第四章道岔.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第四章道岔.精品文档.第一节 道岔的功用及类型道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备，是铁路轨道的一个重要组成部分。由于道岔具有数量多、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。它的基本形式有三种：即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等，如图4-1所示。交叉渡线交分道岔图4-1 道岔类型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

2、直线，侧线由主线向左侧（称左开道岔）或右侧（称右开道岔）岔出，其数量占各类道岔总数的90%以上。单开道岔构造相对简单，具有一定代表性，了解和掌握这种道岔的基本特征，对各类道岔的设计、制造、铺设、养护均有十分重要的意义。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

3、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，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。三开道岔由一组转辙器、运行条件较差，非十分困难时，不轻宜采用。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

4、要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。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。第二节 单开道岔的构造概 述 单开道岔由转辙器、辙叉及护轨、连接部分组成，如图4-2所示。图42 单开道岔组成 单开道岔以它的钢轨每米质量及道岔号数区分类型。目前我国的钢轨有75kg/m、60kg/m、50kg/m、45kg/m和43kg/m等类型，标准道岔号数（用辙叉号数来表示）

5、有6、7、9、12、18、24号等，其中6、7两号仅用于厂矿企业内部铁路或驼峰下，其它各号则适用于铁路正线和站线，并以9号及12号最为常用。在侧线通过高速列车的地段，则需铺设18号、24号等大号码道岔。目前我国铁路干线上大量使用着60kg/m钢轨固定型辙叉的12号单开道岔。为适应既有线提速改造的要求，我国自行设计、制造的新型60kg/m钢轨12号提速道岔已基本达到了国际先进水平，是我国高速道岔的雏形第二节 单开道岔的构造二、 转辙器单开道岔的转辙器，是引导机车车辆沿主线方向或侧线方向行驶的线路设备，由两根基本轨、两根尖轨、各种联结零件及道岔转换设备组成。（一）基本轨基本轨是用一根12.5m或2

6、5m标准断面的普通钢轨制成，主股为直线，侧股按转辙器各部分的轨距在工厂事先弯折成规定的折线或采用曲线型。通常，道岔中不设轨底坡，为改善钢轨的受力条件，提速道岔中基本轨设有1：40轨底坡。基本轨除承受车轮的垂直压力外，还与类轨共同承受车轮的横向水平力。为防止基本轨的横向移动，可在其外侧设置轨撑，为了增加钢轨表面硬度，提高耐磨性并保持与尖轨良好的密贴状态，基本轨头顶面一般还进行淬火处理。 （二）尖轨尖轨是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，尖轨在平面上可分为直线型和曲线型。我国铁路的大部分12号及12号以下的道岔，均采用直线型尖轨。直线型尖轨制造简单，便于更换，尖轨前端的

7、刨切效少，横向刚度大，尖轨的摆度和跟端轮缘槽较小，可用于左开或右开，但这种尖轨的转辙角较大，列车对尖轨的冲击力大，当轨尖端易于磨耗和损伤。我国新设计的12、18号道岔直向尖轨为直线型，侧向尖轨为曲线型。这种尖轨冲击角较小，导曲线半径大，列车进出侧线比较平稳，有利于机车车辆的高速通过。但曲线型轨制造比较复杂，前端刨切较多，并且左右开不能通用。曲线型尖轨又分为切线型、半切线型、割线型、半割线型四种，我国铁路主要采用半切线型和半割线曲线尖轨。图4-3 特种断面钢轨尖轨可用普通断面钢轨或特种断面钢轨制成。用普通断面钢轨制成的尖轨，一般在尖轨前端加补强板以增加其横向刚度。用特种断面钢轨制成的尖轨，其断面

8、粗壮、整体性强、刚度大，稳定性比普通断面钢轨好。与基本轨高度相同的称为高型特种断面，较矮者称为矮型特种断面，如图4-3。特种断面类轨还有对称与不对称、设轨顶坡和不设轨顶坡之分。为便于在跟端与连接部分联结，特种断面尖轨跟部要加工成普通钢轨断面。我国已广泛推广使用矮型特种断面钢轨（简称AT轨），取消了普通钢轨尖轨6mm抬高量，减小了列车过岔时的垂直不平顺，有利于提高过岔速度，同果可采用高滑床台扣住基本轨底，增加基本轨的稳定性和道岔整体性。 尖轨的长度随道岔号数和尖轨的型式不同而异，在我国铁路上，9号道岔的尖轨长度为6.25m,12号道岔直线型尖轨长度为7.7m,曲线型尖轨长充为11.311.5m,

