單開道岔總布置圖、過岔速度、提速和高速道岔課件

本講主要講述總布置圖、提速及高速道岔。第六講道岔總布置圖本講主要講述總布置圖、提速及高速道岔。第六講道岔總布一、道岔發(fā)展概述二、特點三、類型四、單開道岔構(gòu)造復(fù)習(xí):一、道岔發(fā)展概述二、特點三、類型四、單開道岔構(gòu)造復(fù)習(xí):在單開道岔中，需要考慮軌距加寬的部位有：1）基本軌前接頭處軌距S12）尖軌尖端軌距S03）尖軌跟端直股及側(cè)股軌距Sh4）導(dǎo)曲線中部軌距Sc5）導(dǎo)曲線終點軌距S

五、單開道岔的幾何形位1道岔各部分軌距在單開道岔中，需要考慮軌距加寬的部位有：五、單開道岔的幾何形說明：

道岔各部分的軌距加寬，應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪f減距離，以保證行車的平穩(wěn)性。我國新設(shè)計道岔中，如提速道岔，除尖軌尖端寬2mm處因刨切引起的軌距構(gòu)造加寬外，其余部分軌距1435mm。說明：

曲線尖軌在其最突出處的輪緣槽，比其它任何一點的輪緣槽都小，該處輪緣槽稱為曲線尖軌的最小輪緣槽。2轉(zhuǎn)轍器幾何尺寸1）最小輪緣槽tmin

實際采用值68mm，根據(jù)經(jīng)驗可減少至65mm。曲線尖軌在其最突出處的輪緣槽，比其它任何一點的輪緣槽都小

對于直線尖軌來說，

tmin發(fā)生在尖軌跟端。尖軌跟端輪緣槽t0應(yīng)不小于74mm。這時尖軌跟端支距y0=144mm對于直線尖軌來說，

尖軌動程即為尖軌尖端非作用邊與基本軌作用邊之間的拉開距離，規(guī)定在距尖軌380mm的第一根連接桿中心處量取。2）尖軌動程d0尖軌動程即為尖軌尖端非作用邊與基本軌作用邊之間的拉開距離

目前，大多數(shù)轉(zhuǎn)轍機的標準動程為152mm。直尖軌為142mm，曲尖軌為152mm。目前，大多數(shù)轉(zhuǎn)轍機的標準動程為152mm。直單開道岔總布置圖、過岔速度、提速和高速道岔課件概念：導(dǎo)曲線支距即為導(dǎo)曲線外軌工作邊上各點以直向基本軌作用邊為橫坐標軸之間的垂直距離。

3導(dǎo)曲線幾何尺寸yn概念：導(dǎo)曲線支距即為導(dǎo)曲線外軌工作邊上各點以直向基本軌作用邊對于曲線尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線，有如下計算式：令導(dǎo)曲線上各支距測點i的橫坐標為xi（依次為2m的整倍數(shù)），則支距yi為

對于曲線尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線，有如下計算式：

R——導(dǎo)曲線外軌半徑β——尖軌跟端處曲線尖軌作用邊與基本軌作用邊之間形成的轉(zhuǎn)轍角γn——導(dǎo)曲線終點n所對應(yīng)的偏角，γn＝α支距yi

：

R——導(dǎo)曲線外軌半徑支距yi：

式中，K為導(dǎo)曲線后插直線長。最后得到的yn,需要用下式校核

式中，K為導(dǎo)曲線后插直線長。最后得到的yn,需要用下式校跟端限位器跟端限位器

轍叉咽喉輪緣槽、查照間隔、護軌輪緣槽、翼軌輪緣槽、有害空間。4轍叉及護軌幾何尺寸1）需確定的幾何形位轍叉咽喉輪緣槽、查照間隔、護軌輪緣槽、翼軌輪緣槽、有害空

①

轍叉咽喉輪緣槽寬t1

轍叉咽喉輪緣槽確定的原則是保證具有最小寬度的輪對一側(cè)車輪輪緣緊貼基本軌時，另一側(cè)車輪輪緣不撞擊轍叉的翼軌。

t1①轍叉咽喉輪緣槽寬t1t1②

查照間隔

D1：護軌作用邊至心軌作用邊之間的距離。確定原則：

是具有最大寬度的輪對通過轍叉時，一側(cè)輪緣受護軌的引導(dǎo)，而另一側(cè)輪緣不沖擊叉心或滾入另一線。

D1≥1391mm。只能有正誤差，容許范圍1391～1394mm。②查照間隔②

查照間隔

D2：護軌作用邊至翼軌作用邊之間的距離。確定原則：具有最小寬度的輪對通過轍叉時不被卡住。

D2≤1348mm。只能有負誤差，容許范圍1346～1348mm。②查照間隔

為使車輪輪緣能順利進入護軌輪緣槽內(nèi)，護軌平直段兩端應(yīng)分別設(shè)置緩沖段及開口段。③

護軌中間平直段輪緣槽開口段緩沖段為使車輪輪緣能順利進入護軌輪緣槽內(nèi)，護軌平直段兩端應(yīng)應(yīng)保證兩查照間距不超出規(guī)定的容許范圍。

④

轍叉翼軌平直段輪緣槽twTw≥45mm，我國定型道岔采用46mm。應(yīng)保證兩查照間距不超出規(guī)定的容許范圍。④轍叉翼軌平直段輪

⑤

有害空間⑤有害空間轍叉咽喉輪緣槽寬取t1=68mm，叉心實際尖端長度b1=10mm，則９號、12號及18號道岔的有害空間分別為702mm、936mm及1404mm。

轍叉有害空間lH可采用以下計算式因α較小轍叉咽喉輪緣槽寬取t1=68mm，叉心實際尖端長度b1=10

可動心軌轍叉的主要幾何形位包括：轍叉輪緣槽與翼軌端部輪緣槽?？蓜有能夀H叉與固定式轍叉不同，其咽喉寬度不能用最小輪背距和最小輪緣厚度進行計算，而應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)轍機的參數(shù)來決定。翼軌端部的輪緣槽寬度不應(yīng)小于固定式的轍叉咽喉寬度，一般采用大于90mm。若可動心軌轍叉中設(shè)置有防磨護軌，護軌輪緣槽的確定原則為確保心軌不發(fā)生側(cè)面磨耗而影響心軌與翼軌的密貼。

