国家铁道试验中心用乘越式辙叉曲线道岔的研究与设计

王 猛，谷玉忠，刘天有，葛 晶，姜保林

(1.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;2.汝州郑铁三佳道岔有限公司，河南汝州 467535;3.中国铁道科学研究院国家铁道试验中心，北京 100015)

1 工程概述

为了很好地解决列车上下环形试验线的问题，铁科院最早在1988年研制了乘越式辙叉曲线道岔。2008年至2011年，为了配合国家铁道试验中心的改扩建工程，研制了3组新型的乘越式辙叉曲线道岔。该种类型道岔采用乘越式辙叉，其特点是:列车直向通过时，辙叉为连续的钢轨;列车侧向通过时，可动心轨和可动翼轨的配合可以实现列车侧向通过辙叉。相比普通固定型辙叉，乘越式辙叉可以消除辙叉有害空间，提高道岔使用寿命，缺点是道岔侧向通过速度有限制。道岔的运营条件为:列车主线最高速度≤200 km/h，侧线最高速度≤10 km/h，轴重≤25 t。

从平面线型到结构设计，从部件制造到现场铺设，该道岔的研制是在总结最早乘越式辙叉曲线成功运营的基础上、充分吸取了我国客运直向道岔成功研制经验的基础上进行的。

该种类型乘越式辙叉曲线道岔一共研发制造了3组，一组铺设于2008年4月，另外两组铺设于2011年4月，如图1所示。

2 道岔平面线型和平面布置

2.1 平面线型

三组乘越式辙叉曲线道岔相关平面线型参数见表1。

图1 乘越式辙叉曲线道岔

表1 三组乘越式辙叉曲线道岔相关平面线型参数

两组单式异侧道岔尖轨采用半切线型曲线尖轨。尖轨曲线的理论起点与基本轨相切，沿尖轨一定宽度的断面处做斜切，斜切长度为200～300 mm。尖轨尖端藏尖3 mm。单式同侧道岔尖轨采用相离半切线型曲线尖轨，相离值为12 mm，其目的是为了主线和侧线在同一侧时，加大尖轨厚度，提高尖轨耐磨性。在尖轨顶宽1.6 mm处向前200 mm范围内做斜切，尖轨尖端藏尖3 mm。

三组道岔尖轨非工作边与基本轨配合段取直，方便尖轨的加工制造和道岔的铺设养护。

2.2 平面布置

2.2.1 岔枕的选型和布置

岔枕的截面采用与客运专线道岔相同的岔枕截面，如图2所示。

图2 岔枕截面示意(单位:mm)

道岔在牵引点两侧采用混凝土岔枕，电务转换设备设置在两岔枕之间，牵引点处岔枕间距为650 mm，牵引点两侧的岔枕间距为575 mm，其与岔枕间距为600 mm。岔枕铺设时均指向环形圆心方向，岔枕间距为环形外轨轨距线尺寸。

2.2.2 转辙器部分尺寸(见表2)

表2 三组乘越式辙叉曲线道岔转辙器部分尺寸

2.2.3 辙叉部分尺寸

辙叉部分采用乘越式辙叉结构，如图3所示。

列车通过道岔主线时，可动翼轨与可动心轨分开，列车走行基本轨，不通过辙叉结构，以减少对列车的冲击，从而对环形试验极为有利。列车通过道岔侧线时，可动翼轨与可动心轨闭合，可动翼轨和可动翼轨顶面跨越基本轨。三组道岔辙叉部分相关尺寸见表3。

图3 乘越式辙叉结构示意

表3 三组乘越式辙叉曲线道岔辙叉部分尺寸

3 道岔结构特征

3.1 转辙器结构特征

1)尖轨采用60AT钢轨制造，材质与区间线路钢轨相同，轨头表面不淬火。尖轨跟端锻压成标准60 kg/m钢轨断面，过渡段和成型段的长度分别为150 mm和450 mm。尖轨采用藏尖式结构，藏尖深度3 mm。侧线尖轨不设轨底坡或轨顶坡。

