道岔課程設計任務及指導書20150331

1、第一部分 設計任務與要求1. 確定轉轍器主要尺寸2. 確定轍叉和護軌幾何尺寸3. 選擇導曲線半徑4. 計算道岔主要幾何尺寸5. 導曲線支距計算6. 配軌計算7. 配置岔枕8. 繪制道岔總平面布置圖（A3-CAD圖）第二部分 設計資料一、軌道條件鋼軌50kg/m，標準長度L=12.5m，區(qū)間線路軌枕根數(shù)為1760根/公里，道岔類型為木枕I-甲，標準軌枕長度250cm，鋼軌接頭處的軌枕間距為440mm，轉轍機械拉桿處軌枕間距為615mm。二、道岔型式（1）轉轍器直線尖軌，跟端支距yg=144mm，跟端結構為間隔鐵夾板連接，鋼軌接頭夾板長度 lp=820mm，基本軌前端長度q=2646mm。（2）轍

2、叉及護軌直線轍叉，道岔號碼N=9，轍叉角=6°2025，結構形式為鋼軌組合式，轍叉前端長度n=1538mm，轍叉后端長度m=2050mm。（3）導曲線圓曲線形，不設超高。（4）轍叉跟端至末根岔枕的距離轍叉跟端至末根岔枕的距離L=6225mm。三、物理參數(shù)列車側向過岔動能損失允許值00.65km2/h2，直向過岔動能損失允許值9km2/h2。未被平衡的離心加速度容許值00.65m/s2。未被平衡的離心加速度增量容許值00.5m/s3。四、過岔速度直向過岔允許最高速度 Vz=90km/h。側向過岔允許最高速度 Vs=35km/h。五、道岔中的軌縫值尖軌跟端及轍叉趾端軌縫2=6mm，共余軌

3、縫1=8mm。六、其它參數(shù)標準軌距S=1435mm，輪軌之間的游間=8mm，車輛全軸距l(xiāng)=18m，輪對主要尺寸如表1所示；尖軌尖端軌距S0=1450mm，軌頭寬度b0=70mm，叉心實際尖端寬度b1=10mm。表1 輪對主要尺寸第三部分 設計計算一、確定轉轍器的幾何尺寸1、計算尖軌長度l0對于直線尖軌，轉轍角等于輪緣沖擊角，即：根據(jù)設計資料可知，尖軌跟端支距yg=144mm。則尖軌長度l0為： mm根據(jù)尖軌長度的取值原則，取標準長度L(L=12.5m)的整分數(shù)，以充分利用材料，所以尖軌長度l0取 m因此2、計算基本軌前端長度q由設計資料可知，基本軌前端長度q=2646mm。3、計算基本軌后端長

4、度q取整個基本軌長lj為一個標準軌長L，即lj=12.5m，則 mm二、確定轍叉、護軌及翼軌的幾何尺寸1、確定趾距和跟距根據(jù)設計資料可知，轍叉角=6°2025，轍叉前端長度n=1538mm，轍叉后端長度m=2050mm，所以有：轍叉趾距 mm轍叉跟距 mm2、轍叉及護軌的間隔尺寸固定轍叉及護軌需要控制的間隔尺寸主要包括：固定轍叉咽喉輪緣槽寬度t1、查照間隔D1及D2、護軌輪緣槽tg和護軌各部分長度、翼軌輪緣槽tw和翼軌各部分長度、有害空間lh。A）固定轍叉咽喉輪緣槽寬度t1轍叉咽喉輪緣槽應保證具有最小寬度的輪對一側車輪輪緣緊貼基本軌時，另一側車輪輪緣不撞擊轍叉的翼緣，如圖1所示。其最

5、不利組合需滿足：其中道岔軌距允許的最大正誤差為3mm，輪對車軸彎曲導致內側距減少2mm，取車輛輪計算，則：68 mm為了避免擴大有害空間，t1不宜過寬，取t1=68mm。圖1 固定轍叉咽喉輪緣槽B）查照間隔D1及D2護軌作用邊至心軌作用邊的查照間隔D1應使最大寬度的輪對通過轍叉時，其一側輪緣受護軌的引導，而另一側輪緣不沖擊叉心或滾入另一線，如圖2所示。其最不利組合需満足：考慮到車軸彎曲致使輪背內側距增大2mm的影響，取(T+d)較車輛輪更大的機車輪進行計算，求得： mm mm圖2 查照間隔護軌作用邊至翼軌作用邊的查照間隔D2應使最小寬度的輪對直向通過轍叉時不被卡住，如圖2所示。D2必須満足：取

