第6章線路連接設(shè)備道岔04課件

第6章線路連接設(shè)備-道岔第一節(jié)道岔的功用和類型第二節(jié)單開道岔的構(gòu)造第三節(jié)過岔速度及其提高措施第四節(jié)高速道岔技術(shù)內(nèi)容提要第一節(jié)道岔的功用和類型1引導(dǎo)機車車輛由一條線路轉(zhuǎn)入或越過另一條線路的設(shè)備功能數(shù)量多構(gòu)造復(fù)雜使用壽命短限制列車速度行車安全性低養(yǎng)護維修投入大道岔的特點：線路連接與交叉組合形式線路交叉形式道岔基本形式線路連接形式道岔分類1、道岔按功能和用途分類：

單開道岔、對稱道岔、三開道岔、交叉渡線、交分道岔。其中單開道岔是最常用的類型。道岔的分類（1）普通單開道岔：數(shù)量占各類道岔總數(shù)的90%以上主線為直線,側(cè)線由主線向左側(cè)岔出稱左開道岔；側(cè)線由主線向右側(cè)岔出稱右開道岔。（2）對稱道岔：對稱道岔是單開道岔的一種特殊型式，整個道岔對稱于主線的中線或轍叉角的中分線，列車通過時無直向及側(cè)向之分。（3）三開道岔：三開道岔又稱復(fù)式異側(cè)對稱道岔，是復(fù)式道岔常用型式。單式交分道岔:兩條線路相交，列車僅能從一側(cè)轉(zhuǎn)線的道岔。單式交分道岔（4）交分道岔：單式交分道岔、復(fù)式交分道岔。復(fù)式交分道岔：兩條線路相交，列車能沿任何一側(cè)由一條線路轉(zhuǎn)入另一條線路的道岔。復(fù)式交分道岔相當(dāng)于兩組對向鋪設(shè)的單開道岔，實現(xiàn)不平行股道的交叉。復(fù)式交分道岔復(fù)式交分道岔（5）交叉渡線：

由4組相同的單開道岔和一組菱形交叉，以及連接鋼軌組成，用于平行股道之間的鏈接。交叉渡線交叉渡線2、按道岔號數(shù)分類：6、7、8、9、12、18以及大號碼（如30、38、42號道岔）等。

運營鐵路干線常用的單開道岔有9號、12號、18號，大號碼道岔主要用于要求側(cè)線通過速度較高的聯(lián)絡(luò)線。客運專線以18號道岔為主。6號、7號和8號等道岔主要用于工礦企業(yè)專用線或貨運站場。3、道岔按鋼軌軌型分類：

43、50、60、75kg/m鋼軌道岔。普通鋼軌50AT鋼軌60AT鋼軌4、道岔按軌距分類標準軌距道岔（軌距1435mm）、窄軌距道岔（軌距1000mm）、寬軌距道岔（軌距1520mm），還有套線類道岔。5、道岔的其它分類方式按岔枕類型分類：木枕道岔、混凝土枕道岔、鋼枕道岔和整體道床道岔。按設(shè)計年代分類：“55型”、“57型”、“62型”、“75型”、“92型”、“提速型”、“客運專線道岔”等。其中“提速型”為當(dāng)前既有線路大量使用的道岔；新建客運專線多采用250km/h和350km/h客運專線道岔。第二節(jié)單開道岔的構(gòu)造（1）三大組成部分：轉(zhuǎn)轍器部分連接部分轍叉及護軌部分單開道岔的組成（2）7個組成部件：轉(zhuǎn)轍器部分：基本軌、尖軌。連接部分：直軌、導(dǎo)曲線軌。轍叉及護軌部分：翼軌、護軌、叉心。單開道岔的組成1.轉(zhuǎn)轍器部分的功用與組成

