第三讲道岔课件.ppt

1、一、概念 从一条线路转向或越过另一条线路时所用的设备叫做道岔。二、道岔的特点 1）数量多 2）构造复杂 3）使用寿命短 4）限值列车速度 5）行车安全性低 6）养护维修工作量大 道岔与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。第三讲 道岔1 基本形式 线路的连接、交叉、连接与交叉的组合三种。(见下页）2 标准型式的道岔 普通单开道岔、单式对称道岔、三开道岔、交叉渡线和交分道岔。三、道岔的类型与种类左开道岔单式道岔线路的连接右开道岔复式道岔直交叉道岔 交叉菱形交叉交分道岔连接与交叉的组合交叉渡线单开道岔尖轨转辙机械 我国最常见的道岔类型是普通单开道岔，简称单开道岔，其主线为直线，侧线由主线向左侧（称左

2、开道岔）或右侧（称右开道岔）岔出，其数量占各类道岔总数的90%以上。对称道岔 对称道岔是单开道岔的一种特殊型式，整个道岔对称于主线的中线或辙叉角的中分线，列车通过时无直向及侧向之分。尖轨长度相同时，尖轨作用边和主线方向所成的交角约为单开道岔之半；导曲线半径相等时，对称道岔的长度要比单开道岔短，其它条件相同时，导曲线半径约为单开道岔的两倍；在曲线半径和长度保持不变时，可采用比单开道岔更小号数的辙叉。因此，在道岔长度固定的条件下，使用对称道岔可获得较大的导曲线半径，能提高过岔速度；在保持相同的过岔速度的条件下，对称道岔能缩短道岔长度，从而能缩短站坪长充，啬股道的有效长度。对称道岔的这些特点使得它在

3、驼峰下、三角线上获得应用，并被使用于工业铁路线和城市面上轻轨线上。三开道岔 三开道岔，又称复式异侧对称道岔，是复式道岔中较常用的一种型式。它相当于两组异侧顺接的单开道岔，但其长度却远比两组单开道岔的长度之和为短。因此，常用于铁路轮渡桥头引线、驼峰编组场以及地形狭窄又有特殊需要的地段。三开道岔运行条件较差，非十分困难时，不轻宜采用。交叉渡线 交叉渡线由4组类型和号数相同的单开道岔和一组菱形交叉，以及连接钢轨组成，用于平行股道之间的连接，仅在个别特殊场合下使用。交分道岔 交分道岔有单式、复式之分。复式交分道岔相当于两组对向铺设的单开道岔，实现不平行股道的交叉，但具有道岔长度短，开通进路多及两个主要

4、行车方向均为直线等优点，因而能节约用地，提高调车能力并改善列车运行条件。交分道岔由菱形交叉、转辙器和连接曲线等部分组成。菱形交叉一般是直线与直线的交叉，由二副锐角辙叉、二副钝角辙叉和连接钢轨组成。转辙器、辙叉及护轨、连接部分和岔枕。四、单开道岔的构造1 组成部分1）以钢轨每米质量区分：75、60、50、45、43、38kg/m。2）以标准道岔号数(辙叉号数)区分：6、7、9、12、18、24号。2 单开道岔的类型区分1）组成：由两根基本轨、两根尖轨、联结零件及道岔转换设备组成。2）基本轨：用12.5或25标准断面的普通钢轨制成，主股为直线，侧股转辙器各部分的轨距在工厂预先弯折成规定的折线或采用

5、曲线型。3 转辙器3）尖轨在平面上的线型 直线型 优点是制造简单，便于更换，尖轨前端的刨切较少，横向刚度度大，尖轨的摆度和跟端轮缘槽较小，可用于左开或右开。缺点是这种尖轨的转辙角较大，列车对尖轨的冲击力比较大，尖轨尖端易于磨耗和损伤。曲线型 优点是冲击角小，导曲线半径大，列车进出侧线平稳，有利于机车车辆的高速通过。缺点是制造复杂。4）尖轨尖端的受力情况 尖轨顶宽50mm以上部分完全受力。尖轨顶宽20mm以下部分完全由基本轨受力。尖轨顶宽在50mm20mm之间的部分，为车轮轮载转移的过渡段。1）辙叉的组成）辙叉的组成由叉心、翼轨、联结零件组成。2）辙叉的类型）辙叉的类型活动辙叉固定辙叉按构造类型