2）可動心軌轍叉的主要幾何形位可動心軌轍叉的主要幾何形位包括：轍叉輪緣槽與翼軌端部輪1）一種是給出鋼軌類型、側(cè)向容許過岔速度、機車類型等條件進行道岔設(shè)計。2）另一種是根據(jù)在生產(chǎn)實際中遇到的大量情況，已知鋼軌類型和道岔號數(shù)、導(dǎo)曲線半徑、轉(zhuǎn)轍器類型、轍叉類型及長度，來計算道岔的總布置圖。

六、單開道岔的總布置圖1、道岔設(shè)計的兩種情況1）一種是給出鋼軌類型、側(cè)向容許過岔速度、機車類型等條件進行1）道岔主要尺寸計算2）配軌計算3）導(dǎo)曲線支距計算4）各部分軌距計算5）岔枕布置6）繪制道岔布置總圖7）提出材料數(shù)量表

2、單開道岔總圖計算的主要內(nèi)容1）道岔主要尺寸計算2、單開道岔總圖計算的主要內(nèi)容O點為道岔直股中心線與側(cè)股轍叉部分中心線的交點，又稱道岔中心。abqLtmLQnαKsO道岔前長a道岔后長b道岔理論全長道岔實際全長導(dǎo)曲線后插直線長導(dǎo)曲線外外軌半徑RO點為道岔直股中心線與側(cè)股轍叉部分中心線的交點，又稱道岔中心道岔前長a

道岔前軌縫中心到道岔中心的距離。道岔后長b

道岔中心到道岔后軌縫中心的距離。

道岔理論全長尖軌理論尖端至轍叉理論尖端的距離。

道岔實際全長道岔前后軌縫中心之間的距離。道岔前長a導(dǎo)曲線后插直線長（當(dāng)R為已知時可求得）導(dǎo)曲線后插直線段是為了減少車輛對轍叉的沖擊作用，避免車輪與轍叉前接頭相撞，而使轍叉兩側(cè)的護軌完全鋪設(shè)在直線上。導(dǎo)曲線外外軌半徑R（當(dāng)K已知時可求得）導(dǎo)曲線后插直線長（當(dāng)R為已知時可求得）七、過岔速度和提高過岔速度的措施

列車通過道岔的速度包括直向通過速度和側(cè)向通過速度。道岔的過岔速度是控制行車速度的重要因素之一。道岔容許通過速度取決于道岔構(gòu)件的強度及平面型式兩個方面，這些是保證列車安全平穩(wěn)運行和旅行舒適度所必不可少的條件。七、過岔速度和提高過岔速度的措施列車通過道岔的速度包1側(cè)向過岔速度

就一組單開道岔而言，側(cè)向通過速度包括轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉及岔后連接路這四部分的通過速度，每一部分都影響道岔側(cè)向的通過速度。然而，轍叉部分，無論從目前的結(jié)構(gòu)型式、強度條件和平面設(shè)計來看，都不是控制側(cè)向過岔速度的關(guān)鍵。岔后的連接線路不屬于道岔的設(shè)計范圍，且一般規(guī)定，岔后連接線路的通過速度不低于道岔導(dǎo)曲線的容許通過速度。因此側(cè)向通過速度主要由轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線這兩個部位的通過速度來決定。1側(cè)向過岔速度

影響側(cè)向過岔速度的因素很多，主要限制因素是由于導(dǎo)曲線一般不設(shè)超高和緩和曲線，且半徑較小，列車未被平衡的離心加速度較大。機車車輛由直線進入道岔側(cè)線時，在開始迫使車輛改變運行方向的瞬間，將必然發(fā)生車輛與鋼軌的撞擊，此時，車體中的一部動能，將轉(zhuǎn)變?yōu)閷︿撥壍臄D壓和機車車輛走行部分橫向彈性變形的位能，即動能損失。動能損失過大將影響旅行舒適度和道岔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，降低其使用壽命，因此動能損失必須限制在容許范圍之內(nèi)。1）影響道岔側(cè)向通過速度的因素影響側(cè)向過岔速度的因素很多，主要限制因素是由于導(dǎo)曲線一般2）基本參數(shù)的確定

目前道岔設(shè)計中用以下三個基本參數(shù)來表達列車運行在道岔側(cè)線上所產(chǎn)生的橫向力的不利影響：動能損失、未被平衡的離心加速度、未被平衡的離心加速度增量。

①動能損失ω②未被平衡的離心加速度a

道岔導(dǎo)曲線一般采用圓曲線，且導(dǎo)曲線一般不設(shè)超高。因此，列車在導(dǎo)曲線上運行時，將產(chǎn)生未被平衡的離心加速度。2）基本參數(shù)的確定

②未被平衡的離心加速度a③未被平衡的離心加速度增量Ψ

車輛從直線進入圓曲線時，未被平衡的離心加速度是漸變的。其單位時間內(nèi)的增量等于Ψ=da/dt。同樣Ψ也必須控制在一個容許值Ψ0之內(nèi)。

③未被平衡的離心加速度增量Ψ

3）提高道岔側(cè)向通過速度的途徑

根據(jù)以上分析，增大導(dǎo)曲線半徑，減小車輪對道岔各部位的沖擊角，是提高側(cè)向通過速度的主要途徑。此外，加強道岔結(jié)構(gòu)，也有利于提高側(cè)向通過速度。3）提高道岔側(cè)向通過速度的途徑

①

采用大號碼道岔，以增大導(dǎo)曲線半徑，這是提高側(cè)向通過速度的有效辦法。但道岔號數(shù)增加后，道岔長度也增加了。如我國18號道岔全長為54m,較12號道岔長17m，較9號道岔長25m，這需要相應(yīng)地增加站坪長度，因而在使用上受到限制。①采用大號碼道岔，以增大導(dǎo)曲線半徑，這是提高側(cè)向通過速度的②

