CN204589720U

CN204589720U - 60at2型铁路道岔钢轨

Info

Publication number: CN204589720U
Application number: CN201420754349.XU
Authority: CN
Inventors: 俞喆; 周清跃; 田常海; 张银华; 刘丰收; 李闯; 梁旭
Original assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; China Railway Corp; Metals and Chemistry Research Institute of CARS
Current assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; China State Railway Group Co Ltd; Metals and Chemistry Research Institute of CARS
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2024-12-04

Abstract

本实用新型公开了一种60AT2型铁路道岔钢轨，包括轨头、轨颈和轨底，轨头包括轨头廓面，该轨头廓面为七段彼此相连并相切的圆弧组成的弧曲部，七段圆弧中的第一圆弧段设置于弧曲部的中心，且在第一圆弧段的两端分别相连并相切三对圆弧，弧曲部相对于轨头中垂线的1:40斜线对称；轨头的高度为51.5mm。本实用新型公开的60AT2型铁路道岔钢轨克服了现有道岔钢轨米塞斯(Mises)应力偏高、钢轨及轮轨之间接触应力偏高的缺陷，同时，轮对横移时轮轨抗接触强度有所提高，轮轨接触关系得到改善。

Description

60AT2型铁路道岔钢轨

技术领域

本实用新型涉及铁路道岔钢轨，尤其是一种60AT2型铁路道岔钢轨。

背景技术

在铁路交通运输领域，新的60kg/m型钢轨已经投入使用，在申请号为201020668442.0的实用新型专利中对其进行了描述。该钢轨包括轨头、轨底和轨腰，在该钢轨廓面的横截面包括相对于廓面垂向中心对称的一共七段圆弧，并且相邻的两段圆弧在它们的连接点处相切。

在已经公布实施的国家标准TB/T3109‐‐‐2013《铁路道岔用非对称断面钢轨》中，详细规定了60AT1和60AT2两种钢轨的长度、重量、断面尺寸及参数；在申请号为201320220684.7的使用新型专利《铁路道岔钢轨》中，公开了一种60AT1型铁路道岔钢轨，该铁路道岔钢轨与60AT1型钢轨相适应。但是，目前60AT2型钢轨在高速铁路上的使用量也很大，而与该钢轨配合应用的道岔钢轨有米塞斯(Mises)应力偏高、钢轨及轮轨间接触应力偏高等缺陷，所以需要对60AT2型道岔钢轨的轨头廓型进行优化。

实用新型内容

本实用新型提供了一种60AT2型铁路道岔钢轨，包括轨头、轨颈和轨底，其特征在于，轨头包括轨头廓面，该轨头廓面为七段彼此相连并相切的圆弧组成的弧曲部，七段圆弧中的第一圆弧段置于弧曲部的中心，且在第一圆弧段的两端分别相连并相切三对圆弧，弧曲部相对于轨头中垂线的1:40斜线对称；轨头的高度为51.5mm。

进一步地，轨底的高度为36mm。

进一步地，轨头廓面还包括分别与弧曲部两端相切的两条斜线，其中第一斜线的斜度为1:40，第二斜线的斜度为1:13.3。

进一步地，廓面轨头还包括结合在斜线和轨颈之间的底线。

进一步地，第一圆弧段的半径在200mm-250mm的范围内，并且第一圆弧段两端之间的水平间距在20.0mm-25.0mm的范围内；或者，第一圆弧段的半径为200mm，并且第一圆弧段两端之间的水平间距离为20.0mm；或者，第一圆弧段的半径为250mm，第一圆弧段两端之间的水平间距离为20.0mm。

进一步地，第一圆弧段的一端与轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.06mm，第一圆弧段的另一端与轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.56mm；或者，第一圆弧段的一端与轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.03mm，第一圆弧段的另一端与轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.53mm。