單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分

功用：引導(dǎo)機車車輛的行駛方向。組成：兩根基本軌、兩根尖軌、轉(zhuǎn)轍機構(gòu)及各種聯(lián)結(jié)零件?；拒壸饔茫撼惺苘囕喌拇怪眽毫?、與尖軌共同承受車輪的橫向的水平力并保持尖軌的穩(wěn)定?；拒夘愋停夯拒売兄?、曲基本軌之分，采用標準型鋼軌?；拒壋壖旧碇?，一般還安裝有頂鐵、限位器等連接零部件。基本軌尖軌的作用：通過尖軌的扳動轉(zhuǎn)換而引導(dǎo)列車進入直向或側(cè)向尖軌的類型：高型特種斷面尖軌和矮型特種斷面尖軌（AT軌）兩種。1、高型特種斷面尖軌是用與基本軌等高的特種斷面鋼軌做成的尖軌。2、矮型特種斷面尖軌又分為AT普通直線型和AT彈性可彎曲線型。它的特點是滑床臺高，取代了一部分尖軌的高度，使尖軌強度增加。軌腰厚、強度大。

尖軌高型特種斷面尖軌矮型特種斷面尖軌尖軌的平面型式：單開道岔尖軌常用的平面型式有直線形和曲線形兩種。

矮型特種斷面尖軌

①AT普通直線型的特點是尖端采用貼尖式，工作邊為直線，沖擊角較大，尖軌跟端聯(lián)結(jié)仍采用間隔鐵聯(lián)結(jié)。

②AT彈性可彎式的特點是尖端采用藏尖式，工作邊為曲線，沖擊角較小。跟端軌底內(nèi)側(cè)刨切一部分，便于彎曲形成曲線，以增大導(dǎo)曲半徑，提高側(cè)向過岔速度。

尖軌直線形尖軌：工作邊為一直線優(yōu)點：可用于左開和右開單開道岔，這種尖軌加工制造簡單，便于修換。缺點：尖軌尖端軌距需要較大的加寬，影響列車運行的平順性；轉(zhuǎn)轍角較大，當(dāng)列車逆向進入側(cè)線時，輪緣對尖軌的沖擊較大，列車晃動較大，尖軌也易磨損。我國大部分12號及以下道岔采用。

尖軌AT直線型尖軌優(yōu)點：曲線型尖軌沖擊角小于直線型尖軌，尖軌磨耗較輕，列車運行平穩(wěn)。同時，曲線型尖軌與導(dǎo)曲線的銜接比較圓順，與同號碼直線型尖軌比較，導(dǎo)曲線半徑可以增大，側(cè)向通過速度可以提高，道岔全長可以縮短。缺點：左右開道岔不能通用，加工較復(fù)雜。我國新設(shè)計的12號及以上道岔采用。曲線型尖軌：工作邊除尖端前部有一小段直線外，其余均為圓曲線。

尖軌限位器普通魚尾板聯(lián)結(jié)AT曲線型尖軌跟側(cè)軌底刨切一部分尖軌跟端尖軌與導(dǎo)曲線鋼軌連接的一端稱尖軌跟端。尖軌的跟部結(jié)構(gòu)必須保證尖軌能根據(jù)不同的轉(zhuǎn)轍要求，在平面上左右擺動，又要堅固穩(wěn)定，制造簡單，維修方便。我國道岔尖軌跟端主要結(jié)合間隔鐵魚尾板式和彈性可彎式跟端結(jié)構(gòu)兩種形式。間隔鐵魚尾板式結(jié)構(gòu)主要由間隔鐵、跟端夾板及聯(lián)結(jié)螺栓等組成。間隔鐵魚尾板式跟端結(jié)構(gòu)彈性可彎式跟段結(jié)構(gòu)※尖軌與基本軌貼合形式

尖軌與基本軌貼合一般分為貼尖式（爬坡式）和藏尖式兩種?，F(xiàn)在的道岔一般均采用藏尖式設(shè)計型式。藏尖式尖軌貼尖式尖軌①尖軌頂寬20mm以下部分完全由基本軌受力，尖軌不受力。②尖軌頂寬50mm以上部分由尖軌完全受力，基本軌不受力。③尖軌頂寬在20mm～50mm之間部分為輪載轉(zhuǎn)移的過渡段。尖軌尖端受力情況轉(zhuǎn)轍器上的其他零件（

1

）滑床板

在整個尖軌長度范圍內(nèi)的岔枕面上，有承托尖軌和基本軌的滑床板。轉(zhuǎn)轍器上的其他零件（2）軌撐

防止基本軌傾覆、扭轉(zhuǎn)和縱橫向移動，安裝在基本軌的外側(cè)。它用螺栓與基本軌相連，并用兩個螺栓與滑床板連結(jié)，軌撐有雙墻式和單墻式之分。提速道岔中由于扣件扣壓力足夠大，未設(shè)軌撐。

