國家鐵道試驗中心用乘越式轍叉曲線道岔的研究與設計

王 猛，谷玉忠，劉天有，葛 晶，姜保林

(1.中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京 100081;2.汝州鄭鐵三佳道岔有限公司，河南汝州 467535;3.中國鐵道科學研究院國家鐵道試驗中心，北京 100015)

1 工程概述

為了很好地解決列車上下環形試驗線的問題，鐵科院最早在1988年研制了乘越式轍叉曲線道岔。2008年至2011年，為了配合國家鐵道試驗中心的改擴建工程，研制了3組新型的乘越式轍叉曲線道岔。該種類型道岔采用乘越式轍叉，其特點是:列車直向通過時，轍叉為連續的鋼軌;列車側向通過時，可動心軌和可動翼軌的配合可以實現列車側向通過轍叉。相比普通固定型轍叉，乘越式轍叉可以消除轍叉有害空間，提高道岔使用壽命，缺點是道岔側向通過速度有限制。道岔的運營條件為:列車主線最高速度≤200 km/h，側線最高速度≤10 km/h，軸重≤25 t。

從平面線型到結構設計，從部件制造到現場鋪設，該道岔的研制是在總結最早乘越式轍叉曲線成功運營的基礎上、充分吸取了我國客運直向道岔成功研制經驗的基礎上進行的。

該種類型乘越式轍叉曲線道岔一共研發制造了3組，一組鋪設于2008年4月，另外兩組鋪設于2011年4月，如圖1所示。

2 道岔平面線型和平面布置

2.1 平面線型

三組乘越式轍叉曲線道岔相關平面線型參數見表1。

圖1 乘越式轍叉曲線道岔

表1 三組乘越式轍叉曲線道岔相關平面線型參數

兩組單式異側道岔尖軌采用半切線型曲線尖軌。尖軌曲線的理論起點與基本軌相切，沿尖軌一定寬度的斷面處做斜切，斜切長度為200～300 mm。尖軌尖端藏尖3 mm。單式同側道岔尖軌采用相離半切線型曲線尖軌，相離值為12 mm，其目的是為了主線和側線在同一側時，加大尖軌厚度，提高尖軌耐磨性。在尖軌頂寬1.6 mm處向前200 mm范圍內做斜切，尖軌尖端藏尖3 mm。

三組道岔尖軌非工作邊與基本軌配合段取直，方便尖軌的加工制造和道岔的鋪設養護。

2.2 平面布置

2.2.1 岔枕的選型和布置

岔枕的截面采用與客運專線道岔相同的岔枕截面，如圖2所示。

圖2 岔枕截面示意(單位:mm)

道岔在牽引點兩側采用混凝土岔枕，電務轉換設備設置在兩岔枕之間，牽引點處岔枕間距為650 mm，牽引點兩側的岔枕間距為575 mm，其與岔枕間距為600 mm。岔枕鋪設時均指向環形圓心方向，岔枕間距為環形外軌軌距線尺寸。

2.2.2 轉轍器部分尺寸(見表2)

表2 三組乘越式轍叉曲線道岔轉轍器部分尺寸

2.2.3 轍叉部分尺寸

轍叉部分采用乘越式轍叉結構，如圖3所示。

列車通過道岔主線時，可動翼軌與可動心軌分開，列車走行基本軌，不通過轍叉結構，以減少對列車的沖擊，從而對環形試驗極為有利。列車通過道岔側線時，可動翼軌與可動心軌閉合，可動翼軌和可動翼軌頂面跨越基本軌。三組道岔轍叉部分相關尺寸見表3。

圖3 乘越式轍叉結構示意

表3 三組乘越式轍叉曲線道岔轍叉部分尺寸

3 道岔結構特征

3.1 轉轍器結構特征

1)尖軌采用60AT鋼軌制造，材質與區間線路鋼軌相同，軌頭表面不淬火。尖軌跟端鍛壓成標準60 kg/m鋼軌斷面，過渡段和成型段的長度分別為150 mm和450 mm。尖軌采用藏尖式結構，藏尖深度3 mm。側線尖軌不設軌底坡或軌頂坡。

