道岔培训教材—3-1.

一、铁路道岔的功能及分类二、单开道岔的构造、几何尺寸三、过岔速度及提速道岔、高速道岔四、道岔的发展现状及前景一、道岔的功能及分类功能概述道岔是一种使机车车辆从一股道转入或越过另一股道时必不可少的线路连接设备。是铁路轨道的一个重要组成部分。通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。特点数量多，构造复杂，使用寿命短，限制列车速度，行车安全性低，养护维修投入大等特点。与曲线，接头并称为轨道的三大薄弱环节。分类道岔的基本形式连接交叉连接和交叉的组合连接设备：单式道岔：普通单开道岔、单式异侧道岔（对称或双开、不对称道岔）、单式同侧道岔；复式道岔：复式异侧道岔（对称或三开、不对称道岔）、复式同侧道岔交叉设备：直角交叉、菱形交叉菱形交叉连接与交叉的组合：交分道岔（单式、复式）、渡线(单渡、交叉渡线)其中常见的主要是单开道岔、对称道岔、三开道岔、交分道岔等。交叉渡线单开道岔（simpleturnout）主线为直线，侧线由主线向左侧或右侧岔出，有左开道岔和右开道岔，如下图所示。单开道岔可动心轨单开道岔对称道岔（equilateralturnout）由主线向两侧分为两条线路，道岔各部件均按辙叉角平分线对称排列，两条连接线路的曲线半径相同，无直向或侧向之分，因此两侧线运行条件相同。优点增大导曲线半径缩短站坪长度（道岔长度）因此，对称道岔一般可在调车场头部或尾部铺设，必要时可将对称道岔与单开道岔混合使用。对称道岔三开道岔（three-wayturnout）当需要连接的线路较多，而地形又受到限制，不能在主线上连续铺设两个单开道岔时铺设。它是将一个道岔纳入另一个道岔内形成。三开道岔优点长度较短缺点尖轨削弱较多，转辙器使用寿命短两普通辙叉在主线内侧无法设置护轨，机车车辆沿主线不能高速运行。故这种道岔只有在地形允许以及需要尽量缩短线路连接长度的地方。交分道岔（slipswitch)两条线路相互交叉，列车不仅能够沿着直线方向运行，而且能由一直线转入另一直线，这种道岔叫交分道岔。交分道岔优点起两个道岔的作用，占地较短，列车通过时弯曲较少，走行平稳，速度可较高，瞭望条件也较好。缺点构造复杂，零件数量较多，维修较困难，一般仅在大编组站、旅客站或其他用地长度受限制的咽喉区采用。在正线上，由于通过列车速度较高，使用交分道岔安全性较差，也不好养护，故应尽量不用。电气化铁路区段交分道岔二、单开道岔的构造、几何尺寸构造（以单开道岔为例）单开道岔的组成（见下图）转辙器辙叉及护轨连接部分另外，道岔中所用的轨枕称为岔枕。单开道岔组成示意图1、转辙器引导机车车辆沿主线方向或侧线方向行驶主要组成：二基本轨；（主股直线，侧股折线或曲线）二尖轨；联结零件；道岔转换设备。（转辙机械：机械式和电动式）单开道岔转辙部分结构1—基本轨；2—尖轨；3—跟端结构；4—辙前垫板；5—滑床板；6—辙后垫板；7、拉杆；8—连接杆；9—顶铁；10—轨撑基本轨基本轨由标准断面的普通钢轨制成，通常采用与区间线路相同材质，相同型号的钢轨。普通道岔中基本轨不设轨底坡，提速道岔中设1:40的轨底坡。为防止基本轨横向移动，可在其外侧设置轨撑。基本轨轨头顶面一般进行淬火处理，以增强钢轨表面硬度，提高耐磨性并保持与尖轨良好的密贴状态。尖轨转辙器中的重要部件，依靠尖轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向.1.普通钢轨（贴尖式）或AT轨刨切而成（藏尖式）2．直线或曲线型3．尖轨逐渐承载，尖轨与基本轨之间有高差。4.尖轨跟端（辙跟）活接头、间隔铁鱼尾板式、弹性可弯式跟端结构（跟部局部削切）直线型尖轨：这类尖轨由普通钢轨刨切而成，其工作边为一直线，可用于左开或右开的单开道岔，制造简单，便于维修更换。缺点是轮缘对尖轨工作边的冲击力较大，列车产生摇晃，尖轨尖端也容易磨损，道岔较长，且尖轨尖端轨距加宽量较大，影响列车沿正线运行的平稳性。