9、18号道岔的尖轨长度为12.5m。为使转辙器正确引导列车的行驶方向,尖轨尖端必须细薄,且与基本轨紧密贴合,从尖轨尖端开始,尖轨断面逐渐加宽,其非作用边一侧与基本轨作用边一侧应紧密贴合,保证直向尖轨作用边为一直线,侧向尖轨作用边与导曲线作用边为一圆曲线。尖轨与基本轨的贴靠方式通常有两种，即贴尖式与藏尖式。当采用普通用这钢轨刨切时，为避免对基本轨和尖轨刨切过多，一般将头部经过铡切的尖轨置于较基本轨高出6的滑床板上，使尖轨叠盖在基本轨的轨底，形成贴尖式尖轨，如图4-4。基本轨轨颚不刨切，加工简单，备品方便。图4-4 贴尖式尖轨图4-5 藏尖式尖轨(mm)当采用矮型特种断面钢轨加工尖轨时，一般在轨头下

10、腭轨距线以下作1：3的斜切，使尖轨尖端藏于基本轨的轨距线之下，形成藏尖式结构。这样就保护了尖轨尖端不被车轮扎伤，并使尖轨在动荷载作用下保持良好的竖向稳定性，如图4-5所示。因基本轨轨颚需要刨切，要求基本轨与尖轨的刨切接触面良好，加工要求严格，并需备用曲、直基本轨。为保证尖轨具有承受车轮压力的足够强度，规定尖轨顶宽50mm以上部分方能完全受力，而在当轨顶宽20mm以下部分，则应完全由基本轨受力。尖轨顶宽2050mm的部分，为车轮轮载转移的过渡段。为此，尖轨与基本轨之间应保持必要的轨顶面相对高差，对尖轨各个断面的高度都有具体的规定。图4-6 顶面高出基本轨的尖轨当用普通断面钢轨制作尖轨时，为了减少

11、尖轨轨底的刨切量，将尖轨较基本轨抬高6mm，如图4-6所示。这时尖轨尖端较基本轨顶面低23mm，可以避免具有最大垂直磨耗的车轮轮缘爬上尖轨。尖轨顶宽20mm以下部分完全由基本轨受力。在尖轨整断面往后的垂直刨 切终点处，尖轨顶面高出基本轨顶面6mm，尖轨顶宽50mm以下部分完全由尖轨受力。图4-7顶面与基本轨等高的尖轨（mm）当采用高型或矮型特种断面钢轨加工尖轨时，尖轨顶宽50mm以后部分与基本轨是等高的，尖轨顶宽2050mm这一段为过渡段，如图4-7所示。尖轨与导曲线钢轨连接的一端称尖轨跟端。尖轨的跟部结构必须保证尖轨能根据不同的转辙要求在平现上左右摆动，又要坚固稳定，制造简单，维修方便。 我

12、国的道岔主要采用间隔铁鱼尾板式和弹性可弯式跟端结构。间隔铁鱼尾板式结构主要由间隔铁、跟端板及联结螺栓等组成，如图4-8所示。这种结构零件较省，尖轨扳动灵烽，但稳定性较差，容易出现病害。在新设计的60kg/m钢轨12号道岔及大号码道岔上采用了弹性可弯式尖轨跟部结构。弹性可弯式尖轨在跟端前23根轨枕处，将轨底削去一部分，使与轨头同宽，形成柔性部位，使尖轨具有能从一个位置扳动到另一位置足够的弹性。提速道岔中未对尖轨跟端轨底作刨切，虽增加了尖轨的扳动力，但有利于保持尖轨跟端强度。在跨区间无缝线路中，为限制尖轨尖端的伸缩位移，在尖轨跟部的基本轨和尖轨轨腰上可安装如图4-9所示的限位器结构，将过大的温度力

13、传递给外侧基本轨。图4-8间隔铁鱼尾板式跟端结构图4-9限位器结构（三）转辙器上的零、配件1滑床板在整个尖轨长度范围内的岔枕面上，有承托尖轨和基本轨的滑床板。滑床板有分开式和不分开式两类，不分开式用道钉将轨撑、滑床板直接与岔枕联结；分开式是轨撑由垂直螺栓先与滑床板联结，再用道钉或螺纹道钉将垫板与岔枕联结。尖轨放置于滑床板上，与滑床板间无扣件联结 2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，轨撑有双墙式和单墙式之分。提速道岔中由于扣件扣压力足够大，未设轨撑。3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当轨外侧腹部