轉(zhuǎn)轍器上的其他零件（3）頂鐵

尖軌刨切部位緊貼基本軌，而在其它部位則依靠安裝在尖軌外側(cè)腹部的頂鐵，將尖軌承受的橫向水平力傳遞給基本軌，以防止尖軌受力時彎曲，并保持尖軌與基本軌的正確位置。（4）各種形式的墊板

如鋪設(shè)在尖軌之前的轍前墊板和之后的轍后墊板。轉(zhuǎn)轍器上的其他零件鋪設(shè)在尖軌尖端和尖軌跟端的通長墊板。為保持導(dǎo)曲線的正確位置而設(shè)置的支距墊板等。（5）道岔拉桿和連桿

道岔拉桿連接兩根尖軌，并與轉(zhuǎn)轍設(shè)備相連，以實現(xiàn)尖軌的擺動，故又叫轉(zhuǎn)轍桿。連桿為連接兩根尖軌的桿件，其作用是加強尖軌間的聯(lián)系，提高尖軌的穩(wěn)定性。

轉(zhuǎn)轍器上的其他零件（6）轉(zhuǎn)轍機械

最常用的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備種類有機械式和電動式。按操縱方式分類，則有集中式和非集中式兩類。機械式轉(zhuǎn)換設(shè)備可以為集中式或非集中式，電動式轉(zhuǎn)換設(shè)備則為集中式。轉(zhuǎn)轍器上的其他零件2.轍叉及護軌轍叉是使車輪由一股鋼軌越過另一股鋼軌的設(shè)備。轍叉由叉心、翼軌和聯(lián)結(jié)零件組成。按平面型式分，轍叉有直線轍叉和曲線轍叉兩類；按構(gòu)造類型分，有固定轍叉和可動轍叉兩類。單開道岔上直線式固定轍叉最為常見，提速道岔上多為可動式轍叉，在高速線路上都為可動式轍叉。直線式固定轍叉又分為整鑄轍叉和鋼軌組合式轍叉。整鑄轍叉組合轍叉

整鑄轍叉是用高錳鋼澆鑄的整體轍叉，如圖所示。高錳鋼是一種錳碳含量均較高的合金鋼（含錳12.5%，碳1.2%），具有較高的強度、良好的沖擊韌性，經(jīng)熱處理后，在沖擊荷載作用下，會很快產(chǎn)生硬化，使表面具有良好的耐磨性能，同時，由于心軌和翼軌同時澆鑄，整體性和穩(wěn)定性好，可以不設(shè)轍叉墊板而直接鋪設(shè)在岔枕上。這種轍叉還具有使用壽命長，養(yǎng)護維修方便的優(yōu)點。

鋼軌組合式轍叉是用鋼軌及其它零件經(jīng)刨切拼裝而成的，它由長心軌、短心軌、翼軌、間隔鐵、轍叉墊板及其它零件組成，如圖所示。轍叉是由長、短心軌拼裝而成，長心軌應(yīng)鋪設(shè)在正線或運量較大的線路方向上，為盡可能保持長心軌斷面的完整，而將短心軌刨去一部分，使短心軌軌底疊蓋在長心軌軌底上，以保持叉心的堅固穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)取材容易，無特殊工藝要求，加工制造方便。但這種結(jié)構(gòu)零件多，養(yǎng)護工作量大，目前我國正線上已很少使用。轍叉與護軌部分的組成

轍叉與護軌部分由主軌、護軌、翼軌、叉心四個部件構(gòu)成。其中，翼軌和叉心是轍叉的主要構(gòu)成部分。（見圖）轍叉與護軌部分組成示意圖叉心有害空間：從轍叉咽喉至實際尖端之間的一段軌線中斷的空隙。轍叉角越小有害空間越長。有害空間有害空間叉心兩側(cè)作用邊之間的夾角稱轍叉角α，其交點稱轍叉理論中心（理論尖端）。由于制造工藝原因，實際上轍叉尖端有6～10mm寬度，稱轍叉實際尖端。轍叉角α愈小，道岔號數(shù)N愈大，兩者之間的關(guān)系為：