采用對稱道岔，在道岔號數(shù)相同時，導(dǎo)曲線半徑約為單開道岔的兩倍左右，可提高側(cè)向通過速度。但對稱道岔兩股均為曲線，使原來直股的運行條件變壞，因而僅適用于兩個方向上的列車通過速度或行車密度相接近的地段。②采用對稱道岔，在道岔號數(shù)相同時，導(dǎo)曲線半徑約為單開道岔的③在道岔號數(shù)固定的條件下，改進平面設(shè)計，例如采用曲線尖軌、曲線轍叉，也可以達到加大導(dǎo)曲線半徑的目的。③在道岔號數(shù)固定的條件下，改進平面設(shè)計，例如采用曲線尖軌④

采用變曲率的導(dǎo)曲線，可以降低輪軌撞擊時的動能損失和減緩未被平衡離心加速度及其變化率，但僅在大號碼道岔中才有實際意義。導(dǎo)曲線設(shè)置超高，可以減緩未被平衡離心加速度及增量，但實際上受道岔空間的限制，超高值很小，只能起到改善運營條件（如防止出現(xiàn)反向超高）的作用，而不能顯著提高側(cè)向通過速度。④采用變曲率的導(dǎo)曲線，可以降低輪軌撞擊時的動能損失和減緩未⑤

減小車輪對側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角，如防止軌距不必要的加寬，采用切線型曲線尖軌，尖軌、翼軌與護軌緩沖段選用盡可能相同的沖擊角，并且使與導(dǎo)曲線容許通過速度相配合。⑤減小車輪對側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角，如防止軌距不必要的加寬2直向過岔速度

1）影響道岔直向通過速度的因素

①道岔平面沖擊角的影響

當(dāng)列車逆岔直向過岔時，車輪輪緣將與轍叉上護軌緩沖段作用邊碰撞，而當(dāng)順岔直向過岔時，則將與護軌另一緩沖段作用邊碰撞。護軌沖擊角2直向過岔速度1）影響道岔直向通過速度的因素

當(dāng)翼軌沖擊角

同護軌一樣，翼軌緩沖段上也存在沖擊角，這樣在道岔直向過岔速度問題上，就會產(chǎn)生與護軌相類似的問題。翼軌沖擊角同護軌一樣，翼軌緩沖段上也存在沖擊角，這樣在道

在一般轍叉設(shè)計中，直向和側(cè)向翼軌多作成對稱的形式，沖擊角采用與護軌相同的數(shù)值。

當(dāng)列車逆向通過轍叉，輪對一側(cè)車輪靠近基本軌運行時，另一側(cè)的車輪則必然發(fā)生輪緣對翼軌的沖擊，其沖擊角與道岔號數(shù)有關(guān)，一般常見的道岔上，其值較其它幾個沖擊角為大，是一個起控制直向過岔速度的重要因素。

在一般轍叉設(shè)計中，直向和側(cè)向翼軌多作成對稱的形式，沖②道岔立面幾何不平順和影響

車輪通過轍叉由翼軌滾向心軌時，車輪逐漸離開翼軌，因輪踏面為一錐體，致使車輪下降，當(dāng)車輪滾上心軌后，車輪又逐漸恢復(fù)至原水平面。反向運行也相同，車輪通過轍叉必須克服這種垂直幾何不平順，引起車體的振動和搖擺。

車輪由基本軌過渡到尖軌時，錐形踏面車輪也會出現(xiàn)會先降低隨后升高的現(xiàn)象，使車輪猶如在軌面高低不平順上行駛，產(chǎn)生附加動力作用，限制著過岔速度的提高。

②道岔立面幾何不平順和影響

2）直向過岔速度的范圍

目前雖沒有簡便而成熟的直向通過速度計算法，不過根據(jù)我國的運營實踐并結(jié)合一定的理論分析，依據(jù)道岔的結(jié)構(gòu)狀況，將直向通過速度限制為同等級區(qū)間線路容許速度的80%～90%。2）直向過岔速度的范圍

車輛直向通過道岔時，雖然不存在未被平衡離心加速度和加速度變化率的問題，但仍然有車輪對護軌和翼軌的撞擊問題，作為輔助性的理論分析，也要控制輪軌撞擊時的動能損失，限制不同條件下供比較用的動能損失不超過容許限值。由于列車直向過岔時，不存在迫使其改變運動方向的問題，因而參與撞擊的列車質(zhì)量較側(cè)向過岔時小很多。車輛直向通過道岔時，雖然不存在未被平衡離心加速度和加速3）提高直向過岔速度的途徑

提高直向過岔速度的根本途徑是道岔部件須用新型結(jié)構(gòu)和新材料。其次，道岔的平面及構(gòu)造要采用合理的型式及尺寸，以消除或減少影響直向過岔速度的因素。3）提高直向過岔速度的途徑

①轉(zhuǎn)轍器部分可采用特種數(shù)據(jù)面尖軌代替普通斷面鋼軌，采用彈性可彎式固定型尖軌跟部結(jié)構(gòu)，增強尖軌跟部的穩(wěn)定性。避免道岔直線方向上不必要的軌距加寬。將尖軌及基本軌進行淬火，增強耐磨性。①轉(zhuǎn)轍器部分可采用特種數(shù)據(jù)面尖軌代替普通斷面鋼軌，采用彈性②采用活動心軌型轍叉代替固定轍叉，保證列車過岔時線路連續(xù)，從根本上消滅有害空間，并使道岔強度大大提高。適當(dāng)加長翼軌、護軌緩沖段長度，減小沖擊角，或采用不等長護軌，以滿足直向高速度的要求。②采用活動心軌型轍叉代替固定轍叉，保證列車過岔時線路連續(xù)，③為減少車輛直向過岔時車輪對護軌的沖擊，可以使用彈性護軌。③為減少車輛直向過岔時車輪對護軌的沖擊，可以使用彈性護軌。④加強道岔的維修保養(yǎng)，及時修換磨耗超限的道岔零、部件，保持道岔經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。這些均有助于提高直向過岔速度。

