鐵路單開道岔大修平面的優化研究

師 彬 陳 堯 朱飛勛

(昆明鐵道職業技術學院，云南 昆明650217)

隨著鐵路道岔的營運與養護維修，鐵路線路平面在不同程度上發生了變化，道岔大修施工時須對線路平面按照道岔設計時參數進行恢復或優化處理，尤其是既有道岔為木枕道岔，在養護維修過程中線路平面參數發生了較大變化，有的道岔平面出現一些無法移動的設備設施，嚴重影響大修時平面的恢復和優化處理[1-2]。因此本文以常見的渡線聯動單開道岔為例，研究大修時道岔平面的優化方案，以便提高鐵路道岔大修施工質量，確保行車安全，這對鐵路施工單位具有十分重要的意義。

1 渡線聯動單開道岔

1.1 渡線單開道岔常見類型

渡線聯動單開道岔是鐵路道岔中最常見的一種單開道岔，用于連接兩條線路，實現機車車輛互通調車運行，因道岔換向定位時兩組道岔同步動著稱為聯動道岔（如圖1）。

圖1 渡線聯動單開道岔示意圖

圖中線路AB 和線路CD 之間使用1#、3#單開道岔連通，其轍叉角分別為∠a 和∠b，L1表示線路AB、CD 在1#道岔中心處的線間距，L2表示線路AB、CD 在3#道岔中心處的線間距，令L表示道岔1#、3#道岔中心的距離。其線路參數值具有下關系：

1.1.1 若線路AB//線路CD，則存在道岔中心線間距相等，即L1=L2。這時設置兩組單開道岔分為兩種情況：

情況一：設置兩組單開道岔一般為同號道岔（轍叉角相等），即∠a=∠b。

這時兩組道岔道岔中心距具有如下關系：

L= L1cot∠a= L2cot∠b

這種情況下是為數最多的渡線道岔線路連接現象。

情況二：設置兩組單開道岔一般為不同號道岔，即∠a＞∠b或∠a＜∠b。

由于1#、3#道岔轍岔角不等，在兩組道岔之間渡線設置半徑為r、長度為l 的過渡圓曲線，曲線起點至線路AB 為距離為l1,曲線終點距線路CD 為l2。

這時兩組道岔道岔中心距具有如下關系：

1.1.2 若線路AB 不平行線路CD，則存在道岔中心線間距不相等，即L1≠L2。這種情況一般在線路設計時很少采用，其道岔參數之間關系如一般線路一樣。

1.2 優化措施

在道岔日常養護維修以及在道岔施工竣工時，受道岔幾何尺寸的偏差變動、道岔撥道作業或其它設施作業變動（如電氣化鐵路接觸網調動）的影響，道岔平面一般都會偏離設計位置，遇道岔大修施工時需對道岔平面進行優化整治。優化原則如下：

1.2.1 若施工時能按照設計參數恢復施工的，優先采用設計參數進行施工，同時改善整個道岔平面的既有現狀，施工后道岔平面參數滿足本文提出幾何關系。

1.2.2 施工時若按照設計參數施工，如需要大面積撥動線路的或因需要大量調動其它既有設備位置，大幅度增施工成本或工作量的，這時應考慮重新優化道岔線路平面的。

1.2.3 聯動道岔線路平面優化方法如下：

1.2.3.1 岔心位置偏較大的，可以通過優化線路線間距大小來減少施工作業量或施工影響范圍，具體調動量根據現場測量參數確定。

1.2.3.2 采用優化的線間距調整線路平面后，道岔直向前后線路應減少撥道量，優先考慮順坡處理，若順坡達不到要求的，按照《修規》第三章第3.9.6 條[3]標準設置圓曲線過渡。