14、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。 4各种特殊形式的垫板如铺设在洒轨之前的辙前垫板和之后的辙后垫板；铺设在洒轨尖端和尖轨跟端的通长垫板；为保持导曲线的正确位置而设置的支距垫板等。5道岔拉杆和连接杆道岔拉杆连接两根尖轨，并与转辙设备相连，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。6转辙机械最常用的道岔转换设备的种类有机械式和电动式。若按操纵方式分类，则有集中式和非集中式两类。机械式转换设备可以为集中式或非集中式，电动式转换设备则为集中式。道岔转换设备必须具备转换（改变道岔开

15、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。第二节 单开道岔的构造三、辙叉及护轨辙叉是使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备。辙叉由叉心、翼轨和联结零件组成，按平面型式分，辙叉有直线辙叉和曲线辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和活动辙叉两类，单开道岔上，直线式固定辙叉最为常用。（一）固定辙叉直线式固定辙叉分两种，即整铸辙叉和钢轨组合式辙叉。整铸辙叉是用高锰钢浇铸的整体辙叉，如图4-10所示。高锰钢是一种锰碳含量均较高的合金钢（含锰12.5%，碳1.2%），具有较高的强度、良好的冲击韧性，经热处理后，在冲击荷载作用下，会很

16、快产生硬化，使表面具有良好的耐磨性能，同时，由于心轨和翼轨同时浇铸，整体性和稳定性好，可以不设辙叉垫板而直接铺设在岔枕上。这种辙叉还具有使用寿命长，养护维修方便的优点。钢轨组合式辙叉是用钢轨及其它零件经刨切拼装而成的，它由长心轨、短心轨、翼轨、间隔铁、辙叉垫板及其它零件组成，如图4-11所示。辙叉是由长、短心轨拼装而成，长心轨庆铺设在正线或运量较大的线路方向上，为尽可能保持长心轨断面的完整，而将短心轨刨去一部分，使短心轨轨底叠盖在长心轨轨底上，以保持叉心的坚固稳定。这种结构取材容易，无特殊工艺要求，加工制造方使。但这种结构零件多，养护工作量大，目前我国正线上已很少使用。图4-10整铸辙叉图4-

17、11组合辙叉叉心两侧作用边之间的角称辙叉角，其交点称辙叉理论中心（理论尖端）。由于制造工艺原因，实际上辙叉尖端有610mm宽度，称辙叉实际尖端。辙叉角愈小，道岔号数N愈大，两者之间的关系为： (41)我国道岔号数与辙叉角的对应值见表41。表41道岔号数与辙叉角的关系翼轨由普通钢轨弯折刨切而成，用间隔铁及螺栓和叉心联结在一起，与辙叉间形成必要的轮缘槽，引导车轮行驶。翼轨作用边开始弯折处称为辙叉咽喉，是两翼轨作用边之间的最窄距离，从辙叉咽喉至实际尖端之间，有一段轨线中断的空隙，称道岔的“有害空间”，如图4-12所示。道岔号数愈大，辙叉角愈小，有害空间愈大。车轮通过较大的有害空间时，叉心容易受到撞击

18、，为保证车轮安全通过有害空间，必须在辙叉相对位置的两侧基本轨内侧设置护轨，借以引导车轮的正确行驶方向。图412 辙叉组成单开道岔中，辙叉角小于90，所以将这类辙叉称之为锐角辙叉。单开道岔辙叉从其趾端到跟端的长度FA或EB，称辙叉全长。从辙叉趾端到理论中心的距离FO或EO，称辙叉趾距，用n表示，从辙叉跟端到理论中心的距离AO或BO，称辙叉跟距，用m表示。辙叉趾端翼轨作用边间的距离EF和辙叉跟端叉心作用边间距AB，分别称辙叉前开口Pn及辙叉后开口Pm。我国常用的标准道岔的辙叉尺寸见表42。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

19、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，将翼轨顶面做成1:20的横坡，使翼轨和心轨顶面之前何持必要和相对高差。表42标准辙叉尺寸(mm)对高锰钢整铸辙叉，规定叉心顶面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，如图4-13所示。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