④加強道岔的維修保養(yǎng)，及時修換磨耗超限的道岔零、部件，保持3高速道岔

道岔是限制列車運行速度的關(guān)鍵設(shè)備，在高速鐵路中占有特殊的地位。高速道岔在功能上和構(gòu)造上與常速道岔相比，沒有原則上的區(qū)別，只是對安全性和舒適度的要求更高了。近幾年來，各國鐵路根據(jù)高速運行時車輪與道岔的相互作用特點，對高速道岔的平縱斷面、構(gòu)造、制造工藝、道岔區(qū)內(nèi)的軌下基礎(chǔ)以及養(yǎng)護維修均進行了大量的研究，設(shè)計制造出一系列適用于不同運行條件的高速道岔。3高速道岔道岔是限制列車運行速度的關(guān)鍵設(shè)備，在高速道岔的分類

在高速鐵路上使用的道岔仍以單開道岔為主。當(dāng)前高速道岔主要分為兩類：高速道岔的分類

①適用于直向高速行車的道岔。

在改造客貨混流的既有線以提高客車運行速度時，多半保留原有車站的平面布置以避免較大的改造成工程量，這種情況下，道岔的長度及轍叉角不宜有較大的改動，由于高速列車很少甚至不進入道岔側(cè)線。而在直向要求從局部改善道岔的幾何形狀、強化結(jié)構(gòu)強度、增強穩(wěn)定性及延長使用壽命等方面保證列車的直向通過速度與區(qū)間線路一致。這類道岔一般為常用號碼道岔。①適用于直向高速行車的道岔。

②直向和側(cè)向都容許高速度通過的大號碼道岔，適用于新建高速客車專用線。這類道岔應(yīng)滿足高速列車側(cè)向通過時對運行平穩(wěn)性及乘坐舒適性的要求，一般為大號碼道岔，它們的側(cè)向容許通過速度較高。

②直向和側(cè)向都容許高速度通過的大號碼道岔，適用于新建高2)高速道岔的平縱斷面特征

（1）側(cè)向高速道岔大多采用緩和曲線作導(dǎo)曲線，其線型主要有三次拋物線和螺旋線兩種。

在直向高速道岔中，由于道岔號數(shù)的限制，導(dǎo)曲線主要為圓曲線，側(cè)向過岔速度無甚改彎，一般通過減小護軌和翼軌的構(gòu)造沖角、縮減尖軌尖端的軌距加寬及控制軌距變化率等途徑限制平面不平順。2)高速道岔的平縱斷面特征

（2）高速道岔直股的軌距通常與區(qū)間軌道一致，并有縮減的趨勢。大號碼道岔中，因?qū)€內(nèi)接條件大為改善，側(cè)向軌距均與區(qū)間軌道一致。（2）高速道岔直股的軌距通常與區(qū)間軌道一致，并有縮減的趨（3）高速道岔導(dǎo)向側(cè)股的尖軌均為大半徑的曲線型尖軌，尖軌與基本軌的平面連接方式多為切線型，尖軌尖端不作加寬，這樣可減少列車逆向進入道岔側(cè)線時的沖擊角。轍叉平面有直線型和曲線型兩種，直線型轍叉鋪設(shè)方便，曲線型轍叉可將導(dǎo)曲線延長至轍叉部分，達到增大導(dǎo)曲線半徑的目的，在可動心軌轍叉中得到了廣泛采用。（3）高速道岔導(dǎo)向側(cè)股的尖軌均為大半徑的曲線型尖軌，尖軌（4）在大號碼道岔中導(dǎo)曲線處軌設(shè)置超高。有些國家的道岔設(shè)置軌底坡或軌頂坡，以進一步改善乘坐舒適度。（4）在大號碼道岔中導(dǎo)曲線處軌設(shè)置超高。有些國家的道岔設(shè)（5）大號碼道岔全長大大增加，如法國65號道岔全長為209m，原西德42號道岔全長為154m，瑞士28號道岔全長為100m。

（5）大號碼道岔全長大大增加，如法國65號道岔全長為2093）高速道岔的結(jié)構(gòu)特征

①轉(zhuǎn)轍器部分

高速道岔的基本軌通常采用與區(qū)間線路鋼軌材質(zhì)及斷面相同的類型。采用藏尖式尖軌結(jié)構(gòu)，尖軌多采用專門軌制的矮型特種斷面鋼軌制造，尖軌跟端采用穩(wěn)委可靠的彈性可彎式結(jié)構(gòu)。在可動心軌轍叉中心軌與翼軌的貼靠部位同樣采用這樣的結(jié)構(gòu)形式。3）高速道岔的結(jié)構(gòu)特征

（2）轍叉部分

可動轍叉在平面上消除了幾何不平順，在剖面及縱斷面上的幾何不平順大為減少，與轉(zhuǎn)轍器部分甚為接近，可顯著減小輪軌間的附加作用力?？蓜有能夀H叉與可動翼軌轍叉相比，不存在翼軌穩(wěn)定性的問題，易傳遞橫向作用力，是各國鐵路大力研制并廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式。（2）轍叉部分③轉(zhuǎn)換設(shè)備

轉(zhuǎn)換設(shè)備的主任務(wù)是何證列車按規(guī)定的方向安全運行。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必須按照給定的方向?qū)⒚芙砑廛墸ɑ蛐能墸┡c基本軌（或翼軌）牢靠地緊巾在一起。同時要求斥離的尖軌與基本軌有足夠的距離以保證輪緣能順利通過。高速道岔中多采用外鎖閉裝置，來改善轉(zhuǎn)轍機械的工作條件，確保轉(zhuǎn)換安全。③轉(zhuǎn)換設(shè)備大號碼道岔的尖軌一般較長，為保證尖軌轉(zhuǎn)換可靠及扳動到位，常使用多根轉(zhuǎn)轍桿。如法國的65號道岔，尖軌長57.50m，采用6根轉(zhuǎn)轍桿。在長尖軌下還設(shè)置了尖軌扳動時的減摩裝置。大號碼道岔的尖軌一般較長，為保證尖軌轉(zhuǎn)換可靠及扳動到位，④加強道岔結(jié)構(gòu)