进一步地，第一圆弧段两端分别与第二圆弧段和第三圆弧段相切并相连，第二圆弧段和第三圆弧段的半径在60mm‐80mm的范围内，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点的水平间距在45.5mm‐55.5mm的范围内，并且第二圆弧段和所述第三圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点的垂直距离在2.0mm‐4.5mm的范围内；或者，第二圆弧段和第三圆弧段的半径为60mm，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点的水平距离为52.07mm，并且第二圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点的垂直距离为2.69mm，第三圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点的垂直距离为3.99mm；或者，第二圆弧段和第三圆弧段的半径为70mm，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点之间的水平距离为49.2mm，并且第二圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为1.81mm，第三圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为3.04mm。

进一步地，第二圆弧段和第三圆弧段分别与第四圆弧段和第五圆弧段相切并相连，第四和第五圆弧段的半径在14mm‐20mm的范围内，第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离在65.0mm‐71.0mm的范围内，并且第四和第五圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离在9.5mm‐13.5mm的范围内；或者，第四和第五圆弧段的半径为16mm，第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离为70.09mm，并且所述第四圆弧段的最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为10.05mm，第五圆弧段的最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为11.8mm；或者，第四和第五圆弧段的半径为16mm，第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离为70.6mm，并且第四圆弧段的最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为10.67mm，第五圆弧段的最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为12.44mm。

进一步地，第四和第五圆弧段分别与第六和第七圆弧段相切并相连，第六和第七圆弧段的半径在6mm‐12mm的范围内，第六和第七圆弧段的最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离在12.5mm‐17.5mm的范围内，并且第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm；或者，第六和第七圆弧段的半径为8mm，第六圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为13.42mm，第七圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为15.22mm，并且第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm；或者，第六和第七圆弧段的半径为8mm，第六圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为13.4mm，第七圆弧段最外侧端点与轨头廓面最高点之间的垂直距离为15.2mm，并且第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm。

本实用新型所提供的60AT2型铁路道岔钢轨客服了现有道岔钢轨米塞斯(Mises)应力偏高、钢轨及轮轨之间接触应力偏高的缺陷，同时，轮对横移时轮轨抗接触强度有所提高，轮轨接触关系得到改善，从而本实用新型的道岔钢轨在减小钢轨及轮轨间接触应力上有所改进。

附图说明

图1是根据本实用新型的道岔钢轨的横截面的示意图；

图2是根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头横截面的示意图；

图3是根据本实用新型实施例二的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头横截面的示意图；

图4是根据本实用新型实施例三的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头横截面的示意图；和

图5是现有的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头横截面的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的说明性、非限制性实施例，对根据本实用新型的60AT2型铁路道岔钢轨进行进一步说明。

实施例一

图1是根据本实用新型实施例的60AT2型铁路道岔钢轨的横截面图，其中，1是轨头，2是轨颈，3是轨底，11是轨头1上部的轨头廓面，12是轨头1下部的轨头底面，21是左轨颈，22是右轨颈，31是左轨底，32是右轨底。AA’为轨头的中垂线，AN为位于中垂线AA左侧且相对于AA斜度为1:40的斜线。

下面参照图1对根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨做详细说明。轨头1的高度为51.5mm，以适应GBTB/T3109‐‐‐2013《铁路道岔用非对称断面钢轨》中对60AT2型钢轨的尺寸的规定。轨头1包括轨头廓面11和轨头底面12。轨头底面12分为左底面和右底面，且该两部分的交点为10，穿过交点10做垂直于轨底3底边的直线AA’，该直线AA’与钢轨轨头的交点为A、与轨底的交点为A’，该直线AA’为根据本实用新型实施例的60AT2型铁路道岔钢轨轨头1的中垂线。以A为定点，在钢轨横截面所在的平面内、直线AA’的左侧做直线AN，且该直线AN相对于轨头的中垂线AA’的斜率为1:40。轨头廓面11由七段圆弧组成，第一圆弧段置于七段圆弧组成的弧曲部的中心，在第一圆弧段的两端设置有分别相连并相切三对相对于斜线AN对称的圆弧，从而轨头廓面11的整个弧曲部相对于斜线AN对称。