20、。由于在工雨季制作时堆焊翼轨有困难，因此，采用降低心轨顶面，如图414所示的力法，保持必要的相对高差图4-13整铸辙叉顶面图4-14组合辙叉顶面护轨设于固定撤叉的两侧，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。目前我国道岔的护轨类型主要有钢轨间隔铁型、H型和槽型三种。护轨的防护范围，应包括辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并要求有适当的余裕。辙叉护轨由中间症直段、两端缓冲段和开口段组成，如图415所示。护轨平直段是实际起着防护作用和部分，缓冲段及开口段起着将车轮平顺地引入护轨平直段的作用。缓冲段的冲击角应与列车允许的通过速度相配合。图415护轨（二）可动辙叉可动辙叉是指辙叉个

21、别部件可以移动，以何证列车过贫时轨线的连续，消除固定辙叉上存在的有害空间，并可取消护轨，同时辙叉在纵断面上的几何下平顺也可以大大减少，从而显著地降低辙叉部位的轮轨相互作用，提高运行和平稳性，延长辙叉的使用寿命。长期的运营实践表明，可动心轨辙叉的使用寿命为同型号高锰钢整铸辙叉的69倍，养护维修工作量减少40%，大大减少了机车车辆通过时的冲击力，提高了过岔容许速度及施行舒适度。可动辙叉有三种型式。1.可动心轨式辙叉可动心轨式辙叉中心轨可动，翼轨固定。这种辙叉结构的优点是列车作用于心轨和横向力能直接传递给翼轨，保证了辙叉的横向稳定性。由于心轨的转换与转辙器同步，不会在误认进路时发生脱轨事故，故能保证

22、行车安全。缺点是制造比较复杂，并较固定式辙叉长。 可动心轨辙叉包括两根翼轨、长心轨、短心轨、转换设备及各种联结零件。包括钢轨组合型可动心轨辙叉及锰钢型可动心轨辙叉两大类。心轨跟端有铰接式和弹性可弯式两种。铰接式心轨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，并传递水症力。这种辙叉便于铸造，转换言之力较少，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，不如弹性可弯式结构稳妥可靠。 弹性可弯式跟部结构有两种型式，即心轨的一肢跟端为弹性可弯式，另一端为活动铰接式；或是心轨的两肢均为弹性

23、可弯式。前一种结构不仅联结可靠，而且构造简单，辙叉轨换力也较小，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，且转换力要求较大。2.可动翼轨式辙叉这类结构中心轨固定，翼轨可动，又可分为单侧翼轨可动或双侧翼轨可动两种型式。这类辙叉可以设计成与既有固定辙叉互换的尺寸，铺设时可以避免引起站场平面的变动，同时又满足了消灭有害空间的要求，缺点是可动翼轨的横向稳定性较差，翼轨的固定装置结构复杂。 图4-1可动心轨式 提速道岔辙叉结构3.其它消灭有害空间的辙叉型式，如德国的UIC60型钢轨道岔，就是用滑动的滑块填塞辙叉轮缘槽我国从1972年开

24、始，先后在一些主要干线上试铺了12号弹性可弯式心轨活动辙叉道岔，其中技术含量最高的为可动心轨式提速道岔，如图416所示。其直向通过速度可达到160km/h，并可用于跨区间无缝线路中，该道岔采用长翼轨结构，心轨末端与翼轨间采用间隔铁及高强度螺栓联结，区间温度力可通过间隔铁的摩阻力在长心轨与翼轨间传递。长心轨跟端为弹性可弯式，短心轨跟端为滑动端。直向不设护轨，侧向因防止心轨侧面磨耗影响直股密贴设置有防磨护轨。长短心轨均用60AT轨制造，长心轨第一牵引点在轨底下部设有转换凸缘。翼轨用60kg/m普通钢轨制造，对应长心轨专换凸缘部位，翼轨内侧轨底需进行刨 切，为此在外侧轨腰上设有补强板，下部设有桥板，

25、来保证翼轨强度。提速道岔为我国主要干线普遍提速作出了巨大贡献。四、连接部分连接部分是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（亦称为导曲线）。直股连接线与区间线路构造基本相同。导曲线的平面形式可以是圆曲线、分缓和曲线或变曲率曲线。我国目前铁路上铺设的道岔导曲线均为圆曲线，当转辙器尖轨或辙叉为曲线型时，尖轨或辙叉本身就是导曲线的一部分，确定导曲线平现形式时应将尖轨或辙叉平面一并考虑。圆曲线两端一般不设缓和曲线。导曲线由于长度及限界的限制，一般不设超主和轨底坡。图417 道岔连接部分为防止导曲线钢轨在动荷载作用下的外倾及轨距扩大，可设置一定数量的轨撑或轨距拉杆。还可同区间线路一样设置