焊接道岔部位的接頭形成無縫道岔，能提高高速列車過岔時的走行平穩(wěn)性。

道岔區(qū)鋼軌扣件均為可調(diào)型：轉(zhuǎn)轍器部分設(shè)置可調(diào)式軌撐，中間扣件為扣板式，護軌部分設(shè)調(diào)整片。

道岔區(qū)內(nèi)各鋼軌表面均經(jīng)表面全長中頻感應(yīng)淬火處理。④加強道岔結(jié)構(gòu)

采用特種斷面的彈性護軌，護軌軌面高于基本軌，這樣可增加護軌與車輪的接觸面，更有效地引導(dǎo)車輪，減小心軌磨耗。

試驗道岔范圍內(nèi)的新型軌下基礎(chǔ)，以便和區(qū)間線路的軌下基礎(chǔ)類型一致。

采用特種斷面的彈性護軌，護軌軌面高于基本軌，這樣可增加護

為適應(yīng)我國干線的提速，1996年研制出了新型提速道岔，可以滿足旅客列車以160km/h的速度直向通過，軸重23t的貨物列車以90km/h的速度直向通過，各類列車以50km/h的速度側(cè)向通過。該道岔技術(shù)標準起點高，在道岔在結(jié)構(gòu)上主要有以下一些特點：4）我國的提速道岔為適應(yīng)我國干線的提速，1996年研制出了新型提速道岔①尖軌為彈性可彎式，60AT軌制造。②在理論彈性可彎段軌底不作刨切。③尖軌尖端為藏尖式。④尖軌采用二點牽引的分動轉(zhuǎn)換方案，各類轉(zhuǎn)換桿件均隱蔽設(shè)置在鋼岔枕內(nèi)。⑤尖軌跟部設(shè)限位器。

⑥道岔導(dǎo)曲線為半徑350m的圓曲線，道岔各部軌距均為1435mm，尖軌局部范圍對應(yīng)的側(cè)股有構(gòu)造加寬。①尖軌為彈性可彎式，60AT軌制造。60kg18#高速道岔60kg18#高速道岔60kg30#高速道岔60kg30#高速道岔60kg9#提速道岔60kg9#提速道岔60kg38#高速道岔60kg38#高速道岔

38#道岔運輸由于38＃大號碼道岔組合件長，僅尖軌-基本軌的組件就達49.192m，需占用5個鐵路平板，所以給長途運輸帶來困難，為此加工了道岔運輸鋼梁。38#道岔運輸由于38＃大號碼道岔組合件長，僅道岔組件卸車圖道岔組件卸車圖本講主要講述總布置圖、提速及高速道岔。第六講道岔總布置圖本講主要講述總布置圖、提速及高速道岔。第六講道岔總布一、道岔發(fā)展概述二、特點三、類型四、單開道岔構(gòu)造復(fù)習(xí):一、道岔發(fā)展概述二、特點三、類型四、單開道岔構(gòu)造復(fù)習(xí):在單開道岔中，需要考慮軌距加寬的部位有：1）基本軌前接頭處軌距S12）尖軌尖端軌距S03）尖軌跟端直股及側(cè)股軌距Sh4）導(dǎo)曲線中部軌距Sc5）導(dǎo)曲線終點軌距S

五、單開道岔的幾何形位1道岔各部分軌距在單開道岔中，需要考慮軌距加寬的部位有：五、單開道岔的幾何形說明：

道岔各部分的軌距加寬，應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪f減距離，以保證行車的平穩(wěn)性。我國新設(shè)計道岔中，如提速道岔，除尖軌尖端寬2mm處因刨切引起的軌距構(gòu)造加寬外，其余部分軌距1435mm。說明：

曲線尖軌在其最突出處的輪緣槽，比其它任何一點的輪緣槽都小，該處輪緣槽稱為曲線尖軌的最小輪緣槽。2轉(zhuǎn)轍器幾何尺寸1）最小輪緣槽tmin

實際采用值68mm，根據(jù)經(jīng)驗可減少至65mm。曲線尖軌在其最突出處的輪緣槽，比其它任何一點的輪緣槽都小

對于直線尖軌來說，

tmin發(fā)生在尖軌跟端。尖軌跟端輪緣槽t0應(yīng)不小于74mm。這時尖軌跟端支距y0=144mm對于直線尖軌來說，

尖軌動程即為尖軌尖端非作用邊與基本軌作用邊之間的拉開距離，規(guī)定在距尖軌380mm的第一根連接桿中心處量取。2）尖軌動程d0尖軌動程即為尖軌尖端非作用邊與基本軌作用邊之間的拉開距離

目前，大多數(shù)轉(zhuǎn)轍機的標準動程為152mm。直尖軌為142mm，曲尖軌為152mm。目前，大多數(shù)轉(zhuǎn)轍機的標準動程為152mm。直單開道岔總布置圖、過岔速度、提速和高速道岔課件概念：導(dǎo)曲線支距即為導(dǎo)曲線外軌工作邊上各點以直向基本軌作用邊為橫坐標軸之間的垂直距離。

3導(dǎo)曲線幾何尺寸yn概念：導(dǎo)曲線支距即為導(dǎo)曲線外軌工作邊上各點以直向基本軌作用邊對于曲線尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線，有如下計算式：令導(dǎo)曲線上各支距測點i的橫坐標為xi（依次為2m的整倍數(shù)），則支距yi為

對于曲線尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線，有如下計算式：

R——導(dǎo)曲線外軌半徑β——尖軌跟端處曲線尖軌作用邊與基本軌作用邊之間形成的轉(zhuǎn)轍角γn——導(dǎo)曲線終點n所對應(yīng)的偏角，γn＝α支距yi