中垂线AA’左侧的轨颈2为左轨颈21，中垂线右侧的轨颈为右轨颈22，左轨颈21与右轨颈22相对于中垂线AA’为不对称设计。左轨颈21的定点211低于右轨颈22的定点221。左轨颈21与轨头廓面之间通过第一弧212相结合，右轨颈22与轨头廓面之间通过第二弧222相结合，且第一弧212和第二弧222对应的半径都为12mm。

如图1所示，根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨的轨底3的高度为36mm，且轨底3相对于中垂线AA’不对称，在中垂线左侧的为左轨底31、右侧为右轨底32。左轨底31在水平方向上长度小于右轨底32，左轨底31在垂直方向上高度小于右轨底32。根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨的轨底3的设计与GBTB/T3109‐‐‐2013《铁路道岔用非对称断面钢轨》中对 60AT2型钢轨的尺寸相同。

图2为根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头横截面的示意图。其中，AA’为轨头1的中垂线，AN为位于AA’左侧、且相对于AA’斜率为1:40的斜线，O为轨头1在竖直方向上的最高点，BB’为第一圆弧段，CB为第二圆弧段，B’C’为第三圆弧段，DC为第四圆弧段，C’D’为第五圆弧段，ED为第六圆弧段，D’E’为第七圆弧段，EF为与第六圆弧段DE相切的斜线，E’F’为与第七圆弧段D’E’相切的斜线，121为轨头左底面，122为轨头右底面，110为轨头左底面与右底面的交点，R1是第一圆弧段的半径，R2是第二、第三圆弧段的半径，R3是第四、第五圆弧段的半径，R4是第六、第七圆弧段的半径。

参照图2，对根据本实用新型实施例一的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头做详细说明。BB’为第一圆弧段，且第一圆弧段BB’的半径R1在200mm‐250mm的范围内，点B为第一圆弧段的左端点，点B’为第一圆弧段的右端点，点B与点B’之间的水平距离在20.0mm‐25.0mm的范围内。该第一圆弧段接近B点处的O点为该段圆弧的最高点，也为道岔轨头1的最高点。

第一圆弧段BB’的左侧为第二圆弧段CB，该第二圆弧段CB与第一圆弧段BB’相接并相切，其中B点为接点和切点；第一圆弧段BB’右侧为第三圆弧段B’C’，该第三圆弧段B’C’与第一圆弧段BB’相接并相切，其中B’点为接点和切点。第二圆弧段CB和第三圆弧段B’C’相对于斜线AN对称；第二圆弧段CB最外侧端点C和第三圆弧段B’C’的最外侧端点C’之间的水平线段CC’的长度在45.5mm‐55.5mm的范围内；第二圆弧段CB和第三圆弧段B’C’的半径均为R₂，并且60mm≤R₂≤80mm；且第二圆弧段CB的最外侧端点C和第三圆弧段B’C’的最外侧端点C’分别与道岔钢轨横截面最高点O的垂直距离在2.0mm‐4.5mm的范围内。

第二圆弧段BB’的左侧为第四圆弧段DC，该第四圆弧段DC与第二圆弧段BB’相接且相切，其中C为接点和切点；第三圆弧段B’C’右侧为第五圆弧段C’D’，该第五圆弧段C’D’与第三圆弧段B’C’相接且相切，其中C’为接点和切点。其中，第四圆弧段DC和第五圆弧段C’D’相对于斜线AN对称；第四圆弧段DC的外侧端点D和第五圆弧段C’D’的外侧端点D’之间的距离DD’的长度为65.0mm‐71.0mm；第四圆弧段DC和第五圆弧段C’D’的半径均为R₃，且14mm≤R₃≤20mm；第四圆弧段DC的外侧端点D和第五圆弧段C’D’的外侧端点D’分别与道岔钢轨横截面最高点O的垂直距离为9.5mm‐13.5mm。