26、一定数量的防爬器及防爬木撑，以减少钢轨的爬行。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的要求，并尽量采用12.5m或25m长的标准钢轨。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。我国标准的9、12及18号道岔连接部分的配轨如图417所示，尺寸见表43。表43标准道岔的配轨尺寸五、岔枕在我国铁路上，岔枕经使用木枕主主，近年来还设计和试铺了混凝土岔枕及钢岔枕。木岔枕断面和普通木枕基本相同，长度分为12级，其中最短的为2.60m,最长的为4.80m,级差为0.20m,采用螺纹道钉与垫板联结。钢筋混凝土岔

27、枕最长者为4.90m，级差为0.10m。混凝土岔枕与型混凝土枕具有相当的有效支承面积，采用无挡肩形式，岔枕顶面平直，岔枕中还预埋有塑料套管，依靠扣件摩擦及旋入套管中的道钉承受横向荷载，按7mm配筋。为了不让转换设备占用枕木空间，适应大型养路机械设备的需要，提速道岔中还设计并采用了钢岔枕。钢岔枕内腔应满足电务转换设备的安装要求，同时考虑允许尖轨或心轨15mm的伸缩量。钢岔枕外宽要控制，以保证与相邻岔枕间形成足够的捣固空间。钢岔枕自身还应有足够的刚度，在轮载作用下尽可能减小挠度，保证为上部构件及转换设备提供良好的支承条件。钢岔枕与垫板、外锁闭设备间设有绝缘部件。钢岔枕底部焊有不规则条块。增大与道床

28、间的摩擦系数。 为使道岔的轨下基础具有均匀的刚性，道岔的间距应尽可能保寺一致。转辙器和辙叉范围内的岔枕间距，通常采用(19)倍区间线路的枕木间距。设置转辙杆的一孔，其间距应当适当增大。道岔钢轨接头处的岔枕间距应与区间线路同类型钢轨接头处轨枕间距保持一致，并使轨颖位于间距的中心。 铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕，均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的方向。岔枕的间距，在转辙器部分接直线上股计量，在导曲线及转向过流段按直线下股计量，在辙叉部分按角平分线计量。为改病况列车直向过岔时的运行条件，提速道岔

29、中所有的岔枕均按垂直于直股方向布置，间距均匀一致均为600mm。岔枕长度在道岔各个部位差别很大。岔枕端部伸出钢轨工作边的距离M应与区间线路基本保持一致， 按M值要求计算出的岔枕长度各不相等，为减少道岔上出现过多的岔枕长度级别，需要集中若干长度相近者为一组，误差不应超过岔枕标准级差的二分之一。第三节 单开道岔的几何尺寸一、道岔各部分轨距直线轨道的轨距为1435mm，曲线轨道应根据曲线半径、运行速度及机车车辆的通过条件等因素来决定。单开道岔中，需要考虑的轨距加宽部位有：基本轨前接头处轨距、尖轨尖端轨距、尖轨跟端直股及侧股轨距、导曲线中部轨距、导曲线终点轨距。道岔各部分的轨距，按机车车辆以正常强制内

30、接条件加一定的余量，计算公式为：根据对我国铁路上使用的各种机车车辆的检算，我国铁路标准道岔上各部分的轨距值见表44。表44 标准道岔部分的轨距尺寸(mm)道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。尖轨尖端的轨距加宽，应按不大于6和递减率向尖轨外方递减。和差数，应在尖轨范围内均匀递减。导曲线中部轨距加宽和递减距离，至导曲线起点为3m，至导曲线终点为4m。尖轨跟端直股轨距和递减距离为1.5m。我国新设计道岔中，如提速道岔，除尖轨尖端宽2mm处因刨切引起的轨距构造加宽外，其余部分轨距1435mm。道岔各部分的轨距应符合标准规定，如有误差，不论是正线、到发线、站线或专用线，一律不超