轍叉角和道岔號數(shù)

護軌

轍叉護軌由中間平直段、兩端緩沖段和開口段組成，如圖所示。護軌平直段是實際起著防護作用的部分，緩沖段及開口段起著將車輪平順地引入護軌平直段的作用。緩沖段的沖擊角應(yīng)與列車允許的通過速度相配合。

護軌設(shè)于固定轍叉的兩側(cè)，用于引導(dǎo)車輪進入適當(dāng)?shù)妮喚壊?，防止與叉心碰撞。我國道岔的護軌類型主要有鋼軌間隔鐵型、H型和槽型三種。護軌的防護范圍，應(yīng)包括轍叉咽喉至叉心頂寬50mm的一段長度，并要求有適當(dāng)?shù)挠嘣！Ｗo軌

可動轍叉是指轍叉?zhèn)€別部件可以移動，以保證列車過岔時軌線的連續(xù)，消除固定轍叉上存在的有害空間，并可取消護軌，同時轍叉在縱斷面上的幾何不平順也可以大大減少，從而顯著地降低轍叉部位的輪軌相互作用，提高運行平穩(wěn)性，延長轍叉的使用壽命。

可動轍叉

可動心軌式轍叉心軌可動，翼軌固定。列車作用于心軌的橫向力直接傳遞給翼軌，保證轍叉的橫向穩(wěn)定性?？蓜右碥壥睫H叉心軌固定，翼軌可動，分單側(cè)翼軌可動和雙側(cè)翼軌可動兩種型式?？蓜愚H叉分類：30號可動心軌單開道岔可動心軌式轍叉可動心軌式轍叉可動翼軌式轍叉3.連接部分

連接部分是轉(zhuǎn)轍器和轍叉之間的鏈接線路，包括直股連接線和曲股連接線（亦稱導(dǎo)曲線）。

直股連接線與區(qū)間線路構(gòu)造基本相同。導(dǎo)曲線的平面形式可以是圓曲線、也可以是緩和曲線。我國目前鐵路上鋪設(shè)的道岔導(dǎo)曲線均為圓曲線。

連接部分一般配置8根鋼軌，直股連接線4根，曲股連接線4根。3.連接部分4.岔枕木岔枕斷面和普通木枕基本相同，長度分為12級，其中最短的為2.60m，最長的為4.80m，級差為0.20m，采用螺紋道釘與墊板聯(lián)結(jié)。鋼筋混凝土岔枕最長為4.90m，級差為0.10m。鋼岔枕使用在提速道岔中，不讓轉(zhuǎn)換設(shè)備占用軌枕空間，適應(yīng)大型養(yǎng)路機械設(shè)備的需要。5.畫單開道岔-15.畫單開道岔-25.畫單開道岔-35.畫單開道岔-45.畫單開道岔-55.畫單開道岔-65.畫單開道岔-75.畫單開道岔-85.畫單開道岔-95.畫道岔-10

標明道岔各部分名稱第三節(jié)過岔速度及其提高措施

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。

側(cè)向通過速度包括轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉及岔后連接線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。無論從目前的結(jié)構(gòu)型式、強度條件和平面設(shè)計來看，轍叉部分不是控制側(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。一、側(cè)向過岔速度

（1）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。（2）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。（一）影響側(cè)向過岔速度的因素

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。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。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，增大導(dǎo)曲線半徑。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。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。（三）提高側(cè)向過岔速度的途徑二、直向過岔速度

（一）影響直向過岔速度的因素護軌沖擊角：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。1.道岔平面沖擊角的影響翼軌沖擊角：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。

護軌及翼軌沖擊角是限制固定轍叉道岔直向通過速度的主要因素之一。2.道岔立面幾何不平順的影響

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。3.道岔剛度的影響

道岔區(qū)剛度大于兩端區(qū)段軌道剛度——動態(tài)不平順。（二）提高直向過岔速度的途徑1.