1.2.3.3 優化后渡線道岔岔后側向（曲向）渡線應優先使用直線，若必須設置圓曲線時，設置的圓曲線須滿足《修規》第三章第3.9.6 條的規定。

1.2.3.4 優化后的道岔及前后線路幾何尺寸，應滿足道岔大修驗收標準，因此技術人員優化應多次計算比較，綜合考慮最優方案。

圖2 元昆線青龍寺站4#道岔既有平面圖

2 優化實例

以2021 年3 月元昆線青龍寺站4#道岔大修施工平面優化為例，進行研究分析。

2.1 既有4#道岔現狀

元昆線既有4#道岔為50 鋼軌12 號木枕道岔，由于道岔施工和日常養護維修的影響，4#道岔岔心旁為接觸網無法變動，其線間距和岔心位置發生了較大變化（如圖2），具體變化參數如下：

線間距：4#道岔所在3 道與正線II 道設計線間距為5m，實際4#道岔所在3 道至8#道岔與II 道線間距由5m 變成5.02m，8#道岔至4#道岔由5.02m 變化5.06m，岔后線間距5.06m 變化至5.08m，岔后K1050+290 至土檔線路為長度180m、半徑1000m 的圓曲線；岔心：4# 道岔岔心設計里程為K1050+242.250，實際里程K1050+241.529。從上可以看出岔心偏離設計位置橫向60mm，縱向721mm。

2.2 施工存在的問題

以元昆線青龍寺站4#道岔大修施工若按照設計參數進行原樣恢復施工，存在的問題如下：

2.2.1 若直接將道岔岔心以及線間距5m 按照設計參數恢復，4#道岔需后移721mm，則8#10#-12#14 交渡道岔范圍線路需向右撥道20mm，4# 道岔及前前后線路需向右撥道40mm-80mm，并調整岔后曲線參數，其施工工作量較大，變動影響范圍太大。

2.2.2 若4#道岔需后移721mm，因橫向撥道量過大，需重新調整接觸網尺寸，尤其是4#道岔旁接觸網尺寸，其接觸網調動工作量較大，增加施工成本，影響運輸工作。

基于上述問題，這就需要對線路進行重新優化。

2.3 優化措施

經過調查測量計算，為了滿足接觸網尺寸，4#道岔岔心處最大向右撥道量為20mm，因此將4#道岔按照右撥20mm 進行極限優化處理。具體優化辦法如下：

2.3.1 4# 道岔范圍內及岔后直向線路（里程K1050+224-K1050+274）線間距由設計5mm 優化為5.04m，道岔大修施工時岔心右撥20mm，其余部分按照線間距5.04m 進行撥道。

2.3.2 4# 道岔岔心設計里程為K1050+242.250，實際里程K1050+241.529，優化為K1050+241.770，相對于既有道岔后移241mm。

2.3.3 8#10#-12#14 交渡道岔范圍線路（里程K1050+081-K1050+212）與II 道線間距設置為5.02mm，施工時該區段不進行施工撥道處理。

2.3.4 8# 道岔基本軌接頭至4# 道岔基本軌接頭之間線路（里程K1050+212-K1050+224）與II 道線間距由5.02m 變為5.04，施工作業時由大機撥道順坡優化處理。

2.3.5 4#道岔岔直向線路（里程K1050+274-K1050+290）與II 道線間距由5.04m 變為5.06，施工作業時由大機做施工撥道順坡優化處理，4#道岔岔曲向線路按直線施工配軌。

2.3.6 4# 道岔岔直向曲線線路（里程K1050+290-K1050+470），曲線起點右撥20mm，按照1%順坡20m 在曲線里，后期工務段綜合維修施工時重新對曲線位置進行調整。

經過上述六步處理以后，不僅減少施工的工作量量，同時滿足施工現場的實際需求和驗收標準，優化后的撥道量見表1。

表1 元昆線青龍寺站4#道岔大修平面優化撥道量

3 結論

隨著鐵路道岔的營運與養護維修，鐵路道岔平面參數發生了變化，大修施工時如何處理這種參數以滿足施工的要求是鐵路施工單位比較關心的問題，因此本文以常見的渡線聯動單開道岔為例，研究大修時道岔平面的優化措施，并以元昆線青龍寺4#道岔為例進行實例處理，為鐵路技術人員道岔大修施工時提供了一定的參考指導意見。