31、过+3mm或-2mm，有控制锁的尖轨尖端不超过1mm，较一般轨道有更严格的要求。同时还需要考虑岔轨距在列车作用下将有2mm的弹性扩张，由此可以计算出道岔各部分的最小、正常和最大轨距值。二、转辙器几何尺寸道岔转辙器上需要确定的几何尺寸主要有最小轮缘槽和尖轨动程。（一）尖轨和最小轮缘槽图4-18 曲线尖轨轮缘槽当使用用曲线尖轨直向过岔时，应何证在最不利条件下，即具有最小宽度和轮对一侧车轮轮缘紧帖直股尖轨时，另一侧车轮轮缘能顺利通过而不冲击尖轨的非工作边，如图4-18所示。此时，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，称曲线尖轨的最小轮缘槽。要保证轮对顺利通过该轮缘槽，而不以轮对和

32、轮缘撞击尖轨的非工作边，轮缘槽的宽度应取以下最不利组织时的数值：（43）式中为曹尖轨突出处直向线路轨距的最大值，计算时还应考虑轨道和弹性扩张和轨道公差。 我国实际采用的68mm，同时也是控制曲线尖轨长度和因素之一，为缩短尖轨长度，不宜规定得过宽，根据经验可减少至65mm。对于直线尖轨来主，发生在尖轨跟端。尖轨跟端轮缘槽应不小于74mm。图419 直线尖轨尖端与跟端这时跟端支距，如图419 所示。b为尖轨跟端钢轨头部的宽度。取b=70mm，代入有关数据，可得yg=144mm。（二）尖轨动程d0尖轨动程为尖轨端非作用边与甘基本轨作用边之间的拉开距离，规定在距尖轨尖端380mm的第一根连接杆中心处量

33、取。尖轨动程应保证尖轨扳开后，具有最小宽度的轮对对尖轨非作用边不发生侧向挤压。曲线尖轨的动程由、曲线尖轨最突出处的钢轨顶宽、曲线半径R等因素确定。对直线尖轨要求尖轨尖端开口不小于。由于目前各种转辙机的动程业已定型，故尖轨和动程应与转辙机和动程配合。目前大多数转辙机和标准动程为152mm，因此铁路线路修规则规定：尖轨在第一连杆处和最小动程，直尖轨为142mm，曲尖轨为152mm。三、导曲线几何尺寸导曲线部分需要确定和几何尺寸，主要是导曲线外轨工作边上各点以直向基本轨作用边为横坐标轴和垂直距离，也称导曲线支距。它对正确设置导曲线并经常保持其圆顺度起着十分重要的作用。图420 导曲线支距计算导曲线支

34、距的方法有多种，下面以曲线尖轨、圆曲线型导曲线为例，进行计算。取直股基本轨上正对尖轨跟端的0点坐标原点，如图420所示。这时，导曲线始点的横坐标和支距分别为：(44）在导曲线和终点，其横坐标和支距则分别为： （45）令导曲线上个支距测点的横坐标为（依次为的整数倍），则其相应的支距为： （46）式中的可用下式近似公求得：（47）最后计算得到的yg，可用式（48）进行校核：（48）式中，K为导曲线后插直线长。四、辙叉及护轨几何尺寸（一）固定辙叉及护轨固定辙叉及护轨需要确定的几何形位主要是辙叉咽喉轮缘槽、查照间隔及护轨轮缘槽、翼轨轮缘槽和有害空间。1.辙叉咽喉轮缘槽辙叉咽喉轮缘槽确定的原则是保证具有

35、最小宽度的轮对一侧车轮缘紧巾基本轨时，另一侧车轮轮缘不撞击辙叉的翼轨如图4-21所示。这时最不利和组合为（49）考虑到道岔轨距允许和最大误并为3mm，轮对车轴弯曲后，内侧距减小2mm，取车辆轮为计算标准，则t168mm,t1不宜规定过宽，否则不必要地增大有害空间。图4-21 查照间隔2.查照间隔护轨作用边至必轨作用边和查照间隔确定的原则是具有最大宽度的办对通过辙叉时，一侧轮缘受护轨和引导，而另一侧轮缘不冲击叉心或滚入另一线。这时最不利和组合为：（410）考虑到国轴弯曲使轮背内侧距增大2mm，代入具体值，代入具体值，取（T+ d ）较车辆轮更大的机车轮为放算标准，求得护轨作用边至翼轨作用边的查照

