轨在动荷载作用下保持良好的竖向稳定性,如图4-5所示。因基本轨轨颚需要刨切,要求基本轨与尖轨的刨切接触面良好,加工要求严格,并需备用曲、直基本轨。
    为保证尖轨具有承受车轮压力的足够强度,规定尖轨顶宽50mm以上部分方能完全受力,而在当轨顶宽20mm以下部分,则应完全由基本轨受力。尖轨顶宽20~50mm的部分,为车轮轮载转移的过渡段。为此,尖轨与基本轨之间应保持必要的轨顶面相对高差,对尖轨各个断面的高度都有具体的规定。
    当用普通断面钢轨制作尖轨时,为了减少尖轨轨底的刨切量,将尖轨较基本轨抬高6mm。这时尖轨尖端较基本轨顶面低23mm,可以避免具有最大垂直磨耗的车轮轮缘爬上尖轨。尖轨顶宽20mm以下部分完全由基本轨受力。在尖轨整断面往后的垂直刨切终点处,尖轨顶面高出基本轨顶面6mm,尖轨顶宽50mm以下部分完全由尖轨受力。
当采用高型或矮型特种断面钢轨加工尖轨时,尖轨顶宽50mm以后部分与基本轨是等高的,尖轨顶宽20~50mm这一段为过渡段。
    尖轨与导曲线钢轨连接的一端称尖轨跟端。尖轨的跟部结构必须保证尖轨能根据不同的转辙要求在平现上左右摆动,又要坚固稳定,制造简单,维修方便。
我国的道岔主要采用间隔铁鱼尾板式和弹性可弯式跟端结构。
    间隔铁鱼尾板式结构主要由间隔铁、跟端板及联结螺栓等组成。这种结构零件较省,尖轨扳动灵烽,但稳定性较差,容易出现病害。
    在新设计的60kg/m钢轨12号道岔及大号码道岔上采用了弹性可弯式尖轨跟部结构。弹性可弯式尖轨在跟端前2~3根轨枕处,将轨底削去一部分,使与轨头同宽,形成柔性部位,使尖轨具有能从一个位置扳动到另一位置足够的弹性。提速道岔中未对尖轨跟端轨底作刨切,虽增加了尖轨的扳动力,但有利于保持尖轨跟端强度。
    在跨区间无缝线路中,为限制尖轨尖端的伸缩位移,在尖轨跟部的基本轨和尖轨轨腰上安装限位器结构,将过大的温度力传递给外侧基本轨。