廣州地鐵三北線道岔設(shè)計(jì)思路

1、劉杰(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線運(yùn)處西安710043)【摘 要】廣州地鐵三號(hào)線北延段道岔采用的是60kg/ m鋼軌鋼筋混凝土短軌枕道岔系 列.本文結(jié)合廣州地鐵三號(hào)線北延段，闡述了地鐵用道岔種類(lèi)、號(hào)數(shù)及主要技術(shù)特點(diǎn)，并對(duì) 地鐵用道岔的選型、設(shè)計(jì)提出建議.【關(guān)鍵詞】地鐵道岔尖軌轍叉選型設(shè)計(jì)1地鐵軌道交通的特點(diǎn)地鐵同國(guó)有鐵路相比有其特殊性：車(chē)輛速度低、軸重輕、軸距單一、固定軸距小；行車(chē)密度 大，列車(chē)間隔時(shí)間小、運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)、列車(chē)側(cè)向通過(guò)道岔時(shí)一般為空車(chē)折返；列車(chē)運(yùn)行區(qū)段一 般在人口較為密集的繁華地區(qū)，要求軌道有良好的彈性和減振降噪能力；養(yǎng)護(hù)維修只能在夜 間斷電時(shí)間內(nèi)完成，要求道岔必須具有足夠的強(qiáng)

2、度和穩(wěn)定性，扣件力求簡(jiǎn)單、方便、可調(diào)， 有一定的通用性.2道岔的種類(lèi)及號(hào)數(shù)主線道岔宜以列車(chē)計(jì)算通過(guò)速度為依據(jù)來(lái)選用.不同類(lèi)型道岔側(cè)向、直向容許通過(guò)速度如表 1所示.廣州地鐵三號(hào)線北延段折返能力不受道岔型號(hào)的控制，僅受列車(chē)直向、側(cè)向通過(guò)道 岔速度要求的制約.當(dāng)列車(chē)直向通過(guò)道岔速度低于95km / h或側(cè)向通過(guò)道岔速度不大于 30km / h時(shí)，宜采用9號(hào)道岔；當(dāng)直向通過(guò)道岔速度為95120km/h或側(cè)向通過(guò)道岔速 度大于30kin / h時(shí)，宜選用12號(hào)道岔；當(dāng)側(cè)向通過(guò)道岔速度大于50km / h時(shí)，宜選用18 號(hào)道岔.全線所有道岔、交叉渡線均采用60kg / m鋼軌.3. 1道岔尖軌目前我國(guó)地

3、鐵鋪設(shè)的道岔結(jié)構(gòu)一般采用AT藏尖式尖軌，尖軌跟端構(gòu)造分為間隔鐵式和可彎 式.尖軌的平面線型分為直線型和曲線型，各有優(yōu)缺點(diǎn)，道岔設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)不同情況選用.3. 1. 1直線型尖軌直線型尖軌的工作邊為一直線，它與基本軌工作邊所成的交角稱(chēng)轉(zhuǎn)轍角，轉(zhuǎn)轍角與尖端角相 等，也與車(chē)輪輪緣沖擊尖軌工作邊的角相等.這種尖軌可用于左開(kāi)或右開(kāi)單開(kāi)道岔，加工制 造簡(jiǎn)單，便于修換.缺點(diǎn)是尖軌尖端軌距加寬大，影響列車(chē)沿正線運(yùn)行的平穩(wěn)，當(dāng)列車(chē)逆向 進(jìn)入側(cè)線時(shí)，輪緣對(duì)尖軌的沖擊較大，列車(chē)搖晃，尖軌也易磨損.3. 1. 2曲線型尖軌 曲線型尖軌的工作邊除尖端前部有一小段直線外，其余均為圓曲線，一般沖擊角小于直線型 尖軌，這種尖

