CN102304882B - 城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市轨道交通工程线路4.5号对称道岔，该道岔设置于城轨工程中地下线的停车线路轨道上，所述对称道岔的结构包括有一组转辙器、一组辙叉、连接钢轨，一组转辙器通过连接钢轨与一组辙叉相连接，形成一副具有两个侧股轨道的对称道岔。有益效果是该道岔满足地铁与轻轨车辆在正线与停车线之间安全行驶，满足城轨工程的相关技术标准和安全要求，突出了安全性、可靠性及便于制造、铺设、施工、维修和养护等优点。本发明的应用不仅可以节省道岔投资，而且可以显著缩短辅助线长度，极大的节省土建工程投资，降低施工难度，减少工程风险。

Description

城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔。

背景技术

城市轨道交通工程是在近些年在我国得到快速发展，主要用于大运量的城市旅客运输，是改善大城市交通拥堵问题的有效手段。

我国大城市的交通拥堵问题日渐严重，纷纷在建设城市轨道交通，如北京、上海、广州、深圳等已初具规模。一些中型城市如青岛、宁波、苏州等正在着手建设。因为各城市自主筹资，独立建设和管理，缺少系统的研发和统一的管理，故一些系统和设备存在需要改进和完善的问题。

城市轨道交通辅助线中停车线、出入线必须通过道岔与正线相连接。道岔是轨道系统重要设备之一，传统的连接型式是选用普通单开道岔。与单开道岔结构基本一致的还有对称道岔，对称道岔是指主线方向向两侧线对称分支，分支线路自主线方向岔出的两个道岔角相等，其辙叉理论中心在主线中线的延长线上。对称道岔各部件均按辙叉角平分线对称排列，两条连接线路为同半径曲线，无直向或侧向之分，因此两侧向运行条件相同。我国国铁铺设的对称道岔主要有9号、6.5号、6号三种号数，目前使用6号对称道岔居多，用于编组场驼峰头部，已有成熟的制造、铺设、维修养护经验。

在城市轨道交通工程中的停车线或出入线与正线相连接的位置上，如果直接应用目前国铁中已有的9号、6.5号、6号三种号数的对称道岔，在与正线连接时，均需设置一组反向曲线，这就延长了连接线路，同时恶化了线路运行条件，达不到缩短停车线或出入线长度，道岔区线路较长，需要道岔的数量较多、土建投资以及工程风险也较大，工程实施困难。

发明内容

针对上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，以利于减少工程造价，满足城轨工程的相关技术标准和安全要求，提高了安全性、可靠性，同时便于制造、铺设、施工、维修和养护。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，该道岔设置于城轨工程中地下线的停车线路轨道上，其中：所述对称道岔的结构包括有一组转辙器、一组辙叉、连接钢轨，一组转辙器通过连接钢轨与一组辙叉相连接，形成一副具有两个侧股轨道的对称道岔。

本发明的效果是该对称道岔应具备如下功能及特点：

采用4.5号对称道岔，可实现与正线直线连接，使线路即平顺又最大限度缩短了线路长度，达到最佳效果。

4.5号对称道岔可代替两组单开道岔的功能，节省道岔及道床造价；减少停车线长度，缩短车站结构长度，减少施工难度、降低工程风险，降低土建工程造价；缩短车辆进出停车线的时间，提高运行效率；转辙器尖轨采用AT轨制造，调高尖轨强度，保证道岔具有足够的耐磨性和稳定性；

道岔结构尽量采用标准件、通用件，便于制造、铺设、养护维修以及减少备品备件；道岔的轨下基础采用钢筋混凝土短轨枕，整体道床满足轨道工程要求。

附图说明

图1为本发明的轨道道岔结构示意图；

图2为图1的转辙器F-F横剖视图；

图3为图1的基本轨轨撑E-E剖视图；

图4为图1的侧向尖轨跟端鱼尾板间隔铁固定结构放大图；

图5为图1的侧向尖轨跟端鱼尾板间隔铁固定结构M-M横剖视图；

图6为本发明辙叉结构示意图；

图7为图1的基本轨与槽型护轨B-B剖视图；

图8为槽型护轨剖面放大示意图。

图中：

1、转辙器 2、连接轨 3、辙叉 4、尖轨尖端 5、基本轨6、侧向尖轨 7、辙叉趾端 8、辙叉跟端 9、拉杆 10、轨撑11、槽型护轨 12、侧向尖轨跟端鱼尾板间隔铁结构

具体实施方式

结合附图对本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔结构加以说明。

本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，该道岔设置于城轨工程中地下线的停车线路轨道上，所述对称道岔的结构包括有一组转辙器1、一组辙叉3、连接钢轨2，一组转辙器1通过连接钢轨2与一组辙叉相连接，形成一副具有两个侧股轨道的对称道岔。两个侧股轨道之间呈12°40′49.4″的夹角，通过所述对称道岔的两个侧股轨道将车辆引向两个不同方向。