曲线型尖轨：工作边为一曲线。列车通过尖轨时，冲击角小于直线型尖轨的冲击角，尖轨磨耗较轻，列车运行也比较平稳。尖轨跟部与导曲线的衔接比较圆顺，导曲线半径可以增大，侧线通过速度可以提高，道岔全长较短。但左右开道岔不能通用，加工较复杂。尖轨按断面形状分类1、普通断面尖轨：用普通断面的钢轨加工制造而成。2、特种断面尖轨：高型特种断面尖轨：系用与基本轨同型等高的特种断面钢轨制成。其竖向和横向刚度都较大，适用于速度高、轴重大的线路上的道岔，见图5—11。矮型特种断面尖轨：系用较同型基本轨低的特种断面钢轨制成。其竖向和横向刚度比高型特种断面尖轨小，但由于高度较低，所以稳定性较好。我国铁路道岔现在大量使用的弹性可弯尖轨就是这一种(a)高型(b)矮型特种断面钢轨尖轨顶面降低示意图贴尖式尖轨藏尖式尖轨尖轨跟端构造目前我国的单开道岔上主要采用夹板间隔铁式和弹性可弯式两种形式。⒈夹板间隔铁式：这种结构是由间隔铁、弯折夹板、辙跟外轨撑、辙跟内轨撑和异径螺栓（或螺栓套管）等组成。如图5—13。⒉弹性可弯式：弹性可弯式尖轨跟端构造，如图5—14。尖轨跟端用普通钢轨接头与导曲线钢轨接头联结，因而稳定性较好。为实现尖轨的扳动，在尖轨跟端前2～3根岔枕处，把尖轨两侧轨底切掉一部分，使轨底与轨头同宽，形成弹性可弯段。在靠近跟端的弹性可弯段之末端，用间隔铁与基本轨相连，以保持间距。此种构造形式，适用于矮型特种断面尖轨，我国铁路现行的AT型尖轨，即采用了这种构造，效果良好。尖轨跟端构造尖轨跟端间隔铁鱼尾板式跟端结构限位器（无缝道岔跟部轨腰）联接零件滑床板（承托尖轨和基本轨的滑床板）顶铁（尖轨刨切部位紧贴基本轨，而在其它部位则依靠安装在尖轨外侧腹部的顶铁，将尖轨承受的横向水平力传递给基本轨，以防止尖轨受力时弯曲，并保持尖轨与基本轨的正确位置。）􀁺拉杆和连接杆（道岔拉杆连接两根尖轨，并与转敷设备相连，以实现尖轨的摆动，故又叫转辙杆。连接杆为连接两根尖轨的杆件，其作用是加强尖轨间的联系，提高尖轨的稳定性。）轨撑（用以防止基本轨倾覆、扭转和纵横向移动的轨撑，安装在基本轨的外侧。它用螺栓与基本轨相连，并用两个螺栓与滑床板连结。提速道岔中无，扣件压力足够大。--德国高速道岔也无。）。转撤机械机械式和电动式（种类）。道岔转换设备必须具备转换（改变道岔开向）、锁闭（锁闭道岔，在转辙杆中心处尖轨与基本轨之间，不允许有4mm以上的间隙）和显示（显示道岔的正位或反位）等三种功能。密贴检查器、融雪设备等。2、辙叉及护轨（一）辙叉组成：叉心、翼轨、联接零件(见下图)辙叉组成示意图辙叉辙叉是用于轨线平面交叉的设备，设置于道岔侧线与道岔主线钢轨的相交处，由心轨、翼轨及有关配件组成。⑴前开口：辙叉趾端处两个工作边之间的宽度；⑵后开口：辙叉跟端处两个工作边之间的宽度；⑶辙叉咽喉：两根翼轨之间的最窄处；⑷辙叉理论中心（理论尖端）：叉心两工作边延长线的交点；⑸辙叉实际尖端：实际的辙叉心轨尖端有6～10mm的宽度，此处称之为辙叉心轨实际尖端；⑹辙叉“有害空间”：由咽喉至实际尖端的距离，因轨线中断，车轮在此处对钢轨产生剧烈冲击，此空间称为辙叉的“有害空间”；⑺辙叉趾长：由辙叉理论尖端至辙叉趾端的距离；⑻辙叉跟长：由辙叉理论尖端至辙叉跟端的距离；⑼辙叉全长：由趾端至跟端沿一股轨道线量取的长度；⑽辙叉角：辙叉心轨两工作边（工作边为曲线时，为其切线）的交角；⑾辙叉号数：辙叉号数也称道岔号数，是表示辙叉角大小的一种方法。因为辙叉角是以度、分、秒表示的，运用不方便，故在实际工作中都以辙叉号数N表示。辙叉（二）辙叉分类1．按平面形式分类直线辙叉、曲线辙叉2．按结构分类固定辙叉、可动心轨辙叉直线式固定辙叉整铸辙叉（高锰钢）钢轨组合式辙叉（贝氏体）整铸辙叉组合辙叉组合辙叉辙叉角α概念叉心两侧的作用边之间的夹角与道岔号数N之间的关系N=cotα我国道岔号数一般有7，9，12，18，30，38号等，国外还有非整数号的道岔，如德国的15.3号道岔。