6、分曲线辙叉直线辙叉按平面型式分辙叉4 辙叉及护轨3）固定辙叉）固定辙叉直线固定式辙叉又分为整铸辙叉和钢轨组合式辙叉两种。整铸辙叉：优点是使用寿命长，养护维修方便。钢轨组合辙叉：优点是取材容易，无特殊工艺要求，加工制造方便。缺点是零件多，养护维修工作量大。有害空间：从辙叉咽喉至实际尖端之间的一段轨线中断的空隙。道岔号数（辙叉号数）：N=cot 式中 为辙叉角。护轨：设于固定辙叉的两侧，用于引导车轮轮缘，使其进入相应的轮缘槽，防止与叉心碰撞。整铸辙叉组合式辙叉4）可动辙叉）可动辙叉 可动心轨式辙叉 可动翼轨式辙叉 其它消灭有害空间的辙叉型式可动心轨式提速道岔辙叉结构（实图见下页）可动心轨式提速道岔

7、辙叉结构 连接部分是指转辙器和辙叉之间的连接线路，包括直股连接线和曲股连接线（即导曲线）。5 连接部分1）木岔枕长度为2.604.80m，级差0.20m，共12级。2）钢筋混凝土岔枕长度为2.60m4.90m，级差0.10m，共24级。3）岔枕的布置要求 铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕，应与道岔的直股方向垂直。辙叉部分的岔枕，应与辙叉角的角平分线垂直 从辙叉趾前第二根岔枕开始，逐渐由垂直角平分线方向转到垂直于直股方向。6 岔枕在单开道岔中，需要考虑轨距加宽的部位有1）基本轨前接头处轨距S12）尖轨尖端轨距S03）尖轨跟端直股及侧股轨距Sh4）导曲线中部轨距Sc5）导曲线终点轨距S说明：道

8、岔各部分的轨距加宽，应有适当的递减距离，以保证行车的平稳性。五、单开道岔的几何形位1 道岔各部分轨距1）最小轮缘槽）最小轮缘槽tmin 曲线尖轨在其最突出处的轮缘槽，较其它任何一点的轮缘槽为小，称为曲线尖轨的最小轮缘槽。实际采用值68mm，根据经验可减少至65mm。2）尖轨动程）尖轨动程d0 尖轨动程即为尖轨尖端非作用边与基本轨作用边之间的拉开距离，规定在距尖轨380mm的第一根连接杆中心处量取。目前，大多数转辙机的标准动程为152mm。铁路线路维修规则规定：尖轨在第一连接杆处的最小动程，直尖轨为142mm，曲尖轨为152mm。2 转辙器几何尺寸概念 导曲线支距即为导曲线外轨工作边上各点以直向

9、基本轨作用边为横坐标的垂直距离。3 导曲线几何尺寸0sinsin(coscos)iiiixRyyR对于曲线尖轨、圆曲线型导曲线，有如下计算式：令导曲线上各支距测点i的横坐标为xi（依次为2m的整倍数），则支距yi为 R导曲线外轨半径尖轨跟端处曲线尖轨作用边与基本轨作 用边之间形成的转辙角n导曲线终点n所对应的偏角，n(辙叉角)最后得到的yn,需要用下式校核sinKSyn 式中，K为导曲线后插直线长。它需要确定的几何形位主要是：辙叉咽喉轮缘槽、查照间隔、护轨轮缘槽、翼轨轮缘槽、有害空间。可动心轨辙叉的主要几何形位：辙叉轮缘槽与翼轨端部轮缘槽。护轨轮缘槽的确定原则为确保心轨不发生侧面磨耗而影响心轨