采用特種斷面尖軌，采用彈性可彎尖軌跟端結(jié)構(gòu)，增強尖軌跟部的穩(wěn)定性。將尖軌及基本軌進行淬火，增強耐磨性。2.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)。3.采用活動心軌轍叉代替固定轍叉，保證列車過岔時線路連續(xù)，從根本上消滅有害空間。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。4.使用彈性護軌，減少車輛直向過岔時車輪對護軌的沖擊。三、過岔速度的確定

2.直向過岔速度

1.側(cè)向過岔速度

第四節(jié)高速道岔技術(shù)1.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直向過岔速度時，可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。直向高速行車的道岔一般為常用號碼道岔。（一）高速道岔的分類（以單開道岔為主）2.直向和側(cè)向高速行車的道岔（大號碼道岔）

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，適用于新建高速客車專用線。

92型道岔99型道岔我國既有線道岔60kg9#提速道岔60kg30#高速道岔18號道岔38號道岔秦沈客運專線道岔（二）高速道岔的技術(shù)要求

1.高速度高速道岔直向允許通過行車速度達到了250km/h和350km/h，基本上實現(xiàn)了與區(qū)間等速運行；側(cè)向允許通過速度最高也達到了160km/h和220km/h，大幅度提高了過岔通過能力。

2.高安全性道岔本身具有安全性低的特點，在高速列車過岔時一旦發(fā)生脫軌，將會造成災(zāi)難性的后果。因此，高速道岔的設(shè)計檢算速度要求為直向允許通過速度加10%，側(cè)向允許通過速度加10km/h。此外，必要時還要安裝融雪設(shè)備和監(jiān)測系統(tǒng)，保證高速道岔的正常工作狀態(tài)。（二）高速道岔的技術(shù)要求3.高平穩(wěn)性為提高列車高速過岔時的橫向平穩(wěn)性，道岔導(dǎo)曲線可采用半徑較大的圓曲線或圓緩、緩圓緩等線形，通過控制尖軌及心軌頂面高差、修正性打磨鋼軌頂面輪廓等措施來確保正確的輪軌關(guān)系?？赏ㄟ^設(shè)置合理的扣件系統(tǒng)剛度及剛度匹配、岔區(qū)整體剛度的均勻化設(shè)計來提高列車過岔時的豎向平穩(wěn)性。4.高可靠性高速道岔的高安全性要求其結(jié)構(gòu)必須具有高可靠性，因此需應(yīng)用工電一體化系統(tǒng)設(shè)計理念，對工電結(jié)合部進行優(yōu)化設(shè)計。（二）高速道岔的技術(shù)要求5.高平順性與高精度高平順性是確保高速列車安全平穩(wěn)過岔的保證，首先要求道岔各部件的制造要達到高精度，其次要求高速道岔在廠內(nèi)組裝平臺上進行預(yù)組裝，以消除其原始不平順，再次要求高速道岔的運輸、吊裝等不得導(dǎo)致長大軌件發(fā)生變形，最后要求高速道岔的鋪設(shè)和養(yǎng)護要滿足機械化、專業(yè)化、標準化和精細化的作業(yè)要求，特別是在無砟軌道基礎(chǔ)上，一旦鋪設(shè)過程中出現(xiàn)了較大的不平順，在后期養(yǎng)護維修中是很難進行調(diào)整的。此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中還要優(yōu)化牽引點布置，以保證長大軌件轉(zhuǎn)換過程中不出現(xiàn)轉(zhuǎn)換不到位、軌距減小等現(xiàn)象。（二）高速道岔的技術(shù)要求

6.較好的適應(yīng)性為節(jié)約土地、控制沉降，高速鐵路修建了大量的高架車站，因此要求高速道岔與橋梁間具有較小的靜動力相互作用，具有較好地在橋梁上鋪設(shè)的適應(yīng)性。此外，山區(qū)高速鐵路站坪兩側(cè)的線路坡度一般較大，這要求區(qū)間單渡線道岔還具有較好的在大坡道上鋪設(shè)的適應(yīng)性。

7.較少的維修工作量高速道岔的養(yǎng)護維修只能在天窗點內(nèi)封閉施工，從提速道岔和普速道岔養(yǎng)護維修工作量大的特點來看，必須強化高速道岔結(jié)構(gòu)，提高其可靠性，降低養(yǎng)護維修工作量。（三）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。

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