：

R——導(dǎo)曲線外軌半徑支距yi：

式中，K為導(dǎo)曲線后插直線長。最后得到的yn,需要用下式校核

式中，K為導(dǎo)曲線后插直線長。最后得到的yn,需要用下式校跟端限位器跟端限位器

轍叉咽喉輪緣槽、查照間隔、護軌輪緣槽、翼軌輪緣槽、有害空間。4轍叉及護軌幾何尺寸1）需確定的幾何形位轍叉咽喉輪緣槽、查照間隔、護軌輪緣槽、翼軌輪緣槽、有害空

①

轍叉咽喉輪緣槽寬t1

轍叉咽喉輪緣槽確定的原則是保證具有最小寬度的輪對一側(cè)車輪輪緣緊貼基本軌時，另一側(cè)車輪輪緣不撞擊轍叉的翼軌。

t1①轍叉咽喉輪緣槽寬t1t1②

查照間隔

D1：護軌作用邊至心軌作用邊之間的距離。確定原則：

是具有最大寬度的輪對通過轍叉時，一側(cè)輪緣受護軌的引導(dǎo)，而另一側(cè)輪緣不沖擊叉心或滾入另一線。

D1≥1391mm。只能有正誤差，容許范圍1391～1394mm。②查照間隔②

查照間隔

D2：護軌作用邊至翼軌作用邊之間的距離。確定原則：具有最小寬度的輪對通過轍叉時不被卡住。

D2≤1348mm。只能有負誤差，容許范圍1346～1348mm。②查照間隔

為使車輪輪緣能順利進入護軌輪緣槽內(nèi)，護軌平直段兩端應(yīng)分別設(shè)置緩沖段及開口段。③

護軌中間平直段輪緣槽開口段緩沖段為使車輪輪緣能順利進入護軌輪緣槽內(nèi)，護軌平直段兩端應(yīng)應(yīng)保證兩查照間距不超出規(guī)定的容許范圍。

④

轍叉翼軌平直段輪緣槽twTw≥45mm，我國定型道岔采用46mm。應(yīng)保證兩查照間距不超出規(guī)定的容許范圍。④轍叉翼軌平直段輪

⑤

有害空間⑤有害空間轍叉咽喉輪緣槽寬取t1=68mm，叉心實際尖端長度b1=10mm，則９號、12號及18號道岔的有害空間分別為702mm、936mm及1404mm。

轍叉有害空間lH可采用以下計算式因α較小轍叉咽喉輪緣槽寬取t1=68mm，叉心實際尖端長度b1=10

可動心軌轍叉的主要幾何形位包括：轍叉輪緣槽與翼軌端部輪緣槽?？蓜有能夀H叉與固定式轍叉不同，其咽喉寬度不能用最小輪背距和最小輪緣厚度進行計算，而應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)轍機的參數(shù)來決定。翼軌端部的輪緣槽寬度不應(yīng)小于固定式的轍叉咽喉寬度，一般采用大于90mm。若可動心軌轍叉中設(shè)置有防磨護軌，護軌輪緣槽的確定原則為確保心軌不發(fā)生側(cè)面磨耗而影響心軌與翼軌的密貼。

2）可動心軌轍叉的主要幾何形位可動心軌轍叉的主要幾何形位包括：轍叉輪緣槽與翼軌端部輪1）一種是給出鋼軌類型、側(cè)向容許過岔速度、機車類型等條件進行道岔設(shè)計。2）另一種是根據(jù)在生產(chǎn)實際中遇到的大量情況，已知鋼軌類型和道岔號數(shù)、導(dǎo)曲線半徑、轉(zhuǎn)轍器類型、轍叉類型及長度，來計算道岔的總布置圖。

六、單開道岔的總布置圖1、道岔設(shè)計的兩種情況1）一種是給出鋼軌類型、側(cè)向容許過岔速度、機車類型等條件進行1）道岔主要尺寸計算2）配軌計算3）導(dǎo)曲線支距計算4）各部分軌距計算5）岔枕布置6）繪制道岔布置總圖7）提出材料數(shù)量表

2、單開道岔總圖計算的主要內(nèi)容1）道岔主要尺寸計算2、單開道岔總圖計算的主要內(nèi)容O點為道岔直股中心線與側(cè)股轍叉部分中心線的交點，又稱道岔中心。abqLtmLQnαKsO道岔前長a道岔后長b道岔理論全長道岔實際全長導(dǎo)曲線后插直線長導(dǎo)曲線外外軌半徑RO點為道岔直股中心線與側(cè)股轍叉部分中心線的交點，又稱道岔中心道岔前長a

道岔前軌縫中心到道岔中心的距離。道岔后長b

道岔中心到道岔后軌縫中心的距離。

道岔理論全長尖軌理論尖端至轍叉理論尖端的距離。

道岔實際全長道岔前后軌縫中心之間的距離。道岔前長a導(dǎo)曲線后插直線長（當(dāng)R為已知時可求得）導(dǎo)曲線后插直線段是為了減少車輛對轍叉的沖擊作用，避免車輪與轍叉前接頭相撞，而使轍叉兩側(cè)的護軌完全鋪設(shè)在直線上。導(dǎo)曲線外外軌半徑R（當(dāng)K已知時可求得）導(dǎo)曲線后插直線長（當(dāng)R為已知時可求得）七、過岔速度和提高過岔速度的措施

列車通過道岔的速度包括直向通過速度和側(cè)向通過速度。道岔的過岔速度是控制行車速度的重要因素之一。道岔容許通過速度取決于道岔構(gòu)件的強度及平面型式兩個方面，這些是保證列車安全平穩(wěn)運行和旅行舒適度所必不可少的條件。七、過岔速度和提高過岔速度的措施列車通過道岔的速度包1側(cè)向過岔速度

