高速铁路道岔技术.doc
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1、10 高速铁路道岔技术10.1 高速道岔类型在高速铁路中,道岔有其特殊的地位,几乎无一例外地通过单开道岔实现两股轨道的连接。高速道岔在其功能上和结构上与常速道岔相比,虽无原则上的区别,但要求安全性和舒适性更高。按分界点设置方案不同,高速道岔一般分为两种类型。第一类 用于中间站、区段站的车站正线因为通过道岔侧股时,必然是进站停车或停站后出站,所以侧向过岔仅要求满足中速运行条件。属于这一类的有我国客运专线的18号道岔,日本新干线的18号道岔,法国高速新线的20号道岔,德国高速新线的18.5号道岔,俄罗斯的18号和22号道岔,美国的28号道岔,意大利的18.2号道岔等。国外铁路在这些线路上夜间停运,
2、有足够的时间养路,虽然站间距离较长,在区间也不设渡线,即在正常运营时不采用反向行车。第二类 用于区间渡线和高速侧向过岔的部位一是因为站间距离较长,电务和工务实行天窗维护,需要反向行车;二是因为高速客运专线与既有线大站间的联络线需要高速侧向过岔。属于这一类的有我国客运专线的42号、50号道岔,法国高速新线的tg0.0218即46号和tg0.0154即65号道岔,日本新干线的38号道岔,德国高速新线的26.5号和42号道岔,英国的tg0.0145即69号道岔等。国内外高速铁路中高速道岔主要技术参数见表10.1.1。17表10.1.1 国内外高速道岔主要技术参数国别轨距S0(mm)道岔类型辙叉角(r
3、ad)道岔号码N尖 轨导 曲 线道岔全长L全(mm)侧向过岔速度V(km/h)类 型尖轨切点顶宽b1(mm)尖端角0 (dcg)长度L尖(mm)线 形半 径R (m)欠超高h欠(mm)法国1432UIC60轨单开0.015465用于渡线切线形弹性可弯式5.54,23.9,57700三次抛物线6720852084402200.021846用于渡线切线形弹性可弯式5.57,49.4,三次抛物线21231421600.030033割线形弹性可弯式18,00,16000圆曲线3000100740001400.033330切线形弹性可弯式5.56,28,圆曲线31001001020601600.0500
4、20切线形弹性可弯式5.59,38,18350圆曲线130091665651000.050020割线形弹性可弯式25,00,15000复心曲线2000-1300-200091581721000.085011.8割线形弹性可弯式12000复心曲线605-485-605964031070UIC50轨对称0.034029.4切线形弹性可弯式9,00,16000圆曲线60005088100160日本143560轨单开0.026338用于渡线切线形弹性可弯式0,00,42100复心曲线8400-4200-84009036(160km/h时)1347901600.055518切线形弹性可弯式0,00,18
5、000圆曲线1106527134970德国1433UIC60轨单开0.037726.5切线形弹性可弯式24,20.9,31740圆曲线250080943301300.054118.5切线形弹性可弯式26,16.5,23947圆曲线12009864818100S69轨对称0.054118.5切线形弹性可弯式9,55.22,20700圆曲线24009664808140英国1432BS110A(54.4kg/m)单开0.035728弹性可弯式9,59,18288复心曲线1527.4-126.5-1527.49067142960.035728用于渡线弹性可弯式10,46.7,18288复心曲线2514
6、.6-1634.9-2514.690744571100.041024弹性可弯式27907复心曲线1923.3-1650.4-1923.390100意大利14320.034029.4切线形弹性可弯式0.10,53,37000圆曲线30001001098261100.055018.2切线形弹性可弯式0.11,24,29550圆曲线12009869000100荷兰1432NP46轨单开0.033330切线形弹性可弯式45,36.8,缓和曲线30001001019601600.040025切线形弹性可弯式46,52.5,缓和曲线2000100833001300.050020切线形弹性可弯式37,41.