第四圆弧段DC的左侧为第六圆弧段ED，该第六圆弧段ED与第四圆弧段DC相接且相切，其中D为接点和切点；第五圆弧段C’D’右侧为第七圆弧段D’E’，该第七圆弧段D’E’与第五圆弧段C’D’相接且相切，其中D’为接点和切点。其中，第六圆弧段ED和第七圆弧段D’E’相对于斜线AN对称；第六圆弧段ED的外侧端点E和第七圆弧段D’E’的外侧端点E’之间的距离EE’的长度为72.0mm；第六圆弧段ED和第七圆弧段D’E’的半径均为R₄，且6mm≤R₄≤12mm；第六圆弧段ED的外侧端点E和第七圆弧段D’E’的外侧端点E’分别与道岔钢轨横截面最高点O的垂直距离为12.5mm‐17.5mm。

斜线EF与第六圆弧段DE在最低点E相接并相切，斜线EF相对于中垂线AA’向左倾斜，斜度为1:13.3。斜线EF的长度为21.97mm。斜线E’F’与第七圆弧段E’D’在最低点E’相接并相切且相对于中垂线AA’向右倾斜，斜度为1:40。斜线E’F’的长度为20.93mm。斜线E’F’的最低点F’比斜线EF的最低点F低0.82mm。

与廓面斜线EF相结合的是左底面121，左底面121的长度为38.33mm，相对于中垂线AA’的斜度为1:2.75。与廓面斜线E’F’相结合的是右底面122，右底面122的长度为36.37mm，相对于中垂线AA’的斜度为1:2.75。左底面121和右底面122的交点为110，且通过过度导角与轨颈2相结合。

实施例二

如图3所示为根据本实用新型实施例二的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头100的横截面图，其中，100为轨头，XX’为轨头100的中垂线，XN为XX’左侧且相对于与XX’斜率为1:40的斜线，O’为轨头100在竖直方向上的最高点，GG’为第一圆弧段，HG为第二圆弧段，G’H’为第三圆弧段，IH为第四圆弧段，H’I’为第五圆弧段，JI为第六圆弧段，I’J’为第七圆弧段，JK为与第六圆弧段JI相切的斜线，J’K’为与第七圆弧段I’J’相切的斜线，1210为轨头左底面，1220为轨头右底面，1100为轨头左底面与右底面的交点，R1是第一圆弧段的半径，R2是第二、第三圆弧段的半径，R3是第四、第五圆弧段的半径，R4是第六、第七圆弧段的半径。

本实施例二与实施例一的区别在与轨头廓面的七段圆弧的尺寸，其它部分的参数相同。

下面参照如图3对根据本实用新型实施例二的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头100的横截面的设计做详细说明。钢轨的轨头100包括轨头廓面和底面。轨头廓面的横截面由七段彼此相连并相切的圆弧以及与圆弧相结合的斜线组成。第一圆弧段GG’的半径R₁＝200mm，且第一圆弧段GG’的端点G与G’在水平方向上的宽度为20.0mm，该圆弧段接近G点处的O’点为本段圆弧的最高点，也为道岔轨头100的最高点。

进一步地，第一圆弧段GG’的右端点G到轨头廓面最高点O’的垂直距离O’G为0.06mm，第一圆弧段GG’的左端点G’到轨头廓面最高点O’的垂直距离O’G’为0.56mm。