就一組單開道岔而言，側(cè)向通過速度包括轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉及岔后連接路這四部分的通過速度，每一部分都影響道岔側(cè)向的通過速度。然而，轍叉部分，無論從目前的結(jié)構(gòu)型式、強度條件和平面設(shè)計來看，都不是控制側(cè)向過岔速度的關(guān)鍵。岔后的連接線路不屬于道岔的設(shè)計范圍，且一般規(guī)定，岔后連接線路的通過速度不低于道岔導(dǎo)曲線的容許通過速度。因此側(cè)向通過速度主要由轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線這兩個部位的通過速度來決定。1側(cè)向過岔速度

影響側(cè)向過岔速度的因素很多，主要限制因素是由于導(dǎo)曲線一般不設(shè)超高和緩和曲線，且半徑較小，列車未被平衡的離心加速度較大。機車車輛由直線進入道岔側(cè)線時，在開始迫使車輛改變運行方向的瞬間，將必然發(fā)生車輛與鋼軌的撞擊，此時，車體中的一部動能，將轉(zhuǎn)變?yōu)閷︿撥壍臄D壓和機車車輛走行部分橫向彈性變形的位能，即動能損失。動能損失過大將影響旅行舒適度和道岔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，降低其使用壽命，因此動能損失必須限制在容許范圍之內(nèi)。1）影響道岔側(cè)向通過速度的因素影響側(cè)向過岔速度的因素很多，主要限制因素是由于導(dǎo)曲線一般2）基本參數(shù)的確定

目前道岔設(shè)計中用以下三個基本參數(shù)來表達列車運行在道岔側(cè)線上所產(chǎn)生的橫向力的不利影響：動能損失、未被平衡的離心加速度、未被平衡的離心加速度增量。

①動能損失ω②未被平衡的離心加速度a

道岔導(dǎo)曲線一般采用圓曲線，且導(dǎo)曲線一般不設(shè)超高。因此，列車在導(dǎo)曲線上運行時，將產(chǎn)生未被平衡的離心加速度。2）基本參數(shù)的確定

②未被平衡的離心加速度a③未被平衡的離心加速度增量Ψ

車輛從直線進入圓曲線時，未被平衡的離心加速度是漸變的。其單位時間內(nèi)的增量等于Ψ=da/dt。同樣Ψ也必須控制在一個容許值Ψ0之內(nèi)。

③未被平衡的離心加速度增量Ψ

3）提高道岔側(cè)向通過速度的途徑

根據(jù)以上分析，增大導(dǎo)曲線半徑，減小車輪對道岔各部位的沖擊角，是提高側(cè)向通過速度的主要途徑。此外，加強道岔結(jié)構(gòu)，也有利于提高側(cè)向通過速度。3）提高道岔側(cè)向通過速度的途徑

①

采用大號碼道岔，以增大導(dǎo)曲線半徑，這是提高側(cè)向通過速度的有效辦法。但道岔號數(shù)增加后，道岔長度也增加了。如我國18號道岔全長為54m,較12號道岔長17m，較9號道岔長25m，這需要相應(yīng)地增加站坪長度，因而在使用上受到限制。①采用大號碼道岔，以增大導(dǎo)曲線半徑，這是提高側(cè)向通過速度的②

采用對稱道岔，在道岔號數(shù)相同時，導(dǎo)曲線半徑約為單開道岔的兩倍左右，可提高側(cè)向通過速度。但對稱道岔兩股均為曲線，使原來直股的運行條件變壞，因而僅適用于兩個方向上的列車通過速度或行車密度相接近的地段。②采用對稱道岔，在道岔號數(shù)相同時，導(dǎo)曲線半徑約為單開道岔的③在道岔號數(shù)固定的條件下，改進平面設(shè)計，例如采用曲線尖軌、曲線轍叉，也可以達到加大導(dǎo)曲線半徑的目的。③在道岔號數(shù)固定的條件下，改進平面設(shè)計，例如采用曲線尖軌④

采用變曲率的導(dǎo)曲線，可以降低輪軌撞擊時的動能損失和減緩未被平衡離心加速度及其變化率，但僅在大號碼道岔中才有實際意義。導(dǎo)曲線設(shè)置超高，可以減緩未被平衡離心加速度及增量，但實際上受道岔空間的限制，超高值很小，只能起到改善運營條件（如防止出現(xiàn)反向超高）的作用，而不能顯著提高側(cè)向通過速度。④采用變曲率的導(dǎo)曲線，可以降低輪軌撞擊時的動能損失和減緩未⑤

減小車輪對側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角，如防止軌距不必要的加寬，采用切線型曲線尖軌，尖軌、翼軌與護軌緩沖段選用盡可能相同的沖擊角，并且使與導(dǎo)曲線容許通過速度相配合。⑤減小車輪對側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角，如防止軌距不必要的加寬2直向過岔速度

1）影響道岔直向通過速度的因素

①道岔平面沖擊角的影響

當(dāng)列車逆岔直向過岔時，車輪輪緣將與轍叉上護軌緩沖段作用邊碰撞，而當(dāng)順岔直向過岔時，則將與護軌另一緩沖段作用邊碰撞。護軌沖擊角2直向過岔速度1）影響道岔直向通過速度的因素

當(dāng)翼軌沖擊角

同護軌一樣，翼軌緩沖段上也存在沖擊角，這樣在道岔直向過岔速度問題上，就會產(chǎn)生與護軌相類似的問題。翼軌沖擊角同護軌一樣，翼軌緩沖段上也存在沖擊角，這樣在道

在一般轍叉設(shè)計中，直向和側(cè)向翼軌多作成對稱的形式，沖擊角采用與護軌相同的數(shù)值。

當(dāng)列車逆向通過轍叉，輪對一側(cè)車輪靠近基本軌運行時，另一側(cè)的車輪則必然發(fā)生輪緣對翼軌的沖擊，其沖擊角與道岔號數(shù)有關(guān)，一般常見的道岔上，其值較其它幾個沖擊角為大，是一個起控制直向過岔速度的重要因素。