36、间隔D2确定的原则是具有最小宽度的轮对直向通过时不被卡住，必须有：（411）代入具体值，取T较机车轮更小的车辆为计算标准，并考虑车辆轴上弯后轮对内侧距的减小值2mm，则显然，D1只能有正误差，不能有负误差，容许变化范围为1 3911 394mm，D2只能有负误差，不能有正误差，容许变化范围为1 3461 348mm。3.护轨中间平直段轮缘槽如图4-22所示，护轨中间平直段轮缘槽应确保不超出规定的容许范围，计算公式为：（412）式中，2mm为护轨侧面磨耗限度。为使车轮轮缘能顺昨进入护轨轮缘槽内，护轨平直段两端应分别设置缓冲段及开口段。终端轮缘槽tg2应保证有和辙叉顺喉轮缘槽相同的通过条件,即tg

37、1=t1=68mm。在缓冲段的外端，再各设开口段，开口段终端轮缘槽tg3应能保证线路距为最大允许值时，具有最小宽度的轮对能顺利通过，而不撞击护轨的终端开口，由此得tg3=1435-(1350+22-2)=86mm.实际采用tg3=90mm，用把钢轨头部向上斜切的方法而得到。护轨平直部分长，相当于辙叉咽喉起至叉心顶宽50处止，外加两侧各100-300。缓冲段长x1按两端轮缘槽宽计算确定，开口段长x2=150mm。4辙叉翼轨平直段轮缘槽根据图4-22， 辙叉翼轨平直段轮缘槽t2应保证两查照间距不超出规定的容许范围，计算公式为：图4-22护轨尺寸（413）采用不同的D1,D2组合，得到tw的变化范围

38、为4348mm5有害空间lh辙叉有害空间lh可采用下计算式（414）公式中，b1为叉心实际尖端长度，通常可取10 mm,因a较小，可近似采用下式（415）取t1=68mm,b1=10mm,则号、号及号道岔的有害空间分别为702mm、936mm及1404mm。（二）可动心轨辙叉及护轨可动心轨辙叉的主要几何形位有辙叉咽喉轮缘与翼轨端部轮缘槽。可动心轨辙叉与固定式辙叉不同，其咽喉宽度不能用最小轮背距和最小轮缘厚度进行计算，英明应根据转辙机的参数来决定。现有电动转辙机的动程为152mm，调整密贴的调整杆的轴套摆度最小可达90mm，因此，可动心轨辙叉咽喉的理论宽度不应小于90mm，并不大于152mm。现

39、已使用的60钢轨12号可动心轨辙叉中，这个数值采用120mm。翼轨端部的轮缘槽宽度不应小于固定式的辙叉咽喉宽度，一般采用大于90mm。若可动心轨辙叉中设置有防磨护轨，护轨轮缘槽确定的原则为确保心轨不发生侧面磨耗而影响心轨与翼轨的密贴。第四节 单开道岔的总布置图一、 概述道岔的设计一般分为两种情况。一种是给出钢轨类型、侧向容许通过速度、机车类型等条件进行道岔设计。这时必须按规定的容许离心加速度、加速度时变率及撞击动能损失的容许值来确定所需要的道岔号数、导曲线半径、各部分轨距，并进行整个道岔的设计。另一种是在生产实际中大量遇到的情况，已知钢轨的类型和道岔号数、导曲线半径、转辙器类型、辙叉类型及长度

40、，来计算道岔布置总图。本节将对这一情况进行介绍。单开道岔总图计算，包括以下几项主要内容：道岔主要尺寸计算、配轨计算、导曲线支距的计算、各部分轨距的计算、岔枕布置、绘制道岔布置总图、提出材料数量表。二、曲线尖轨、直线辙叉单开道岔的计算（一）转辙器计算图4-23半切线型尖轨曲线尖轨大多采用圆曲线型。半切线型尖轨如图4-23所示。半切线型尖轨曲线的理论起点与基本轨相切，在尖轨顶宽为b1处开始，将曲线改为切线为避免尖轨尖端过于薄弱，在顶宽35mm处再作一斜边。这种形式的曲线尖轨的侧向行车条件较直线尖轨好，且尖轨比较牢固，加工也比较简单，是我国目前大号码道岔的标准尖轨型式。曲线尖轨转辙器中的主要尺寸包括