所述转辙器1包括两根基本轨5、两根侧向尖轨6、两根拉杆9，如图1所示；两根侧向尖轨6分别设在两根基本轨5之间，其中一根侧向尖轨自尖轨尖端4沿伸430mm处与第一根拉杆9相连接，第二根拉杆9与第一根拉杆相距1200mm，并与另一根侧向尖轨6相连接。

所述辙叉3是两个侧股轨道交叉形成的对称的“X”型结构件，该结构件的“X”型交叉部位的工作边夹角为A＝12°40′49.4″，采用圆曲线型高锰钢制造。

所述辙叉3的“X”型交叉部位为两侧股轨道的工作边为圆曲线型，并与连接轨2为圆顺衔接。

在所述道岔的两根基本轨的内侧对应辙叉3的部位分别设有分开式槽型护轨11，护轨11的分开式槽型为横剖面呈“U”形的护轨轮缘槽，护轨轮缘槽的宽度为52mm，槽型护轨11的顶面高出基本轨的轨顶面12mm。

本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔结构复杂，其中转辙器1是关键部件之一，包括两根基本轨5、两根侧向尖轨6，关系到4.5号对称道岔的安全性和耐久性。具体4.5号对称道岔侧向尖轨的结构是这样实现的：

(1)道岔转辙器的侧向尖轨采用60AT钢轨制造，平面型式采用半切线型，即转辙器的侧向尖轨为圆曲线型，与基本轨相切，为保证侧向尖轨6的尖端的强度，制造时将尖轨尖端小于5mm厚度的端部削掉，形成最终实际应用的侧向尖轨。侧向尖轨6的尖端采用藏尖结构，所谓藏尖结构就是该道岔制造时，在基本轨5与侧向尖轨6的尖端贴合处，把基本轨5削切一刀，给侧向尖轨6留出一定空间，从而可以让侧向尖轨6制造的更厚些，增加侧向尖轨6的强度。另外，藏尖结构是指侧向尖轨6尖端50mm范围内的轨面比基本轨5的轨面要低，这样车轮踏面作用在基本轨5的轨面上，侧向尖轨6尖端藏在基本轨5的轨面之下，直至50mm处才与基本轨5持平，才与车轮接触，起到保护作用。侧向尖轨跟端鱼尾板间隔铁结构12采用活接头结构，如图4所示。侧向尖轨6的长度为4597mm；侧向尖轨6的跟端对齐；

(2)侧向尖轨设置一个牵引点，侧向尖轨在第一拉杆处动程为152mm；如图1所示，通过牵动拉杆9来实现道岔的侧向尖轨6与基本轨5的开合，实现把车辆引入两个不同方向的侧向股道的目的。

(3)为加强基本轨稳定性，防止基本轨外翻，在基本轨外侧设置轨撑10，如图5所示。

辙叉3是城市轨道交通工程线路4.5号对称道岔另一重要部件，辙叉3采用高锰钢整铸成型辙叉，为双曲线型，即两侧股交叉处，两侧股的工作边平面型式为对称的圆曲线型，曲线半径为150717.5mm；辙叉趾端7距交叉点的距离约为1550mm，辙叉跟端8距交叉点的距离距约为1966mm；

护轨11采用分开可调式槽型护轨11，如图7、图8所示，该槽型护轨11的横剖面呈“U”型，其轮缘槽设计有一定的宽度，可便于护轨上下调节，从而可精确保证护轨顶面高出基本轨12mm，使护轨达到最佳保护车轮不脱轨掉道的效果；本道岔所用护轨轮缘槽宽度为52mm。

为了确保城市轨道交通工程线路4.5号对称道岔具有足够的强度，采用有限元法对其关键部件进行了强度计算与检核，验证其结构满足使用要求。给城市轨道交通工程线路4.5号对称道岔设计提出了有力技术支持。

对本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔的运行安全性、稳定性检算：

在道岔总图设计之前，首先研究确定其设计参数允许值，在道岔设计时各项参数不能超过规定允许值，经检算满足设计参数要求。

设计参数的确定：

ω₀＝0.65km²/h²

α₀＝0.6m/s²

β₀＝0.3～0.4m/s³

式中：ω₀-动能损失；

α₀-未被平衡离心加速度；

β₀-离心加速度时变率；

km-距离单位，公里；

h-时间单位，小时；

m-距离单位，米；

s-时间单位，秒。

本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔主要尺寸和技术标准：

(1)道岔主要尺寸，如图2所示，

导曲线半径150mm；

侧向通过速度30km/h；

道岔全长L＝17295mm；

前长a＝8955mm；

后长b＝8340mm；

道岔角度：12°40′49.4″。

(2)主要技术标准

未被平衡的离心加速度：α＝0.463m/s²；

欠超高h＝68.2mm；

未被平衡的离心加速度增量：β＝0.246m/s³；

侧向尖轨冲击角为1°8′58″，动能损失：ω＝0.362km²/h²。

(3)在所述道岔的两根基本轨的内侧在对应辙叉3的部位分别设有槽型护轨11，如图6所示，该槽型护轨的横剖面呈“U”形，形成护轨轮缘槽，护轨轮缘槽的宽度为52mm，便于上下调解，可准确保证槽型护轨的顶面高出基本轨轨顶面12mm。护轨11长度为1484+1516mm，其横剖面呈“U”形，形成护轨轮缘槽，护轨轮缘槽的宽度为52mm，护轨11的安装高度保证护轨11的顶面高出所述基本轨的顶面12mm。护轨采用分开可调式槽型护轨11，如图6、图7所示，该槽型护轨11的横剖面呈“U”型，其轮缘槽设计有一定的宽度，可便于护轨上下调节，从而可精确保证护轨顶面高出基本轨12mm，使护轨达到最佳保护车轮不脱轨掉道的效果。

