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摘要：近年来在城市轨道交通轨道工程中，由于高锰钢辙叉的不耐用性，性价比较低，随着开通里程和大小交路以及避让站的设置导致道岔占线路比重越来越大，运营维护工作量较大的问题日益突出，相对于对于高锰钢辙叉的性能特性，合金钢道岔的耐磨耐用性显得尤为突出，为达到“降本增效”的目的，首先大量在大铁上应用，国内地铁也逐步研究试用的可行性，本文主要浅析合金钢道岔在地铁应用前景
关键词：合金钢；道岔；地铁；应用
一、合金钢辙叉简介
合金钢组合辙叉是近年来发展起来的新型固定型辙叉，心轨尖端部分采用了高强度合金钢制造，主要特点如下：
1、合金钢辙叉组成
合金钢辙叉主要由翼轨、合金钢心轨、叉跟尖轨、连接系统、垫板、扣件系统组成：
（1）翼轨：是合金钢辙叉的重要组成部分，是实现车轮走行、轮轨转移的重要部件，同时承担趾端与线路（道岔）连接的功能，一般具有形成翼轨堆积高功能。翼轨一般采用与线路同轨型的普通钢轨制造，随着发展也有局部采用合金钢材质（镶嵌或焊接）、合金钢材质钢轨制造的翼轨出现。
（2）合金钢心轨：合金钢叉心是形成合金钢组合辙叉的必要条件，最低机械性能如下：
a.拉伸强度 R m≥1240MPa
b.冲击韧性aku ≥70J/cm2（+20℃）
aku ≥35J/cm2（-40℃）
c.硬度 HRC 38-45
（3）叉跟尖轨：采用与线路材质一致的普通钢轨制造。
（4）连接系统：起到将心轨、翼轨、叉跟尖轨连成整体的作用，由间隔铁、高强度螺栓副、钢轨垫圈、防松零件等组成。
（5）垫板：是形成辙叉用于与岔枕连接的零件，初次铺设该类型辙叉必须配带垫板，同类型辙叉更换，可仅用辙叉本体。一般辙叉为对称结构，左右开向通过对应的垫板实现。
（6）扣件系统：这部分含垫板与轨件连接、垫板与岔枕连接、弹性垫层等三部分。
2、合金钢辙叉的适应性
辙叉标定的容许通过速度：单开道岔辙叉客车≤160km/h、货车（轴重≤23t）≤90km/h。但是具体实施通过速度按整组道岔容许速度执行。
二、现场观测与维护要求
1、辙叉铺设应符合《铁路轨道施工规范》；养护维修按《铁路线路维修规则》，参照钢轨组合辙叉养护维修有关规定进行。
2、铺设初期的复紧
合金钢组合辙叉既是紧固部件也是传力部件。
联结螺栓规格：M27，强度等级10.9S，螺母强度等级10H，或螺栓强度等级12.9S，螺母强度等级12H。
联结螺栓将合金钢叉芯、叉后轨、翼轨及间隔铁联结成一个整体，在竖向力和横向力作用下，各部件之间不应发生相对错动。同时在单侧（正线）心轨、翼轨及间隔铁（不含咽喉间隔铁）三者之间应形成足够的纵向摩阻力，以保证在温度力作用下，各部件不出现相对错动，并通过翼轨、导曲线钢轨将温度力传递至尖轨跟部。
由于辙叉为高强度螺栓副紧固体，在运营初期各部紧固状态有着向运营最佳状态适应的过程，主要有各轨件与基础高差匹配产生的垂向运动、间隔铁（或心轨中类似间隔铁结构部位）相互研合过程等，这些配合部位的调整会减少螺栓副的轴向力，在减小到一定程度会影响传递温度的能力。
