GB 50512-2009 冶金露天矿准轨铁路设计规范
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5 轨道

5.1 轨道类型

5.1.1 轨道类型应根据线路等级、机车与车辆的最大轴重及最高运行速度合理确定。

5.1.2 轨道类型在机车轴重不大于25t时,可按表5.1.2的规定选用。

表5.1.2  正线轨道类型

注:1 联络线及站线等,按Ⅲ级线正线标准设计。

2 双线的空车运行线,其轨型宜与重车运行线一致,轨枕根数应减少80根/km或160根/km,但不应少于1520根/km。

3 曲线半径:一类车小于150m;二类车小于180m;三类车小于200m;其曲线地段的轨枕数量,应增加80根/km,但增加后最多不应超过1760根/km。

4 移动线道床应采用现场材料整平填实,其厚度不少于15cm。

5 道岔范围内的道床厚度,不应小于其连接线路的道床厚度。

6 对运量超过2Mt/a的Ⅲ级固定线,在非渗水土路基上,道碴厚度应增加5cm,路基面宽度应按本规范表4.2.1规定加宽10cm。

7 在机车轴重为28t时,混凝土轨枕、弹条扣件铺设应为1760根/km以上,道碴厚度不应小于35cm。

铁路轨道的作用是支承机车、车辆的车轮,引导列车前进,并传递荷载至路基。为了保证列车安全运行,不间断地完成矿山运输任务,轨道结构必须具有足够的强度和稳定性。

轨道类型的选定,钢轨是主要部分。实践证明,钢轨的破坏主要表现为疲劳损伤,其影响因素除轨道结构类型、材质及养护状态外,还与机车、车辆的轴重、轴距、行车速度、年运量等有关。

1 钢轨类型。矿山线路运行速度低,但轴重大,曲线半径小。钢轨磨耗严重,因此钢轨类型主要取决于运量。本规范采用了较重的轨型,每吨轴重所需钢轨重为1.8kg/m~2.1kg/m,按强度验算,其应力仅达到容许应力的60%左右,但考虑矿山线路维护条件差,留有一定的富余量。

2 轨枕的配置标准。轨枕数量的配置,根据现场施工和维护经验,如轨枕过多,当达到1800根/km时(轨枕间距55cm),会影响道碴的捣固,因此规定轨枕数量上限为1760根/km;如轨枕过少,轨枕间距过大,会影响列车平稳运行、保持轨距,不易控制钢轨爬行等。据理论计算,当轨枕数大于或等于1600根/km时,对钢轨的应力、道床顶面压应力以及路基面应力影响甚微,而当轨枕数少于或等于1360根/km时,则上述应力明显增加。近年来的矿山生产实际情况表明,适当增加轨枕根数,能有效地提高线路强度,减少铁路维护量,为此,规定轨枕数量的下限为1520根/km。

由于木枕常有机械损伤,特别是矿山线路维护条件差,道钉浮动,木枕失效较多,在相同条件下,钢筋混凝土轨枕应比木枕的配置标准低一级。

3 道床厚度。矿山线路一般不设底渣,只铺一层碎石道碴,道床厚度是指直线段(或曲段钢轨内侧)轨枕底面至路基面的高度,根据运量、轴重、道碴材质、路基强度及轨枕间距等轨道条件计算确定。较厚的道床能更好地将压力分布到路基面上,但过厚就不经济,且影响路基面的宽度,一般要求相邻间轨枕传到路基面上的压力相互重叠。

部分冶金矿山轨道结构类型见表18。

表18  冶金矿山轨道结构类型

根据调查资料综合归纳的轨道类型,按“点支承法”检算了轨道各部件强度,检算结果见表19~20。

表19  计算条件

检算结果见表20。

检算结果表明,与现场实际情况基本符合,钢轨、轨枕、道床顶面的应力值大部分在容许范围内,仅Ⅲ级线路基面压应力超过了容许值,说明道床偏薄,但考虑到矿山铁路,Ⅲ级线都为进采场的支线,挖方段较长,路堑多,土质路堤较少,且使用年限短,因此采用25cm道床厚度,运量超过2Mt/a的Ⅲ级固定线,道床厚度应增加5cm。由于机车类型的提高将钢轨类型提高到50kg/m以上。

表20  轨道各部分的应力值

这里需说明以下几点:

1 联络线、站线及其他线(指工业场地引入车间线路、车辆检修线等),因运量少、速度低,为简化线路等级,采用Ⅲ级线技术标准。

2 双线区间,空车线运量仅为重车线的40%~50%,一般可降低一级标准采用,但为了减少钢轨的类型和扣件的种类,宜采用同型钢轨,减少轨枕数量,但不应少于1440根/km。

3 由于移动线使用时间短,列车运行速度低,位于采场、排土场,利用现场材料,可就地整平捣实,不需铺设专用道碴。但所用现场材料的块度应有所限制,以免捣固不实,危及行车安全。