第一圆弧段GG’的左侧为第二圆弧段HG，该第二圆弧段HG与第一圆弧段GG’相接且相切，其中G点为接点和切点；第一圆弧段GG’右侧为第三圆弧段G’H’，该第三圆弧段G’H’与第一圆弧段GG’相接且相切，其中G’点为接点和切点。其中，第二圆弧段HG和第三圆弧段G’H’相对于斜线XN对称；第二圆弧段HG外侧端点H和第三圆弧段G’H’的外侧端点H’之间的水平距离HH’为52.07mm；第二圆弧段HG和第三圆弧段G’H’的半径均为R₂，并且R₂＝60mm；且第二圆弧段HG的外侧端点H与道岔钢轨横截面最高点O的垂直距离OH为2.69mm，第三圆弧段G’H’的外侧端点H’与道岔钢轨横截面最高点O’的垂直距离OH’为3.99mm。

第二圆弧段HG的左侧为第四圆弧段IH，该第四圆弧段IH与第二圆弧段HG相接且相切，其中H为接点和切点；第三圆弧段G’H’右侧为第五圆弧段H’I’，该第五圆弧段H’I’与第三圆弧段G’H’相接且相切，其中H’为接点和切点。其中，第四圆弧段IH和第五圆弧段H’I’相对于斜线XN对称；第四圆弧段IH的外侧端点I和第五圆弧段H’I’的外侧端点I’之间的水平距离II’的长度为70.09mm；第四圆弧段IH和第五圆弧段H’I’的半径均为R₃，且R₃＝16mm；第四圆弧段IH的外侧端点I与轨头100的最高点O’的垂直距离O’I为10.05mm,第五圆弧段H’I’的外侧端点I’与轨头100最高点O’的垂直距离O’I’为11.8mm。

第四圆弧段IH的左侧为第六圆弧段JI，该第六圆弧段JI与第四圆弧段IH相接且相切，其中I为接点和切点；第五圆弧段H’I’右侧为第七圆弧段I’J’，该第七圆弧段I’J’与第五圆弧段H’I’相接且相切，其中I’为接点和切点。其中，第六圆弧段JI和第七圆弧段I’J’相对于斜线XN对称；第六圆弧段JI的外侧端点J和第七圆弧段I’J’的外侧端点J’之间的水平距离JJ’为72.0mm；第六圆弧段JI和第七圆弧段I’J’的半径均为R₄，且R₄＝8mm；第六圆弧段JI的外侧端点J与道岔钢轨横截面最高点O’的垂直距离O’J为13.42mm，第七圆弧段I’J’的外侧端点J’与道岔钢轨横截面最高点O’的垂直距离O’J’为15.22mm。

斜线JK与第六圆弧段JI在最低点J相接并相切，斜线JK相对于中垂线XX’向左倾斜，斜度为1:13.3。斜线JK的长度为21.97mm。斜线J’K’与第七圆弧段I’J’在最低点J’相接并相切且相对于中垂线XX’向右倾斜，斜度为1:40。斜线J’K’的长度为20.93mm。斜线J’K’的最低点K’比斜线JK的最低点K低0.82mm。

与廓面斜线JK相结合的是左底面1210，左底面1210的长度为38.33mm，相对于中垂线XX’的斜度为1:2.75。与廓面斜线J’K’相结合的是右底面1220，右底面1220的长度为36.37mm，相对于中垂线XX’的斜度为1:2.75。左底面1210和右底面1220的交点为1100，且通过过度导角与轨颈相结合。

实施例三

如图4所示为根据本实用新型实施例三的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头1000的横截面图，其中，1000为轨头，YY’为轨头1000的中垂线，YN是设置于YY’左侧且相对于与YY’斜率为1:40的斜线，P为轨头1000在竖直方向上的最高点，LL’为第一圆弧段，ML为第二圆弧段，L’M’为第三圆弧段，QM为第四圆弧段，M’Q’为第五圆弧段，SQ为第六圆弧段，Q’S’为第七圆弧段，ST为与第六圆弧段SQ相切的斜线，S’T’为与第七圆弧段Q’S’相切的斜线，1222为轨头左底面，1223为轨头右底面，1110为轨头左底面与右底面的交点，R1是第一圆弧段的半径，R2是第二、第三圆弧段的半径，R3是第四、第五圆弧段的半径，R4是第六、第七圆弧段的半径。