为此要求在上道运营1个星期，应对水平螺栓副的扭矩进行检测和复紧。现场紧定力矩规定900～1200N·m，可适当增大，但不宜超过1400 N·m。上道一个月时再进行检测，之后可半年进行一次检测（基本上是季节变化前期）。注意检测高强度螺栓是否需要复紧，不能依据是否松动进行判断。
其余螺栓扭矩规定：
（1）安装弹条时，拧紧螺母以弹条中部前端下颚与轨距块刚刚接触为准；
（2）辙叉垫板与岔枕的联结螺栓拧紧力矩为250N·m。
出现叉跟尖轨离缝情况的处理：
（1）离缝小于7mm时可以对水平螺栓进行复紧；
（2）大于7mm时应在天气转暖时，松开叉跟尖轨相关水平螺栓副，利用拉轨等措施使叉跟尖轨离缝小于5mm，然后紧定螺栓副。
（3）当离缝超过10mm，建议对后端焊接轨进行切断，松开叉跟尖轨相关水平螺栓副，将叉跟尖轨前移至小于2.0mm缝隙，紧定螺栓，然后焊接或冻结切开的轨缝。
4、打磨维护
（1）磨修肥边是延长辙叉使用寿命的有效方法。辙叉铺设使用后，应及时对心轨、翼轨和叉跟轨产生的肥边进行打磨处理，防止由于肥边部位产生裂纹和掉块。上道后7天内进行第一次打磨，其后视肥边宽度达到2～3mm，及时打磨。注意打磨时不要仅对肥边突出轨距线部位进行打磨，要注意交角圆弧的打磨：清除肥边，保持圆角（心轨和叉跟轨R13～ 15mm、翼轨R5～R8mm）。保持较好的圆角可较大程度，抑制肥边的产生，减少裂纹、掉块产生的几率，同时初期较好圆弧的保持，可有效减少打磨次数。
（2）关于垂磨。固定型辙叉与正常运行线路不同，运行光带有其特殊性。在咽喉至心轨50mm断面范围内存在轮轨接触变化和转移的必然。由于轮轨接触位置和接触宽度的不同，产生垂磨的差异是正常的。
对于翼轨从咽喉至心轨50mm断面范围内接触宽度逐渐变小，轮轨接触部位也从轮缘向轮端过渡，这样垂直磨耗就会出现与接触面从宽到窄成反比的现象，翼轨车轮接触末端光带基本形成尖刃状，受力状况非常恶劣，所以磨耗最深，也极易造成肥边、压溃或剥离掉块。同时受车轮假轮缘的影响也会加剧翼轨的磨耗。另外为了实现车轮运行轨迹的垂向平稳，翼轨设置了抬高，在假轮缘的作用下，翼轨承受主要垂向载荷。而车轮的踏面形状差别较大，造成正常的轮轨关系难以准确设定和实现，所以固定型辙叉的轮轨关系一致是研究的重点。
三、优点与不足
优点：合金钢辙叉是近几年发展起来的一个新的品种，有其明显的优势：强度高、使用寿命长、维护保养工作量小等。
不足：（1）各部件以栓接为主，整体性不强；（2）钢轨、合金钢的裂纹延迟性较高锰钢辙叉差别较大，在线使用的安全性，成为主要问题。（3）由于发展过快，技术成熟性相对欠缺。（4）合金钢的质量评价体系不完善。目前我国在线应用的合金钢辙叉，非道岔制造厂占据了绝大部分，受各方面影响质量状态的真实性存在一定问题。造成虚报现象较多，使铁路主管部门积极推进该项技术的应用，这给线路实际养护造成了较大问题。（5）近年随着应用范围及数量的扩大，有一定的质量离散型、特别是翼轨破损造成的提前下道现象较多，可以说合金钢辙叉在各路局的观测、养护、维修中已经作为重点，无形中增加了现场维修工作量和安全隐患。（6）相对比于高锰钢辙叉，合金钢辙叉更脆，韧性不足，若存在裂纹会迅速发展，对维保单位的应急抢险能力要求更高。
参考文献：
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