10、与翼轨的密贴。4 辙叉及护轨几何尺寸1）一种是给出钢轨类型、侧向容许过岔速度、机车类型等条件进行道岔设计。2）另一种是根据在生产实际中遇到的大量情况，已知钢轨类型和道岔号数、导曲线半径、转辙器类型、辙叉类型及长度，来计算道岔的总布置图。六、单开道岔的总布置图1 道岔设计的两种情况1）道岔主要尺寸计算2）配轨计算3）导曲线支距计算4）各部分轨距计算5）岔枕布置6）绘制道岔布置总图7）提出材料数量表2 单开道岔总图计算的主要内容七、高速道岔概述 道岔是限制列车运行速度的关键设备，在高速铁路中占有特殊的地位。高速道岔在功能上和构造上与常速道岔相比，没有原则上的区别，只是对安全性和舒适度的要求更高了。

11、近几年来，各国铁路根据高速运行时车轮与道岔的相互作用特点，对高速道岔的平纵断面、构造、制造工艺、道岔区内的轨下基础以及养护维修均进行了大量的研究，设计制造出一系列适用于不同运行条件的高速道岔。在高速铁路上使用的道岔仍以单开道岔为主。当前高速道岔主要分为两类：另一类是直向和侧向都容许高速度通过的大号码道岔，适用于新建高速客车专用线，这类道岔应满足高速列车侧向通过时对运行平稳性及乘坐舒适性的要求，一般为大号码道岔，它们的侧向容许通过速度较高。一类是适用于直向高速行车的道岔，在改造客货混跑的既有线以提高客车运行速度时，多半保留原有车站的平面布置以避免较大的改造成工程量，这种情况下，道岔的长度及辙叉角

12、不宜有较大的改动，由于高速列车很少甚至不进入道岔侧线。而在直向要求从局部改善道岔的几何形状、强化结构强度、增强稳定性及延长使用寿命等方面保证列车的直向通过速度与区间线路一致。这类道岔一般为常用号码道岔。目前我国所使用的最大号码道岔是新设计60kg/m钢轨38号可动心轨道岔，直向允许客车以250km/h的速度通过，侧向允许以140km/h的速度通过，将在秦沈客运专线上试用，其结构特点与12号可动心轨提速道岔类似。为适应我国干线的提速，1996年研制出了新型提速道岔，可以满足旅客列车以160km/h的速度直向通过，轴重23t的货物列车以90km/h的速度直向通过，各类列车以50km/h的速度侧向通

13、过。八、超长无缝线路概述1 1 超长无缝线路发展简况超长无缝线路发展简况 超长无缝线路是指轨条长度跨越区间，轨条与道岔直接连接的无缝线路。也称跨区间无缝线路。根据无缝线路受力原理，理论上讲无缝线路的轨条长度可以无限长。目前在普通无缝线路上，由于各种原因，轨条长度一般在1500m左右。由于现有无缝线路仍存在着缓冲区，无缝线路的优越性没有得到充分发挥。以我国现有约2万多公里无缝线路为例，按每段无缝线路4根缓冲轨长约100m计，则在这2万余公里的无缝线路中仍有1000多公里为有缝线路，在这些地段每年养护维修工作量很大。同时缓冲区的存在对无缝线路的受力状态也有不良的影响。随着高速重载运输的发展，要求必

14、须强化轨道结构，全面提高线路的平顺性和整体性。为此要求把缓冲区消除，无缝线路轨条延长，甚或于道岔焊成一体，我国称为超长无缝线路。超长无缝线路最大程度地减少了钢轨接头，实现了线路的无缝化，消除了缓冲区和伸缩区的影响，这是当代无缝线路的重要发展。施工中的超长无缝线路国内外在超长无缝线路方面都在进行研究并取得了一定进展。如德国铁路把区间无缝线路之长轨条与站内道岔直接焊接起来，焊接道岔数达11万组之多；法国在巴黎-里昂-马塞、巴黎-勒芒、巴黎-莫城等高速铁路上，多数无缝线路长轨条的长度贯穿区间，其中最长一段长达50 km；俄罗斯在顿涅茨铁路上，一段无缝线路长轨条长达17.5 km，在科沃夫铁路线上一段