本实施例三与实施例一的区别在于轨头廓面的七段圆弧的尺寸，其它部分的参数相同。

下面参照图4对根据本实用新型实施例三的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头1000的横截面做详细说明。

如图4所示，根据本实用新型实施例三的60AT2型铁路道岔钢轨的轨头1000包括轨头廓面和底面。轨头廓面的横截面由7段圆弧和与圆弧相结合的斜线组成。YY’为中垂线，第一圆弧段LL’被中垂线YY’的分为两段，第一段LY位于中垂线YY’的左侧，第二段YL’位于中垂线YY’的右侧，且两段圆弧段相对于斜线YN对称，其中YN是位于中垂线YY’左侧且相对于YY’的斜度为1:40的斜线。第一圆弧段LL’的半径R₁＝250mm，且第一圆弧段LL’的端点L与L’在水平方向上的距离LL’为20.0mm，该圆弧段接近L点处的P点为本段圆弧的最高点，也为道岔轨头1000的最高点。

进一步地，第一圆弧段LL’的右端点L到轨头廓面最高点P的垂直距离PL为0.03mm，第一圆弧段LL’的左端点L’到轨头廓面最高点P的垂直距离PL’为0.53mm。

第一圆弧段LL’的左侧为第二圆弧段ML，该第二圆弧段ML与第一圆弧段LL’相接且相切，其中L点为接点和切点；第一圆弧段LL’右侧为第三圆弧段L’M’，该第三圆弧段L’M’与第一圆弧段LL’相接且相切，其中L’点为接点和切点。其中，第二圆弧段ML和第三圆弧段L’M’相对于斜线YN对称，YN相对于中垂线YY’的斜度为1:40；第二圆弧段ML外侧端点M和第三圆弧段L’M’的外侧端点M’的水平距离HH’为49.2mm；第二圆弧段ML和第三圆弧段L’M’的半径均为R₂，并且R₂＝70mm；且第二圆弧段ML的外侧端点M与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PM为1.81mm，第三圆弧段L’M’的外侧端点M’与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PM’为3.04mm。

第二圆弧段ML的左侧为第四圆弧段QM，该第四圆弧段QM与第二圆弧段ML相接且相切，其中M为接点和切点；第三圆弧段L’M’右侧为第五圆弧段M’Q’，该第五圆弧段M’Q’与第三圆弧段L’M’相接且相切，其中M’为接点和切点。其中，第四圆弧段QM和第五圆弧段M’Q’相对于斜线YN对称；第四圆弧段QM的外侧端点Q和第五圆弧段M’Q’的外侧端点Q’的水平距离QQ’为70.6mm；第四圆弧段QM和第五圆弧段M’Q’的半径均为R₃，且R₃＝16mm；第四圆弧段QM的外侧端点Q与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PQ为10.67mm,第五圆弧段M’Q’的外侧端点Q’与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PQ’为12.44mm。

第四圆弧段QM的左侧为第六圆弧段SQ，该第六圆弧段SQ与第四圆弧段QM相接且相切，其中Q为接点和切点；第五圆弧段M’Q’右侧为第七圆弧段Q’S’，该第七圆弧段Q’S’与第五圆弧段M’Q’相接且相切，其中Q’为接点和切点。其中，第六圆弧段SQ和第七圆弧段Q’S’相对于斜线YN对称；第六圆弧段SQ的外侧端点S和第七圆弧段Q’S’的外侧端点S’之间的距离SS’的长度为72.0mm；第六圆弧段SQ和第七圆弧段Q’S’的半径均为R₄，且R₄＝8mm；第六圆弧段SQ的外侧端点S与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PS为 13.4mm，第七圆弧段Q’S’的外侧端点S’与道岔钢轨横截面最高点P的垂直距离PS’为15.2mm。