(4)扣件采用DTVI2型弹性分开式扣件。

(5)钢轨及辙叉3下设置厚度为12mm的橡胶垫板，橡胶垫板下设16mm的铁垫板。

(6)轨下基础为钢筋混凝土短轨枕式整体道床。

短轨枕混凝土等级为C50，短轨枕预埋不锈钢套管和尼龙套管。

(7)按有轨道电路设计，本实用新型即可满足传统的固定型闭塞制式，又可满足移动闭塞制式的需要。

(3)其他

(1)护轨采用分开可调式槽型护轨结构，护轨顶面高出基本轨12mm，如图2所示；护轨轮缘槽宽度为52mm；

(2)扣件采用DTVI2型弹性分开式扣件，特殊部件特殊设计；

(3)钢轨及锰叉下设置12mm厚橡胶垫板，铁垫板下设16mm橡胶垫板；

(4)轨下基础为钢筋混凝土短轨枕式整体道床；

短轨枕混凝土等级为C50，短轨枕预埋不锈钢套管和尼龙套管；

(5)按有轨道电路设计，本设计按固定型闭塞设计，同时兼顾移动闭塞的需要。

下面对本发明采用中受力情况进行说明：

道岔是轨道设施中薄弱环节之一，特别是城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔结构复杂，车辆通过时引起道岔冲击与振动，致使尖轨、滑床板等主要部件使用寿命缩短，维修工作量增大。

城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔关键受力部件进行强度计算后，结论是强度合格，满足使用要求。

为了确保城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔运行安全，在理论检算的基础上，对城市轨道交通工程线路4.5号对称道岔的加工制造、铺设、运行、维修养护等提出以下注意事项：

1.侧向尖轨底部、轨颚与轨胺螺栓孔等部位应力较大，应提高部件表面光洁度，减少组装尺寸公差，杜绝各种制造、组装缺陷。

2.提高侧向尖轨工作面几何尺寸精度，改善尖轨顶面与车轮踏面间接触关系，提高车辆运行平稳性。

3.道岔铺设时应确保各部件的平面位置及几何尺寸在管理值范围内，特别是直向尖轨和侧向尖轨的相对位量及基本轨与侧向尖轨密贴。

4.道岔拖入运行后，应按用户手册要求定期进行关键部件的养护维修。

采用城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，可代替两组单开道岔使用。其效果是不仅可以节省道岔投资，而且可以显著缩短辅助线长度，极大的节省土建工程投资，降低施工难度，减少工程风险。4.5号对称道岔在城市轨道交通工程中的应用前景广阔。

本发明的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔具备城市轨道交通工程道岔的功能要求，满足地铁及轻轨车辆在正线与停车线之间安全行驶，满足城轨工程的相关技术标准和安全要求，突出了安全性、可靠性，以及便于制造、铺设、施工、维修和养护等优点。不仅可以节省道岔投资，而且可以显著缩短辅助线长度，极大的节省土建工程投资，降低施工难度，减少工程风险。

Claims (3)

1.一种城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，该道岔设置于城轨工程中地下线的停车线路轨道上，其特征是：所述对称道岔的结构包括有一组转辙器（1）、连接钢轨（2）、一组辙叉（3），一组转辙器（1）通过连接钢轨（2）与一组辙叉相连接，形成一副具有两个侧股轨道的对称道岔；

所述转辙器（1）包括两根基本轨（5）、两根侧向尖轨（6）、两根拉杆（9）；两根侧向尖轨（6）分别设在两根基本轨之间，其中一根侧向尖轨（6）自尖轨尖端（4）沿伸430mm处与第一根拉杆（9）相连接，第二根拉杆（9）与第一根拉杆相距1200mm，并与另一根侧向尖轨（6）相连接；

所述辙叉（3）是两个侧股轨道交叉形成的对称的“X”型结构件，该结构件的“X”型交叉部位的工作边夹角为A=12°40′49.4″。

2.根据权利要求1中所述的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，其特征是：所述辙叉（3）的“X”型交叉部位为两侧股轨道的工作边为圆曲线型，并与连接钢轨（2）为圆顺衔接。

3.根据权利要求1中所述的城市轨道交通工程中线路轨道4.5号对称道岔，其特征是：在所述道岔的两根基本轨的内侧对应辙叉（3）的部位分别设有分开式槽型护轨（11），护轨（11）的分开式槽型为横剖面呈“U”形的护轨轮缘槽，护轨轮缘槽的宽度为52mm，槽型护轨（11）的顶面高出基本轨的轨顶面12mm。

Images