铁路跨越式发展思路为铁路发展描绘了宏伟蓝图。运能紧张的繁忙干线修建四线或多线,实现客货分线运输。在大中城市间发展客运专线,在人口稠密地区发展城际铁路,加快形成覆盖我国主要城市的快速客运网。扩大西部铁路规模,完善中东部铁路网结构。加强既有线提速、扩能和电气化改造。
客运专线的建设为道岔技术的发展开辟了广阔的前景。而从以上分析可以看出,我国铁路道岔与各工业发达国家相比,存在的差距是明显的。最近,国家已经批准新建9条客运专线,对道岔的需求已迫在眉睫,我们必须按照“先进、成熟、经济、实用、可靠”的技术方针,引进先进技术,联合设计制造,打造中国品牌。
一、 提高理论研究水平,全面推进动态设计
《铁路主要技术政策》提出的铁路技术发展的总原则是:“在国家发展战略指导下,以市场为导向、效益为中心、运输安全为前提,积极采用先进、成熟、经济、适用、可靠的技术,强化专业基础理论的研究,重视技术的综合集成,坚持系统最优和综合效益最大的原则,立足国产化,引进和吸收国外先进经验和技术,增强自主创新能力,推动新技术快速转化为生产力。”道岔是铁路运输的重要技术设备,技术要求很高、需绝对保证安全的特点决定了道岔理论研究工作的重要性和前瞻性。要通过客运专线的建设,系统地建立我国铁路道岔设计理论。目前至少应在以下几方面开展工作并取得实质性进展。
(1)道岔区轮轨耦合动力学研究,对各种不同运行条件下道岔各种平面线型、各部位转移滚动及轮对引导状况进行动力学评价,对确定道岔参数的原则及参数选择提供依据,提出科学确定道岔直、侧向过岔速度的计算公式,建立完整的跨区间无缝线路道岔(包括桥上无缝线路道岔)理论。
(2)道岔区(包括道岔前后过渡段)轨道刚度合理匹配,从理论上研究道岔区轨道刚度不均匀分布的规律及对行车平顺性的影响,从而制订道岔区刚度均匀的工程措施。
(3)尖轨、心轨转换理论的研究,提出道岔尖轨和心轨牵引动程和转换阻力的计算公式,确定科学合理的转换方式。
(4)道岔区在跨区间无缝线路中的应力分布规律的研究,拟订控制钢轨件位移和优化传力部件的方案。
(5)运用有限单元结构分析等理论,提出对道岔各零部件结构强度及刚度进行检算的方法,优化道岔部件的途径。
二、引进国外先进技术,全面提高道岔水平
客运专线的建设为道岔技术的发展创造了极为有利的条件,但挑战也是十分严峻的。要充分利用这个有利时机,引进国外先进技术,全面消化吸收,形成后发优势,促使我国道岔技术提高到新水平。
(1)设计。道岔设计包括平面设计、结构设计和零部件设计。平面设计就是平面参数选择。随着客运专线的建设,我国铁路网道岔宜形成如下系列:客运专线高速道岔(时速300km及以上);客运专线道岔(时速200km及以上各类道岔);既有线改造所需道岔(时速120~200 km各类道岔);普通线路(时速120 km)道岔。
各类道岔设计中平面参数选择应该系列化、模块化。要通过客运专线技术引进,联合设计适合我国需要的线型。同时,α0(欠超高)、Ψ0(欠超高时变率)两项参数主要以旅行舒适度控制道岔侧向平面线型,随着道岔直向与侧向速度的同时提高,这两项指标是否能涵盖设计的需要以及合理取值都要认真研究。
结构设计和零部件设计则要依托于道岔轨道动力学和道岔轨道强度理论,这些都是需要补充和完善的内容。
(2)工艺。工艺是实现设计理论和设计思想的保证。目前,客运专线道岔需引进或尽快研究完善的关键部件及其工艺有:尖轨及心轨外锁闭技术和装置,高锰钢整铸翼轨制造,双肢弹性可弯心轨制造,心轨跟端固定技术及工艺,岔枕设计、制造、严格的上拱控制,弹性垫板和滚轮滑床板制造,制造标准和制造工艺。
(3)扣件。扣件在道岔中的作用除扣结钢轨件于岔枕以形成轨道框架、保持钢轨件正确的几何状态外,也为道岔提供合理弹性及良好工作性能。扣件需要解决的问题是:双弹性
垫层滑床板技术,垫板整体化的结构设计和制造工艺,滑床板减磨技术(材料、工艺),道岔专用窄型弹条扣件,扣件各部件的弹性等机械性能的匹配。
(4)监控。建立计算机联网的道岔状态监控系统,对道岔尖轨、心轨的密贴状态、尖端开口及其他关键参数进行24 h不间断监控,并对信号系统和轨道电路进行同步监测,监测的结果通过网络传送到控制室。这是安全行车必备的设备和技术。
三、理顺道岔管理体制,创造良好外部环境
(1)建立高效的、真正服务于铁路运输市场的道岔管理体制。铁路道岔的科研、设计、制造都是三位一体,道岔生产厂拥有很高的科学研究水平和很强的产品开发能力,对铁路运输市场的需求反应迅速。我国铁路道岔要以道岔生产厂为主体,吸纳科研、设计人员,建立统一的、高效的道岔制造体制。
(2)建立道岔工务、电务合一的制造、管理体制。道岔工务、电务、车务的分割管理严重阻滞了道岔技术的进步。工务设备是保证列车以规定的最高速度安全、不间断运行的基本设备,其强度、平顺性、可靠性至关重要;电务设备是保证工务设备满足运行质量的设备,两者密不可分又互相制约。要通过引进国外管理技术和客运专线的建设,实现工、电一体化。
(3)建立一支高素质道岔队伍。道岔技术涉及专业门类多、技术要求高,是技术含量很高和精密的科技产品,要通过引进先进技术(包括产品技术和管理技术)并消化吸收,培养一支责任心强、有奉献精神、技术水平高、有开发能力的,包括科研、设计、制造、管理各方面人才的道岔队伍,使我国铁路道岔尽快达到世界先进水平。
发表评论