2)基本軌采用CHN60鋼軌，材質與區間線路鋼軌相同，設置1∶40的軌底坡。

3)尖軌跟端的傳力結構采用間隔鐵結構，如圖4所示。

4)尖軌滑床板部分采用彈片扣壓基本軌。為防止尖軌在列車通過時跳動，加設了尖軌防跳裝置。

5)尖軌設兩個牽引點，采用分動外鎖閉結構。

圖4 轉轍器跟端采用間隔鐵結構

3.2 轍叉結構特征

1)轍叉采用乘越式轍叉結構，如圖5所示。轍叉由可動翼軌、可動心軌和基本軌構成，該種結構轍叉可以在列車直向通過時減少對列車和軌道結構的沖擊。

圖5 乘越式轍叉結構示意

2)如圖3所示，轍叉部分鐵墊板采用可拆卸式滑床板，方便基本軌的維修更換。

3)可動翼軌設兩個牽引點，第一牽引點設外鎖閉裝置，第二牽引點為轉轍機內鎖閉?？蓜有能壴O一個牽引點，為轉轍機內鎖閉。

4)單式異側不對稱道岔側股設置護軌，護軌由43 kg/m鋼軌制造。單式同側道岔側股不設護軌。

3.3 扣件系統結構特征

扣件系統參照客運專線道岔扣件系統設計，不同之處是鐵墊板和彈性墊層不硫化為一體式結構。

1)結構為帶鐵墊板的彈性分開式結構，鐵墊板上部結構為有螺栓扣件系統(參見圖6)。

圖6 扣件系統示意

2)擋肩與鋼軌軌底間設軌距塊用于調整和保持軌距。

3)鋼軌與鐵墊板間橡膠墊板主要起緩沖沖擊作用，鐵墊板與混凝土岔枕間設彈性墊層，以發揮系統彈性作用。

4)鐵墊板與混凝土岔枕采用螺栓與預埋套管配合緊固方式聯結。

5)鐵墊板與螺栓間設置復合定位套，用以緩沖鐵墊板對螺栓的橫向沖擊，同時使螺栓緊固時對鐵墊板不產生較大的壓力，有利于充分發揮鐵墊板下彈性墊層的彈性。

6)復合定位套與螺栓間設緩沖調距塊，既緩沖鐵墊板對螺栓的橫向沖擊，又可通過調整鐵墊板位置調整軌距。

7)軌距的調整采用軌距塊與鐵墊板相結合的方式，調距量為－8 mm～+4 mm。滑床板調距量為－4 mm～+2 mm(調距主要通過鐵墊板釘孔內的緩沖調距塊實現)。

3.4 岔枕結構特征

岔枕截面和結構參照客運專線道岔岔枕設計，采用整體式長岔枕結構。岔枕最短長度2.43 m，岔枕最大長度4.85 m，按0.10 m或0.15 m進級設計。為提高道岔的組裝精度，制造軌枕時須嚴格控制釘孔距的公差。

4 結語

環形試驗線主線試驗任務繁重，經過的列車也相對較多，而進出環形的機會相對較少。乘越式轍叉曲線道岔相比普通固定型轍叉，消除了有害空間;相比可動心軌轍叉結構較為簡單，轍叉直向使用壽命等同于區間線路。在環形試驗線進出環的地方使用乘越式轍叉道岔可以充分利用該種類型道岔特點，從而對環形試驗線主線有利。

［1］王樹國．客運專線60 kg/m鋼軌18號有砟道岔研究進展［J］．鐵道建筑，2008(1):79-83．

［2］王猛，范佳．客運專線60 kg/m鋼軌18號道岔有砟岔枕的研究與設計［J］．鐵道建筑，2008(1):85-88．

［3］田吉臨，顧培雄，林吉生.60AT10.5DB乘越式轍叉曲線道岔設計圖(研線8801)［Z］．北京:鐵道部科學研究院，1988．

［4］鐵道部第三設計院．道岔設計手冊［M］．北京．人民鐵道出版社，1987．