6、T較機車輪更小的車輛輪進行計算，并考慮到車軸彎曲致使輪背內側距減小2mm的影響，求得： mm mmC）護軌輪緣槽如圖2所示，護軌中間平直段輪緣槽tg1應保證D1不超出規(guī)定的容許范圍，并由下式計算： 式中，2mm為護軌側面磨耗限度。取D1= 1393mm，則： mm為使車輛輪緣順利進入護軌輪緣槽內，護軌平直段兩端應分別設置緩沖段和開口段，如圖2。緩沖段終端輪緣槽tg2應保證等同于咽喉輪緣槽的通過條件，即：tg2= t1=68mm。在緩沖段外端，再設開口段，開口段終端輪緣槽應保證線路軌距最大(即標準軌距加寬15mm，再考慮6mm的正誤差，即Smax=1435+15+6=1456)的條件下，能順利通

7、過最小寬度的輪對，而不撞擊護軌的終端開口。取(T+d)較機車輪更小的車輛輪進行計算，由此得： mm現(xiàn)行采用mm。D）轍叉翼軌輪緣槽根據(jù)圖2可知，轍叉翼軌平直段輪緣槽tw應保證查照間隔不超出規(guī)定的容許范圍，即采用不同的D1、D2組合，得到tw=1393-1347=46 mm 我國現(xiàn)行采用tw=46 mm。轍叉翼軌輪緣槽也有過渡段和開口段，其終端輪緣槽寬度、緩沖段的沖角與護軌類似。E）有害空間lh轍叉有害空間長度lh采用下式計算：式中，b1為叉心實際尖端寬度。因為，所以上式可以近似表示為：lh (t1+b1)×N取t1=68mm，b1=10mm，得到9號道岔對應的有害空間長度lh=(68

8、+10)9=702 mm。F）護軌各部分長度護軌平直段長度x，應覆蓋轍叉咽喉至叉心頂寬50mm處，外加兩側各延長一定長度C（C=100300mm）的范圍；緩沖段長度x1按兩端輪緣寬度以及護軌緩沖角計算確定；開口段長度x2一般為150mm（如圖2所示）。根據(jù)直向過岔速度要求，護軌緩沖段沖角9，得：即取得護軌平直段x的計算如下： mm取C=100 mm，則平直段長度為x=x+2C=1062+2150=1262 mm。（注意：C=100300mm，具體取多少，應使護軌開口段末端處距接頭的距離D滿足安裝夾板的要求）護軌緩沖段段x1的計算如下： mm護軌開口段段x2的計算如下：護軌開口段長度x2=150

9、mm。故護軌工作邊延展長度為：mm檢算護軌開口段末端處距接頭的距離D是否滿足安裝夾板的要求，即：mm mm故滿足要求 D=454 mm>410 mmG）翼軌各部分長度轍叉翼軌各部分的長度可比照護軌進行計算，翼軌緩沖段和開口段的輪緣槽以及翼軌沖角與護軌部分相同，即：mmmm翼軌輪緣槽為tw應覆蓋轍叉咽喉至叉心頂寬50mm處。計算圖示如圖3所示，表示轍叉咽喉至叉心尖端處翼軌與心軌的夾角。圖3 翼軌工作邊延展長度由根據(jù)圖3中的幾何關系，可得：取翼軌開口端X5=150mm，由翼軌各部分的延展長度，可得：檢算翼軌開口段末端處距接頭的距離D是否滿足安裝夾板的要求，即：mm再由圖3中的幾何關系，可得：