41、：曲线尖轨长度、直向尖轨长度、基本轨前端长、基本轨后端长、尖轨曲线半径、尖轨尖端角、尖轨转辙角和尖轨辙跟支距。尖轨曲线半径通常与导曲线半径相同，以保持转辙器与导曲线的容许通过速度一致，并使道岔全长较短。设侧股轨道中心线的半径为。则尖轨工作边的曲率半径为。尖轨尖端角为导曲线实际起点的半径与垂直线的角，又叫始转辙角。由图4-23可得 （416）AB线为B点的切线，理论切点O与A、B点所形成的三角形中，有OA=AB。由于始转辙角极小，可近似认为尖轨实际尖端至理论起点的距离与尖轨实际尖端至尖轨顶宽处的距离相等。则A可采用下式计算（417）基本轨前端长是道岔与连接线路或另一组道岔之间的过渡段。为使两组道

42、岔对接时，道岔侧线的理论顶点能设置在道岔前端接头处，尖轨尖端前部基本轨的长度q应不小于A0-/2，同时q还应满足轨距递变的限值，S0为尖轨尖端处的轨距值，S为正常轨距值，i为容许的轨距递变率，i不应大于千分之六，q值的长短还应考虑到岔枕的布置。我国在9号和12号标准道岔上，在满足岔枕合理布置的前提下，统一采用q=2646mm。然后计算曲线尖轨的长度。尖轨跟部所对的圆心角为，称转辙角。 （418）由图4-23可知，曲线尖轨的长度为（419）曲线尖轨扳开后，与基本轨之间所形成的最小轮缘槽的痊置在尖轨中部的某个位置上，这个宽度应满足最小轮缘槽的要求，因此，所算得的尖轨长度还应根据该尖轨扳开时所形志的

43、轮缘槽的宽度来进行调整。这时可变更尖轨跟端支距，重新计算，并校核轮缘槽宽度，直至符合要求，最小轮缘槽的计算公式见式（43）。设尖轨跟端支距为类轨转辙杆安装在离尖轨尖端处尖轨的动程为尖轨扳开后尖轨突出处距尖轨理论起点的距离为，这时该处类轨工作边与基本轨工作边之间的距离为T，利用曲边三角形的关系，有公式： （420）令dT/dx=0,则可得到尖轨最突出处距尖轨理论起点的距离xt为（421）因此尖轨非工作边与基本轨工作边之间的轮缘槽宽为（422）尖轨的长度还与跟部的构造有关，如尖轨跟部为间隔铁式，则按公式(4-19)计算。如果是弹性可弯式跟部结构，则按公式(求得的尖轨长度还需要增加1.02.0m，作

44、为当轨跟部的固定部分。转辙器的另一根尖轨为直尖轨。直尖轨以曲线尖轨实际尖端与跟端在水平方向的投影长作用其长度，这样可保持两尖轨的尖端及跟端对齐，直尖轨长为：（423）基本轨后端长q主要决定于尖轨跟端联结结构、岔枕布置及配轨要求。新设计60kg/m的钢轨12号提速单开道岔转辙器中采用的是切线型尖轨，仅在尖轨尖端轨头宽处作补充刨切，使尖端藏于基本轨轨线以内。其主要尺寸的计算原理与半切线尖轨是一致的，基本参数如下：R=350717.5mm,q=29169mm,b2=2mm,yg=311mm,l0=13880mm，l0=13800mm,尖轨尖端的轨距加宽为2mm，导曲线理论起点离尖轨实际尖端为886m

45、m，导曲线实际起点离尖轨实际尖端为298mm。（二）锐角辙叉主要几何尺寸锐角叉的主要尺寸包括趾距、跟距及辙叉全长。趾距影响道岔连接部分及配轨的长度，跟距决定道岔后端接头的位置，直接影响着道岔的全长。直线锐角辙叉的长度，应根据给定的钢轨类型、辙叉角或辙叉号数进行计算机。首先，根据辙叉的构造要求，即根据我国夹板的孔型布置，能使各个夹板螺栓顺利空入为控制条件，计算辙叉的容许最小长度，再按岔枕布置及护轨长度等条件进行调整，最后确定其采用值。我国铁道标准9、12及18号道岔直线辙叉的长度已列入表4-2中。新设计的60kg/m钢轨12号提速道岔中锰钢固定式辙叉的长度是n=2038mm，m=3954mm。 （三）道岔主要尺寸图4-25单开道岔总图半切线型尖轨、直线辙叉单开道岔中主要尺寸如图4-25所示，图中各项符号的意义如下：道岔号数N或辙叉