斜线ST与第六圆弧段SQ在最低点S相接并相切，斜线ST相对于中垂线YY’向左倾斜，斜度为1:13.3。斜线ST的长度为21.97mm。斜线S’T’与第七圆弧段Q’S’在最低点S’相接并相切且相对于中垂线YY’向右倾斜，斜度为1:40。斜线S’T’的长度为20.93mm。斜线S’T’的最低点T’比斜线ST的最低点T低0.82mm。

与廓面斜线ST相结合的是左底面1222，左底面1222的长度为38.33mm，相对于中垂线YY’的斜度为1:2.75。与廓面斜线S’T’相结合的是右底面1223，右底面1223的长度为36.37mm，相对于中垂线YY’的斜度为1:2.75。左底面1222和右底面1223的交点为1110，且通过过度导角与轨颈相结合。

对比例

如图5所示，为现有的与60kg/m钢轨相配合使用的钢轨道岔，钢轨型号为60AT2型。其中，1’为轨头，2’为轨颈，3’为轨底，11’为轨头廓面，12’为轨头底面，111’为轨头上表面，121’为轨头下表面，10’为轨头底面12’的左底面与右底面的连接点，以及WW’为轨头的中垂线。该钢轨道岔包括轨头1’、轨颈2’和轨底3’。该钢轨的轨颈2’和轨底3’的尺寸与本实用新型实施例的轨颈和轨底尺寸相同，不同的地方在于该钢轨的轨头1’不同于本实用新型实施例的轨头设计。

轨头1’包括轨头廓面11’，轨头廓面11’包括轨头上表面111’和轨头侧面121’，轨头廓面11’由五段圆弧组成，该五段圆弧组成弧曲部。各段圆弧在结合点处的切线相同。

轨头1’包括轨头底面12’，轨头底面12’包括左底面和右底面，左底面和右底面的交点为10’，穿过该交点10’与轨底垂直的直线WW’为轨头廓面11’的中垂线。其中置于弧区部中间的为第一圆弧段，半径R₁＝300mm。与第一圆弧段左侧端点相接并相切的为第二圆弧段，与第一圆弧段右侧端点相接并相切的为第三圆弧段，第二圆弧段和第三圆弧段半径均为R₂，且R₂＝80mm。第四圆弧段与第二圆弧段左侧端点相接并相切，第五圆弧段与第三圆弧段右侧端点相接并相切，第四段和第五圆弧段半径均为R₃，R₃＝13mm。整个轨头廓面相对于轨头中垂线WW’对称。轨颈2’和轨底3’相对于中垂线WW’不对称。

根据本实用新型的60AT2型铁路道岔钢轨与现有的钢轨在一定条件下进行实验对比。

选择现有铁路广泛使用的磨耗性车轮踏面的轮对，采用仿真计算软件达索(ABAQUS)分别计算在直线和R800的曲线情况下，两种轮对接触面在静止情况下的接触应力情况。由于工况特别，设定轨底坡1:40，取轮对横移量为0mm和4mm，没有设置差高。下表1列出了在不同工况下分别采用上述两种钢轨的轮轨接触状态的参数。

表1不同工况下轮轨接触状态的比较

根据上述表1的实验计算结果表明，不管在哪种工况下，本实用新型钢轨的钢轨米塞斯(Mises)应力计算值均较现有钢轨更低，这表明道岔轨顶优化后抗塑性变形能力有所提高。就轮轨接触应力而言，当轮对横移量0mm时，道岔轨顶优化前后的计算值相当，当轮对横移量为4mm时，计算值有一定程度降低，在直线和曲尖轨状况下，轮轨接触应力分别降低了6.4％和5.6％，表明道岔轨头优化后，轮对横移时轮轨抗接触强度有所提高，轮轨接触关系得到改善，从而可以体现出本实用新型在减小钢轨及轮轨间接触应力上的改进。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本实用新型的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本实用新型在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本实用新型的精神和教导范围内。