10、故滿足條件 D=746mm>410mm三、選擇導曲線半徑1、求導曲線外軌半徑由=1538+820/2=1948mm，取K的最小值Kmin=1948mm，則mm因圓曲線半徑須取為10m整數(shù)倍，故取R0=180m=180000mm。因此mm2、用反求后插直線長度K將K取整，得K=2116mm。mm又知，一般要求K=24m，所以K=2116mm滿足要求。3、檢算選用的導曲線半徑能否滿足動能損失要求由R0=180000mm，輪軌之間的游間=8mm，車輛全軸距l(xiāng)=18m，側向過岔允許速度 Vs=35km/h，可求得：km2/h2 (滿足要求)m/s2 (滿足要求)m/s3 (滿足要求)所以R0取1

11、80m(180000mm)時符合要求。四、計算道岔主要幾何尺寸1、道岔理論全長Lt根據(jù)尖軌長度l0，轉轍角，轍叉角，導曲線外軌半徑，后插直線長度K的取值，可得：2、確定道岔實際全長LQmm3、確定道岔后長bmm4、確定道岔前長amm五、配軌計算一組單開道岔，除轉轍器、轍叉及護軌外，在其范圍內一般有8根鋼軌，應通過計算確定其配置長度及接頭位置。配軌時應遵循以下原則：1）轉轍器及轍叉的左右股鋼軌基本長度，應盡可能一致，以簡化基本軌備件的規(guī)格，并有利于左右開道岔的互換；2）連接部分的鋼軌不宜過短，小號碼道岔鋼軌長度一般不應小于4.5 m，大號碼道岔不應小于6.25 m；3）應保持接頭相對，便于岔枕布

12、置，并應考慮安裝軌道電路絕緣接頭的可能性；4）充分利用整軌、標準縮短軌、整軌的整分數(shù)倍的短軌，做到少鋸切，少廢棄，選擇鋼軌利用率較高的方案。已知：直股和曲股基本軌長，尖軌尖端軌距S0=1450mm，可求得：mm?。?，（注意：l2，l4，l6，l8可以保持不變，但l1，l3，l5，l7應根據(jù)自己的計算結果調整）六、導曲線支距計算以導曲線起點為坐標原點，以直線基本軌作用邊為橫坐標，自坐標原點開始令導曲線上各支距測點的橫向坐標依次為2000mm整數(shù)倍。可得相應的支距為：式中，的值可以由下式計算：終點處，sin(atan(1/9)=144/6250+xn/180717.5，即xn=15793.2mm計

13、算結果見表2。表2 導曲線支距計算表0200040006000800010000120001400015793.2計算結果復核：終點處支距為：=1435-2116×sin(atan(1/9)=?mm，故計算結果正確。七、配置岔枕1、軌枕伸出鋼軌的長度Mmm2、確定岔枕的間距為使道岔的軌下基礎具有均勻的剛性，道岔的間距應盡可能保持一致。轉轍器和轍叉范圍內的岔枕間距，通常采用0.9倍區(qū)間線路的枕木間距，其它部位取為0.951倍。道岔鋼軌接頭處的岔枕間距應與區(qū)間線路同類型鋼軌接頭處軌枕間距保持一致，并使軌縫位于間距的中心。鋪設在單開道岔轉轍器及連接部分的岔枕，均應與道岔的直股方向垂直。轍叉

14、部分的岔枕，應與轍叉角的角平分線垂直，從轍叉趾前第二根岔枕開始，逐漸由垂直角平分線方向轉到垂直于直股的方向。岔枕的間距，在轉轍器部分按直線上股計量，在導曲線及轉向過渡段按直線下股計量，在轍叉部分按角平分線計量。軌枕間距按如下六個部分進行計算。（注意：此部分的數(shù)據(jù)僅供參考，具體應根據(jù)自己的數(shù)值計算，且務必注意鋼軌接頭處的軌枕間距為440mm，轉轍機械拉桿處軌枕間距為615mm）(1) q段即按間距為500和495配置4根軌枕。(2) 段即按間距為××和××配置××根軌枕。 (3) 與之間即按間距為××和××配置××根軌枕。 (4) 段即按間距為××和××配置××根軌枕。 (5) 段即按間距為××和××配置××根軌枕。 (6) 之后=4850-532.5×2-1435×2/cos(atan(1/9)=897/2=897/2/tan(/2)=81008100-2054-220=582