7、1,缓和曲线120010064545100NP46轨对称0.050020割线形弹性可弯式17,00,13500缓和曲线2547-2000-2500-98570201300.066615割线形弹性可弯式缓和曲线12009842380100续表10.1.1 国别轨距S0(mm)道岔类型辙叉角(rad)道岔号码N尖 轨导 曲 线道岔全长L全(mm)侧向过岔速度V侧(km/h)类 型尖轨切点顶宽b1(mm)尖端角0 (dcg)长度L尖(mm)线 形半 径R (m)欠超高h欠(mm)瑞士1433单开0.035728切线形弹性可弯式34,30,螺旋曲线3500-2350801003951600.04002
8、5切线形弹性可弯式35,13.3,32100螺旋曲线2600-1600-2445106825001300.052019切线形弹性可弯式511,27.3,21200缓和曲线90010656488100比利时1432单开0.034029.4切线形弹性可弯式56,17.2,28000圆曲线29901011016041600.042023.8切线形弹性可弯式57,41.1,16000圆曲线2000100619921300.054018.5切线形弹性可弯式59,59,18000圆曲线118510064309100对称0.055018.215,00,16000圆曲线22668861992130捷克1435
9、50轨单开0.054318.4割线形弹性可弯式9,01,圆曲线12009864900100美国1435132RE轨单开0.050020割线形弹性可弯式22,00,11887圆曲线1060745784980140RE轨单开0.042024割线形弹性可弯式15,40.35,11887圆曲线30007764673140俄罗斯1520P65轨单开0.045522割线形弹性可弯式21,41.49,18500复心曲线3308-1440-330851711201200.055518割线形弹性可弯式25,00,15500复心曲线1698-960-1698455751980中国143560AT轨单开0.0263
10、38半切线形弹性可弯式3.34,50.4,37630圆曲线3330911362001600.033330半切线形弹性可弯式23.514,20.5,27980圆曲线27008610240014060AT轨单开提速型0.055518半切线形弹性可弯式2527,9.9,15680圆曲线8009460000800.055518半切线形弹性可弯式2527,9.9,13500圆曲线80094565478060轨92型单开0.055518半切线形弹性可弯式34,2.2,12500圆曲线80094599768010.2 高速道岔结构特征综观国内外高速道岔结构,其特征主要如下:10.2.1 转辙器(1)转辙器尖
11、轨采用矮形特种断面钢轨制造的藏尖式、曲线形、弹性可弯式跟端尖轨。(2)为防止车轮轮缘冲击和扎伤尖轨尖端,使尖轨尖端埋藏在基本轨轨头侧面刨切部分,以便使尖轨轨头非工作边与基本轨工作边相密贴。(3)为增大导曲线半径,道岔侧股设计为曲线形尖轨,曲线尖轨半径与导曲线半径相一致。(4)曲线尖轨有切线形和割线形之分。尖轨与基本轨的平面连接方式有普遍采用切线形曲线尖轨的趋势。日本、法国和德国高速道岔均为切线形。一般在尖轨顶宽2.55mm处作斜切以减小其薄弱部分的长度。我国采用相离半切线形,俄罗斯采用割线形曲线尖轨。(5)曲线尖轨尖端有冲击角和无冲击角之分。一般半切线形曲线尖轨尖端有冲击角,如我国的高速道岔,
12、而切线形曲线尖轨尖端有的有冲击角,如法国的高速道岔,有的则无冲击角,如日本的高速道岔,冲击角的大小直接关系到逆岔侧向过岔速度。(6)曲线尖轨的长度一般都较长,少则10几米,长则4050多米,它分为尖轨跟端部分、尖轨可弯部分及尖轨板动部分的长度。为保证尖轨的转换可靠性及板动到位,常设置多根转辙杆,如法国的65号道岔,尖轨长57.5m,采用6根转辙杆;日本的38号道岔,尖轨长42.1m,也采用6根转辙杆;德国的26.5号道岔,尖轨长31.74m,采用4根转辙杆;我国的18号道岔,尖轨长21.45m,设置了3根转辙杆。(7)尖轨跟端经模压加工成与标准钢轨相同的断面,并用焊接方法使其与相邻的钢轨连接,
13、同时用能纵向调节的弹性扣件牢固扣压,以提高转辙器的稳固性和可靠性。(8)直股尖轨为直线形,尖轨尖端轨距不作任何加宽,有利于高速直向过岔。10.2.2 辙叉及护轨(1)有高锰钢整铸辙叉和可动心轨或可动翼轨之分。为消灭辙叉有害空间及减小翼轨冲击角,加大导曲线半径,一般可采用由特种断面钢轨制成的可动心轨式高锰钢曲线辙叉,它是保证道岔直向过岔速度与区间轨道高速运行速度相一致的主要有效技术措施。(2)可动心轨辙叉长度一般为10m左右,长则达到1520m,比固定式辙叉长度增长很多。(3)可动心轨辙叉一般是由可动心轨、翼轨和尾轨构成,为提高辙叉的耐磨性和整体性,多采用高锰钢铸造并经机加工制成。(4)在构造上
14、,心轨实际尖端较翼轨顶面低一些,心轨与翼轨轨头贴靠范围内,采用埋藏心轨尖端的轨头。(5)在固定式辙叉中,为减小辙叉咽喉和翼轨缓冲段的冲击角,防止车轮爬轨,提高过岔速度,普遍采取加长翼轨缓冲段的长度,减小辙叉咽喉宽度,改变翼轨在辙叉理论中心处的外形。(6)可动心轨辙叉一般不设护轨,但侧股也有设置的,一般采用H型护轨、防磨护轨或弹性护轨,增强护轨工作边横向强度。为防止辙叉磨耗,加长护轨缓冲段长度,以减小护轨冲击角。为更有效车轮导向,减少心轨磨耗,使护轨稍高于基本轨。10.2.3 道岔导曲线道岔导曲线线形以圆曲线为主,也有采用复心曲线的,采用缓和曲线自然优越。一般18号道岔多用圆曲线形导曲线,日本的
15、38号道岔导曲线为复心曲线,大号码道岔以采用缓和曲线导曲线为佳,如法国的46号、65号道岔导曲线为单支三次抛物线形导曲线,半径最大处位于导曲线终点即曲线辙叉跟端,而瑞士的25号道岔导曲线则为螺旋曲线形。10.2.4 其他方面(1)为能与车轮踏面形状相适应,道岔内钢轨设置轨顶坡1:40,一般是在道岔垫板、滑床板和尖轨轨头设置坡度。(2)为消灭道岔内钢轨接头,多采用半焊或全焊无缝道岔,以提高高速过岔的平稳性与舒适性。(3)设置低刚度轨下胶垫,提高道岔轨道弹性。(4)采用弹性扣件扣压道岔钢轨。(5)道岔岔枕除采用硬质木岔枕外,现多采用混凝土岔枕或新型合成材料岔枕,以及铺设枕式或板式无砟道岔。10.3
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