Claims

1.一种60AT2型铁路道岔钢轨，包括轨头、轨颈和轨底，其特征在于，

所述轨头包括轨头廓面，所述轨头廓面为七段彼此相连并相切的圆弧组成的弧曲部，所述七段圆弧中的第一圆弧段置于所述弧曲部的中心，且在所述第一圆弧段的两端分别相连并相切三对圆弧，所述弧曲部相对于所述轨头中垂线的1:40斜线对称；所述轨头的高度为51.5mm。

2.根据权利要求1所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述轨底的高度为36mm。

3.根据权利要求1所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述轨头廓面还包括分别与弧曲部两端相切的两条斜线，其中第一斜线的斜度为1:40，第二斜线的斜度为1:13.3。

4.根据权利要求1所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述廓面轨头还包括结合在所述斜线和轨颈之间的底线。

5.根据权利要求1所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述第一圆弧段的半径在200mm-250mm的范围内，并且所述第一圆弧段两端之间的水平间距在20.0mm-25.0mm的范围内；或者，所述第一圆弧段的半径为200mm，并且所述第一圆弧段两端之间的水平间距离为20.0mm；或者，所述第一圆弧段的半径为250mm，第一圆弧段两端之间的水平间距离为20.0mm。

6.根据权利要求5所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述第一圆弧段的一端与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.06mm，所述第一圆弧段的另一端与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.56mm；或者，所述第一圆弧段的一端与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.03mm，所述第一圆弧段的另一端与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为0.53mm。

7.根据权利要求5所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述第一圆弧段两端分别与第二圆弧段和第三圆弧段相切并相连，所述第二圆弧段和第三圆弧段的半径在60mm‐80mm的范围内，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点的水平间距在45.5mm‐55.5mm的范围内，并且所述第二圆弧段和所述第三圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点的垂直距离在2.0mm‐4.5mm的范围内；或者，所述第二圆弧段和第三圆弧段的半径为60mm，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点的水平距离为52.07mm，并且所述第二圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点的垂直距离为2.69mm，所述第三圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点的垂直距离为3.99mm；或者，所述第二圆弧段和第三圆弧段的半径为70mm，第二圆弧段和第三圆弧段最外侧端点之间的水平距离为49.2mm，并且所述第二圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为1.81mm，所述第三圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为3.04mm。

8.根据权利要求7所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述第二圆弧段和第三圆弧段分别与第四圆弧段和第五圆弧段相切并相连，所述第四和第五圆弧段的半径在14mm‐20mm的范围内，所述第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离在65.0mm‐71.0mm的范围内，并且所述第四和第五圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离在9.5mm‐13.5mm的范围内；或者，所述第四和第五圆弧段的半径为16mm，所述第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离为70.09mm，并且所述第四圆弧段的最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为10.05mm，所述第五圆弧段的最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为11.8mm；或者，所述第四和第五圆弧段的半径为16mm，所述第四和第五圆弧段最外侧端点之间的水平距离为70.6mm，并且所述第四圆弧段的最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为10.67mm，所述第五圆弧段的最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为12.44mm。

9.根据权利要求8所述的60AT2型铁路道岔钢轨，其特征在于，所述第四和第五圆弧段分别与第六和第七圆弧段相切并相连，所述第六和第七圆弧段的半径在6mm‐12mm的范围内，所述第六和第七圆弧段的最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离在12.5mm‐17.5mm的范围内，并且所述第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm；或者，所述第六和第七圆弧段的半径为8mm，所述第六圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为13.42mm，所述第七圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为15.22mm，并且所述第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm；或者，所述第六和第七圆弧段的半径为8mm，所述第六圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为13.4mm，所述第七圆弧段最外侧端点与所述轨头廓面最高点之间的垂直距离为15.2mm，并且所述第六和第七圆弧段最外侧端点之间的水平间距为72.0mm。