15、长轨条长10.5 km；日本清涵隧道全长53.83 km，在12 的坡道上铺设无缝线路长轨条，全长53.78 km。我国与60年代在北京局、广州局曾用铝热焊接方法或冻接接头方法焊成一跟轨条长达8 km的超长无缝线路试验段，由于焊接强度不足没有得到发展。80年代开始对道岔进行焊接，进行无缝道岔和跨区间无缝线路试验。目前在京广线和京沪线的两段无缝线路长度分别为140 km和104 km，至1998年底全国已铺设超长无缝线路4359.5 km。超长无缝线路从本质上说与普通无缝线路没有什麽区别，但其在结构、铺设、养护维修等方面也具有不同的特点，并将带来很多新的技术问题。用胶接绝缘接头替代了原有缓冲区的

16、绝缘接头。整体性好、强度高、刚度大、绝缘性能好、寿命长、养护少的胶接绝缘接头的研制成功是超长无缝线路得以发展的重要保证。对这种胶接接头的使用寿命要求应该达到与基本轨同步的水平。目前美、日、俄、法等国胶接接头的质量水平较高。近年来我国从国外引进胶接材料进行试验研究，提高了质量，能满足超长无缝线路的要求。同时还要注意到胶接接头与焊接接头本质上还不一样，不能承受撕裂力，且缺少弹性，不能承受过大的弯曲和撞击。根据实验室试验表明，其疲劳强度低于焊接接头。所以在运输和铺设过程中，要尽量避免发生剧烈撞击、摔打或弯曲等行为。超长无缝线路在现场的焊接和施工。超长无缝线路由于施工技术条件和运营条件所限，不可能在一

17、个天窗时间内一次铺设完成（一次仅能铺设13km），只能把超长无缝线路分成若干单元轨条。通常把一次铺设的轨条长度叫单元轨条。道岔区及前后约200m的线路作为一单元，对两单元间的焊接工作必须在线路上进行，而且要求每单元长轨条在焊联后的锁定轨温相通，这就需要配备有较大拉伸能力的焊接设备或性能良好的拉伸机。由于超长无缝线路不是一次完成铺设，要使整个轨条温度力均匀，即锁定轨温一致。在铺设施工中，如何组织施工队伍，安排施工程序，使得铺设、焊接、放散应力、锁定等工作有序进行，且保证锁定轨温符合要求，这就成为施工中一个关键问题。超长无缝线路的维修养护方法。如前所述，超长无缝线路的基本原理于普通无缝线路是一致的

18、，因此原有的普通无缝线路维修养护方法还适用。但现有的普通无缝线路存在缓冲区，如对无缝线路进行较长区段的破底清筛，或抽换轨枕作业，尤其进行大修作业或出现温度力不均匀等情况时，往往可以放散应力后作业。超长无缝线路实施起来就比较困难，这时作业的轨温条件可能就会控制得很严，同时应配备有快速切割、拉轨方便、焊接简便等相应的施工设备，便于处理各种应急情况。另外在道岔区由于钢轨受力状态较为复杂，而道岔的各部件和各部位的尺寸要求也较严，在有温度力状态下如何作业尚没有经验。这些都有待进一步研究和实践总结。道岔区轨道受力情况。道岔区是两股轨道交叉一起，接头很多，转辙器的尖轨是可以自由活动的，辙叉是整体性的，而目前已经投入运营的可动心轨辙叉，情况又更复杂。当将道岔焊接成无缝道岔后，岔内钢轨温度力的分布，伸缩位移的大小，强度和稳定等问题，都有待进一步研究完善。道岔施工