2)基本轨采用CHN60钢轨，材质与区间线路钢轨相同，设置1∶40的轨底坡。

3)尖轨跟端的传力结构采用间隔铁结构，如图4所示。

4)尖轨滑床板部分采用弹片扣压基本轨。为防止尖轨在列车通过时跳动，加设了尖轨防跳装置。

5)尖轨设两个牵引点，采用分动外锁闭结构。

图4 转辙器跟端采用间隔铁结构

3.2 辙叉结构特征

1)辙叉采用乘越式辙叉结构，如图5所示。辙叉由可动翼轨、可动心轨和基本轨构成，该种结构辙叉可以在列车直向通过时减少对列车和轨道结构的冲击。

图5 乘越式辙叉结构示意

2)如图3所示，辙叉部分铁垫板采用可拆卸式滑床板，方便基本轨的维修更换。

3)可动翼轨设两个牵引点，第一牵引点设外锁闭装置，第二牵引点为转辙机内锁闭。可动心轨设一个牵引点，为转辙机内锁闭。

4)单式异侧不对称道岔侧股设置护轨，护轨由43 kg/m钢轨制造。单式同侧道岔侧股不设护轨。

3.3 扣件系统结构特征

扣件系统参照客运专线道岔扣件系统设计，不同之处是铁垫板和弹性垫层不硫化为一体式结构。

1)结构为带铁垫板的弹性分开式结构，铁垫板上部结构为有螺栓扣件系统(参见图6)。

图6 扣件系统示意

2)挡肩与钢轨轨底间设轨距块用于调整和保持轨距。

3)钢轨与铁垫板间橡胶垫板主要起缓冲冲击作用，铁垫板与混凝土岔枕间设弹性垫层，以发挥系统弹性作用。

4)铁垫板与混凝土岔枕采用螺栓与预埋套管配合紧固方式联结。

5)铁垫板与螺栓间设置复合定位套，用以缓冲铁垫板对螺栓的横向冲击，同时使螺栓紧固时对铁垫板不产生较大的压力，有利于充分发挥铁垫板下弹性垫层的弹性。

6)复合定位套与螺栓间设缓冲调距块，既缓冲铁垫板对螺栓的横向冲击，又可通过调整铁垫板位置调整轨距。

7)轨距的调整采用轨距块与铁垫板相结合的方式，调距量为－8 mm～+4 mm。滑床板调距量为－4 mm～+2 mm(调距主要通过铁垫板钉孔内的缓冲调距块实现)。

3.4 岔枕结构特征

岔枕截面和结构参照客运专线道岔岔枕设计，采用整体式长岔枕结构。岔枕最短长度2.43 m，岔枕最大长度4.85 m，按0.10 m或0.15 m进级设计。为提高道岔的组装精度，制造轨枕时须严格控制钉孔距的公差。

4 结语

环形试验线主线试验任务繁重，经过的列车也相对较多，而进出环形的机会相对较少。乘越式辙叉曲线道岔相比普通固定型辙叉，消除了有害空间;相比可动心轨辙叉结构较为简单，辙叉直向使用寿命等同于区间线路。在环形试验线进出环的地方使用乘越式辙叉道岔可以充分利用该种类型道岔特点，从而对环形试验线主线有利。

［1］王树国．客运专线60 kg/m钢轨18号有砟道岔研究进展［J］．铁道建筑，2008(1):79-83．

［2］王猛，范佳．客运专线60 kg/m钢轨18号道岔有砟岔枕的研究与设计［J］．铁道建筑，2008(1):85-88．

［3］田吉临，顾培雄，林吉生.60AT10.5DB乘越式辙叉曲线道岔设计图(研线8801)［Z］．北京:铁道部科学研究院，1988．

［4］铁道部第三设计院．道岔设计手册［M］．北京．人民铁道出版社，1987．