(法国65)叉心和翼轨叉心：理论尖端（叉心两侧作用边交点，也是辙叉理论中心）、实际尖端：尖宽6～10mm翼轨：咽喉（两翼轨最小间距处－－作用边开始弯折处。）叉心和翼轨相对高度当车轮沿翼轨向叉心方向滚动时，由于车轮踏面是锥形的，车轮逐渐下降，当车轮离开翼轨完全滚到心轨后，又恢复到原来的高度，因此，产生了垂直不平顺。为了消除垂直不平顺，并防止心轨在其前端断面过分削弱部分承受车轮荷载，采用了提高翼轨顶面和降低心轨前端顶面的做法，使翼轨和心轨顶面之间保持必要的相对高差。整铸辙叉顶面对高锰钢整铸辙叉，规定叉心顶面宽35mm及其以上部分承受全部车轮压力，而在20mm及其以下部分则完全不客观存在压力。因此，将翼轨顶面从辙叉咽喉到叉心顶宽35mm一段以堆焊法加高。为防止车轮撞击心轨尖端，应使该处叉心顶面低于翼轨顶面35mm，如下图组合辙叉顶面对钢轨组合式辙叉，规定叉心顶面40mm及其以上部分承受全部车轮压力，而在30mm及其以下部分则完全不受压力。由于在工厂制作时堆焊翼轨有困难，因此，采用降低心轨顶面的方法，保持必要的相对高差，如下图有害空间辙叉咽喉翼轨作用边开始弯折处（最窄）有害空间从辙叉咽喉至实际尖端之间一段轨线中断的空隙道岔号数越大，辙叉角越小，有害空间越大。辙叉长度（辙叉全长）长度（不含轨缝宽）＝m+n=后长＋前长辙叉趾距n――趾端（前）距理论中心距离辙叉跟距m――跟端距理论中心距离前开口Pn――辙叉趾端翼轨作用边间的距离后开口Pm――辙叉跟端叉心作用边间距护轨护轨设于固定辙叉的两侧，用于引导车轮轮缘，使之进入适当的轮缘槽，防止与叉心碰撞。护轨由中间平直段，两端缓冲段和开口段组成，见下图。平直段实际起防护作用缓冲段及开口段将车轮平顺地引入护轨平直段，缓冲段的冲击角应与列车允许的通过速度相配合护轨的防护范围辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并有适当的富余可动辙叉可动心轨式辙叉可动翼轨式辙叉活动叉心后两种结构复杂，稳定性差，一般很少采用，我国160km/h以上的道岔均采用可动心轨式辙叉。可动心轨辙叉心轨可动，翼轨固定。心轨的转换与转辙器同步，包括两根翼轨、长心轨、短心轨、转换设备及各种联结零件。包括钢轨组合型及锰钢型可动心轨辙叉两大类。可动心轨结构可动心轨道岔图心轨跟部结构铰接式和弹性可弯式两种。铰接式跟端结构跟端通过高强螺栓固定在翼轨上的间隔铁能保证心轨与翼轨的相对位置，并传递水平力。这种撤叉便于铸造，转换力较小，可以保持原有固定式辙叉的长度。铺设这种可动心轨辙叉时不致引起车站平面的变动，因此，尤其适用于既有线站场的技术改造。但是在辙叉范围内出现活接头（钢轨接头），不如弹性可弯式结构稳妥可靠。弹性可弯式跟部结构两种型式：（1）心轨的一肢跟端为弹性可弯式，另一端为活动铰接式；（2）心轨的两肢均为弹性可弯式。前一种结构不仅联结可靠，而且构造简单，辙叉转换力也较小，我国研制的可动心轨辙叉选用的就是这种型式。后一种结构在转换时长短心轨接合面上将产生少量的相对滑动，这种心轨较长（线型、易板动），且转换力要求较大（高速道岔）。3、连接部分直轨，曲线钢轨（形成导曲线－我国为圆曲线，一般不设缓和曲线）导曲线：无超高（长度及限界限制）（为防轨距扩大，可加轨撑、轨距拉杆或防爬设备）轨底坡：无（普通）有（提速）连接部分一般配置8根钢轨，直股连接线4根，曲股连接线4根。配轨时要考虑轨道电路绝缘接头的位置和满足对接接头（尽量）的要求，并尽量采用12.5m或25m的标准钢轨。连接部分使用的短轨，一般不短于6.25m，在困难的情况下，不短于4.5m。道岔连接部分我国9，12及18号92型单开道岔连接部分的配轨如下图，尺寸如下表。标准道岔的配轨尺寸4、岔枕木、混凝土岔枕特点：长―260cm～480cm（或490-混凝土），级差20cm（或10-混凝土），断面大，顶面平直。为减少道岔上出现过多的