4、軌與導(dǎo)曲線的銜接比較圓順，與同號(hào)碼直線型尖軌比較，導(dǎo)曲線半徑可以增大， 側(cè)向通過(guò)速度可以提高，道岔全長(zhǎng)可以縮短.其缺點(diǎn)是左右開(kāi)道岔不能通用，加工較復(fù)雜.曲 線尖軌根據(jù)平面線型的不同又可分為切線型、半切線型、割線型、半割線型.其中半切線型、 割線型、半割線型在我國(guó)鐵路應(yīng)用的較為廣泛.半切線型：見(jiàn)圖1，尖軌曲線的理論起點(diǎn)與基本軌工作邊相切，在尖軌25ram斷面寬作 切線，將尖軌前部取直.這種線型可顯著地增大導(dǎo)曲線半徑和縮短道岔全長(zhǎng)，我國(guó)各種曲線 尖軌主要采取此種形式，上海地鐵一、二號(hào)線應(yīng)用此道岔已運(yùn)營(yíng)十余年。割線型：見(jiàn)圖2,曲線尖軌工作邊與基本軌工作邊相割，割距應(yīng)滿(mǎn)足使車(chē)輪逆向進(jìn)岔時(shí) 對(duì)尖軌的沖擊

5、角小于或等于容許值的要求.采用這種型式的尖軌與采用同號(hào)數(shù)的半切線型曲 線尖軌相比較，導(dǎo)曲線半徑可更大，道岔全長(zhǎng)更短.但尖軌沖擊角大，尖軌前部易磨耗，列 車(chē)易產(chǎn)生搖晃.這種尖軌多用于小號(hào)數(shù)和全長(zhǎng)較短的道岔.（3）半割線型：見(jiàn)圖3,曲線尖軌工作邊與基本軌工作邊相割，在尖軌某斷面處作切線，將 尖軌前部取直，割距和尖軌斷面寬應(yīng)使沖擊角小于或等于容許值.這種尖軌一般是條件限制， 要求道岔長(zhǎng)度盡量縮短或?qū)€半徑盡量加大時(shí)采用，其沖擊角大，尖軌磨耗快，運(yùn)行條件 差，一般情況不宜采用.導(dǎo)曲線半徑180 In的60 kg / In鋼軌9號(hào)單開(kāi)道岔，采用彈性可彎曲線尖軌，道岔全長(zhǎng)較 直線尖軌道岔短約1. 8 I

6、n .曲線尖軌沖擊角比直線尖軌約減小20，減少側(cè)向通過(guò)時(shí)動(dòng)能 損失，列車(chē)進(jìn)入道岔平順性好，但尖軌較長(zhǎng)，需要2臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī).采用直線尖軌其道岔主要尺 寸與國(guó)鐵9號(hào)單開(kāi)道岔相同.直線尖軌長(zhǎng)為6450 mm，尖軌跟端為間隔鐵活接頭，尖軌穩(wěn) 定性差，但尖軌搬動(dòng)靈活，需要1臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī).直線尖軌沖擊角較大，為1。21 56，側(cè)向通 過(guò)道岔時(shí)列車(chē)產(chǎn)生晃動(dòng).限制了側(cè)向容許通過(guò)速度.根據(jù)以上適用特點(diǎn)，綜合考慮廣州地鐵 三號(hào)線北延段的投資及使用條件，60ksm鋼軌9號(hào)道岔采用與原三號(hào)線方案相同的鐵路用 標(biāo)準(zhǔn)道岔，轉(zhuǎn)轍器采用直線尖軌，尖軌跟端采用間隔鐵式活接頭；60kg/m鋼軌12號(hào)單開(kāi) 道岔，轉(zhuǎn)轍器采用彈性可彎式半切線

7、型曲線尖軌.3. 2道岔的導(dǎo)曲線半徑導(dǎo)曲線半徑的確定主要依賴(lài)于道岔的側(cè)向容許通過(guò)速度.較大的導(dǎo)曲線半徑雖然可以改善旅 行舒適度，但將顯著增加道岔長(zhǎng)度，進(jìn)而增加工程造價(jià)，有時(shí)也使道岔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，因此 導(dǎo)曲線半徑不是越大越好.目前的9號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑在180-200 m，相應(yīng)的側(cè)向容許 通過(guò)速度可達(dá)30- 35 km/h.廣州地鐵三號(hào)線北延段9號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑為180m，12 號(hào)道岔導(dǎo)曲線半徑為350m. 3. 3轍叉類(lèi)型轍又是使車(chē)輪由一股鋼軌通過(guò)另一股鋼軌的軌 線平面交叉設(shè)備，主要由翼軌、心軌及聯(lián)結(jié)零件組成.我國(guó)現(xiàn)行轍叉結(jié)構(gòu)主要是固定型轍叉 和可動(dòng)心軌轍叉兩種.廣州地鐵三號(hào)線北延段仍采用高錳鋼