在一般轍叉設(shè)計中，直向和側(cè)向翼軌多作成對稱的形式，沖②道岔立面幾何不平順和影響

車輪通過轍叉由翼軌滾向心軌時，車輪逐漸離開翼軌，因輪踏面為一錐體，致使車輪下降，當(dāng)車輪滾上心軌后，車輪又逐漸恢復(fù)至原水平面。反向運行也相同，車輪通過轍叉必須克服這種垂直幾何不平順，引起車體的振動和搖擺。

車輪由基本軌過渡到尖軌時，錐形踏面車輪也會出現(xiàn)會先降低隨后升高的現(xiàn)象，使車輪猶如在軌面高低不平順上行駛，產(chǎn)生附加動力作用，限制著過岔速度的提高。

②道岔立面幾何不平順和影響

2）直向過岔速度的范圍

目前雖沒有簡便而成熟的直向通過速度計算法，不過根據(jù)我國的運營實踐并結(jié)合一定的理論分析，依據(jù)道岔的結(jié)構(gòu)狀況，將直向通過速度限制為同等級區(qū)間線路容許速度的80%～90%。2）直向過岔速度的范圍

車輛直向通過道岔時，雖然不存在未被平衡離心加速度和加速度變化率的問題，但仍然有車輪對護軌和翼軌的撞擊問題，作為輔助性的理論分析，也要控制輪軌撞擊時的動能損失，限制不同條件下供比較用的動能損失不超過容許限值。由于列車直向過岔時，不存在迫使其改變運動方向的問題，因而參與撞擊的列車質(zhì)量較側(cè)向過岔時小很多。車輛直向通過道岔時，雖然不存在未被平衡離心加速度和加速3）提高直向過岔速度的途徑

提高直向過岔速度的根本途徑是道岔部件須用新型結(jié)構(gòu)和新材料。其次，道岔的平面及構(gòu)造要采用合理的型式及尺寸，以消除或減少影響直向過岔速度的因素。3）提高直向過岔速度的途徑

①轉(zhuǎn)轍器部分可采用特種數(shù)據(jù)面尖軌代替普通斷面鋼軌，采用彈性可彎式固定型尖軌跟部結(jié)構(gòu)，增強尖軌跟部的穩(wěn)定性。避免道岔直線方向上不必要的軌距加寬。將尖軌及基本軌進行淬火，增強耐磨性。①轉(zhuǎn)轍器部分可采用特種數(shù)據(jù)面尖軌代替普通斷面鋼軌，采用彈性②采用活動心軌型轍叉代替固定轍叉，保證列車過岔時線路連續(xù)，從根本上消滅有害空間，并使道岔強度大大提高。適當(dāng)加長翼軌、護軌緩沖段長度，減小沖擊角，或采用不等長護軌，以滿足直向高速度的要求。②采用活動心軌型轍叉代替固定轍叉，保證列車過岔時線路連續(xù)，③為減少車輛直向過岔時車輪對護軌的沖擊，可以使用彈性護軌。③為減少車輛直向過岔時車輪對護軌的沖擊，可以使用彈性護軌。④加強道岔的維修保養(yǎng)，及時修換磨耗超限的道岔零、部件，保持道岔經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。這些均有助于提高直向過岔速度。

④加強道岔的維修保養(yǎng)，及時修換磨耗超限的道岔零、部件，保持3高速道岔

道岔是限制列車運行速度的關(guān)鍵設(shè)備，在高速鐵路中占有特殊的地位。高速道岔在功能上和構(gòu)造上與常速道岔相比，沒有原則上的區(qū)別，只是對安全性和舒適度的要求更高了。近幾年來，各國鐵路根據(jù)高速運行時車輪與道岔的相互作用特點，對高速道岔的平縱斷面、構(gòu)造、制造工藝、道岔區(qū)內(nèi)的軌下基礎(chǔ)以及養(yǎng)護維修均進行了大量的研究，設(shè)計制造出一系列適用于不同運行條件的高速道岔。3高速道岔道岔是限制列車運行速度的關(guān)鍵設(shè)備，在高速道岔的分類

在高速鐵路上使用的道岔仍以單開道岔為主。當(dāng)前高速道岔主要分為兩類：高速道岔的分類

①適用于直向高速行車的道岔。

在改造客貨混流的既有線以提高客車運行速度時，多半保留原有車站的平面布置以避免較大的改造成工程量，這種情況下，道岔的長度及轍叉角不宜有較大的改動，由于高速列車很少甚至不進入道岔側(cè)線。而在直向要求從局部改善道岔的幾何形狀、強化結(jié)構(gòu)強度、增強穩(wěn)定性及延長使用壽命等方面保證列車的直向通過速度與區(qū)間線路一致。這類道岔一般為常用號碼道岔。①適用于直向高速行車的道岔。

②直向和側(cè)向都容許高速度通過的大號碼道岔，適用于新建高速客車專用線。這類道岔應(yīng)滿足高速列車側(cè)向通過時對運行平穩(wěn)性及乘坐舒適性的要求，一般為大號碼道岔，它們的側(cè)向容許通過速度較高。

②直向和側(cè)向都容許高速度通過的大號碼道岔，適用于新建高2)高速道岔的平縱斷面特征

（1）側(cè)向高速道岔大多采用緩和曲線作導(dǎo)曲線，其線型主要有三次拋物線和螺旋線兩種。

在直向高速道岔中，由于道岔號數(shù)的限制，導(dǎo)曲線主要為圓曲線，側(cè)向過岔速度無甚改彎，一般通過減小護軌和翼軌的構(gòu)造沖角、縮減尖軌尖端的軌距加寬及控制軌距變化率等途徑限制平面不平順。2)高速道岔的平縱斷面特征

（2）高速道岔直股的軌距通常與區(qū)間軌道一致，并有縮減的趨勢。大號碼道岔中，因?qū)€內(nèi)接條件大為改善，側(cè)向軌距均與區(qū)間軌道一致。（2）高速道岔直股的軌距通常與區(qū)間軌道一致，并有縮減的趨（3）高速道岔導(dǎo)向側(cè)股的尖軌均為大半徑的曲線型尖軌，尖軌與基本軌的平面連接方式多為切線型，