8、整鑄固定轍叉（見(jiàn)圖4），其原因 如下：目前，國(guó)內(nèi)地鐵用的道岔均主要采用3. 4道岔的鎖閉設(shè)備高錳鋼整鑄轍叉，其存在軌線 中斷的有害空間，為了完成道岔鎖閉功能，國(guó)內(nèi)外都存空間，列車(chē)通過(guò)時(shí)的沖擊振動(dòng)較大， 使用壽命低.但其整體性好、養(yǎng)護(hù)維修方便、價(jià)格較低.可動(dòng)心軌轍叉由于消除了有害空間， 可減輕列車(chē)的沖擊振動(dòng)和噪音，提高列車(chē)的直向容許通過(guò)速度，列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)，旅客的旅行 舒適度較好；可動(dòng)心軌轍叉的使用壽命較長(zhǎng)，可動(dòng)心軌轍叉比固定型轍叉長(zhǎng)度增加，每組道 岔的造價(jià)需增加約2530% ；道岔號(hào)數(shù)較小時(shí)，可動(dòng)心軌轍叉工電接口較為復(fù)雜，若處理 不好，工電結(jié)合部養(yǎng)護(hù)維修的工作量較大；采用可動(dòng)心軌轍叉，電務(wù)需增加

9、一個(gè)牽引點(diǎn)，相 應(yīng)需增加電務(wù)（包括信號(hào)）投資.內(nèi)鎖閉采用的是機(jī)內(nèi)鎖閉，鎖閉施力點(diǎn)與須鎖閉點(diǎn)存在一段距離，一旦在此段距離連接失 效，道岔尖軌將處于自由狀態(tài).外鎖閉裝置具有鎖閉安全、可靠、可顯著減少養(yǎng)護(hù)維修工作 量的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是投資較內(nèi)鎖閉高.4國(guó)內(nèi)地鐵用道岔一覽表表2國(guó)內(nèi)地鐵用道岔一覽表(單開(kāi)道岔)序號(hào) 1234567鋪設(shè)地點(diǎn)廣州地鐵 三號(hào)線 北延段深圳地鐵廣州地鐵 三號(hào)線 北延段北京地鐵上海地鐵西安地鐵 二號(hào)線北京地鐵 八通線軌型60606060605050道岔號(hào)數(shù)121299977道岔全長(zhǎng) (Lq)/mm37800379072956929329277732362723627道岔前長(zhǎng) (a)

10、/mm16592168531383913599124031119411194道岔后長(zhǎng)(b) /mm21208210541573015730157301243312433導(dǎo)曲線半徑 (Rw)/mm350717.5350717.5180717.5180717.5200717.5150717.5150717.5尖軌特征60AT 彈曲60AT 彈曲60AT 直尖60AT 直尖60AT 彈曲50AT 曲尖50AT 曲尖尖軌沖擊角(伽)051 55.271。21，56i2r 56”05926.2”12110121 10”尖軌長(zhǎng)度 (lo)/mm1300011300645064501060051205120尖軌前基 本軌長(zhǎng)度 (q)/mm2595285026502410270025402540寸直 /(kn/h)120809580808080/(km/h)50503030352525扣件II型彈條 分開(kāi)式彈條n型 分開(kāi)式皿型彈 條分開(kāi)式DTVI2DTin彈條I型 不分開(kāi)式DTVH軌枕短磔枕短輪枕短栓枕短乙枕短碇枕混凝土枕木岔枕備 注地下整體 道床地下整體 直