CN102852055A - 城市轨道交通用单开道岔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种城市轨道交通用单开道岔，其中，第一直线尖轨和第二直线尖轨的尖轨长度为6450mm；直基本轨和第一直线尖轨的夹角β=1°16′45″，第一直线尖轨辙跟轮缘槽tg=144mm，第二直线尖轨4辙跟轮缘槽tg′=144mm；刨切基本轨工作边一侧轨底，刨切位置中心距基本轨末端2385mm，切口大小1000mm×10mm，并在切口两段设置100mm×45°倒角。有益效果：由于刨切基本轨轨底，导曲线前端轨底与基本轨轨底不会发生干扰，减少列车进入道岔侧向动能损失；内股导曲线护轨垫板配合外股导曲线工作边半径，减少列车侧向通过道岔中间未被平衡的离心加速度及时变率；保证列车以35km/h侧向通过道岔。

Description

城市轨道交通用单开道岔
技术领域
本发明涉及一种单开道岔；特别是涉及一种城市轨道交通用能够提高侧向速度60kg/m钢轨9号的直线尖轨单开道岔。
背景技术
道岔是列车从一条线路进入或穿越另一条线路时所采用的设备，按照类型可分为单开道岔、对称道岔、三开道岔、交叉渡线、复式交分道岔等，道岔根据城市轨道交通工程运营要求而设置。
我国城市轨道交通工程中，根据规范要求，正线和辅助线上采用的道岔不得小于9号，按照2008年7月1日颁布实施的《城市轨道交通工程项目建设标准》，道岔侧向通过速度不得小于35km/h，可保证发车间隔不大于2分钟，侧向容许通过速度将直接影响发车间隔。目前应用于我国城市轨道交通工程的60kg/m钢轨9号直线尖轨单开道岔，如图1所示，直线尖轨长度为6450mm，道岔冲击角为β=1°21′56″，尖轨跟端辙跟轮缘槽为154mm，导曲线半径为180m，该设计方案会造成列车进入道岔的动能损失、未被平衡离心加速度、未被平衡离心加速度时变率均不能满足规范要求，因此侧向容许通过速度为30km/h，不满足《建设标准》的要求，从理论上讲直线尖轨单开道岔其侧向容许通过速度为35km/h时，可以通过减小道岔冲击角，同时加大导曲线半径实现，但实际工作中会存在技术人员无法克服的问题，如图2所示，尖轨跟端辙跟轮缘槽减小至国家标准的极限最小值144mm时，尖轨跟端轨底、导曲线前端轨底与基本轨轨底会发生干扰。另外，导曲线半径加大到190m时，导曲线末端会进入辙叉及护轨范围，外股导曲线钢轨与高锰钢整铸辙叉的连接夹板为“曲线+直线”的组合线型，内股导曲线钢轨进入护轨，且护轨垫板为非标件。因此，导致技术人员放弃了直线尖轨的结构设计，目前无任何资料记载利用直线尖轨单开道岔其侧向容许通过速度为35km/h的成果。但为满足国家标准，部分设计单位及科研院所研制了60kg/m钢轨9号曲线尖轨单开道岔，该方案可满足侧向容许通过速度为35km/h。但曲线尖轨单开道岔，两根尖轨均为曲线型式，尖轨较薄，使用寿命短；两根尖轨不能对称制造，右开道岔与左开道岔相对位置尖轨无法互换，不方便备品备件、维修保养及更换。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高侧向容许通过速度的城市轨道交通用60kg/m钢轨9号直线尖轨单开道岔。
本发明所采用的技术方案是：一种城市轨道交通用单开道岔，包括，转辙器、辙叉及护轨和中间连接部分；所述转辙器包括，直基本轨、曲基本轨、第一直线尖轨、第二直线尖轨；所述第一直线尖轨和第二直线尖轨的尖轨长度为6450mm；直基本轨和第一直线尖轨的夹角β=1°16′45″，第一直线尖轨的辙跟轮缘槽tg=144mm，第二直线尖轨4的辙跟轮缘槽tg′=144mm；刨切所述直基本轨和曲基本轨工作边的一侧轨底，刨切位置中心距基本轨末端2385mm，切口大小为1000±50mm×10mm，并在切口两段设置100mm×45°倒角。
所述中间连接部分包括有内股导曲线钢轨和外股导曲线钢轨，所述外股导曲线钢轨的工作边半径为190717.5mm；所述内股导曲线钢轨的第一个护轨垫板的撑板与铁座之间的水平距离为236±1mm；所述外股导曲线钢轨与辙叉的两块接头夹板为直线。
所述第一直线尖轨和第二直线尖轨形状对称，其工作边均为直线。
所述辙叉和护轨中的辙叉角度α=6°20′25″。
本发明的有益效果是：由于刨切了基本轨轨底，保证辙跟轮缘槽tg=144mm时导曲线前端轨底与基本轨轨底不会发生干扰，减少了列车进入道岔侧向时的动能损失；另外，内股导曲线钢轨的非标准的护轨垫板配合外股导曲线钢轨的工作边半径，减少列车侧向通过道岔中间连接部分时的未被平衡离心加速度及未被平衡离心加速度时变率；有效保证了列车能以35km/h速度侧向通过道岔。
附图说明
图1是现有技术60kg/m钢轨9号直线尖轨单开道岔的平面示意图；
图2尖轨跟端轨底、导曲线前端轨底与基本轨轨底会发生干扰示意图；
图3本发明的平面示意图；
图4是直基本轨和曲基本轨刨切示意图；
图5转辙器部分平面示意图；
图6是图3中A-A向剖视图；
图7是图3中B-B向剖视图；
图8是护轨垫板平面示意图。
图中：
1、直基本轨             2、曲基本轨           3、第一直线尖轨
4、第二直线尖轨     5、外股导曲线钢轨 6、内股导曲线钢轨
7、五孔间隔铁     　8、两孔间隔铁 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的城市轨道交通用直线尖轨道岔要提高侧向容许通过速度需满足以下三个参数，减小动能损失、平衡离心加速度和平衡离心加速度时变率，将上述参数限定在规定容许值内。
动能损失公式：                                                
Figure 2012103896483100002DEST_PATH_IMAGE001
，国家规范允许的限值为0.65 km2/h2
未被平衡离心加速度公式：
Figure 478512DEST_PATH_IMAGE002
，规范允许的限值为0.56m/s2
未被平衡离心加速度时变率公式：，国家规范允许的限值为0.65 m/s3
其中：v为侧向通过速度，
Figure 395652DEST_PATH_IMAGE004
为冲击角，R为导曲线半径，lc为车辆全轴距。
根据车辆的国家标准，v侧向通过速度和lc车辆全轴距为定值；即
Figure 2012103896483100002DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 644231DEST_PATH_IMAGE006
。
为达到上述要求，需减小冲击角加大导曲线半径。
如图3至图8所示，本发明城市轨道交通用单开道岔，特别是城市轨道交通用60kg/m钢轨9号直线尖轨单开道岔，包括，转辙器、辙叉及护轨和中间连接部分；所述转辙器包括，直基本轨1、曲基本轨2、第一直线尖轨3和第二直线尖轨4；所述第一直线尖轨3和第二直线尖轨4的形状对称，其工作边均为直线，第一和第二尖轨长度为固定长度6450mm；
冲击角β与轮缘槽tg之间的关系为：sinβ=tg/6450；
直基本轨1和第一直线尖轨3的夹角β=1°16′45″，第一直线尖轨3的辙跟轮缘槽（取自国家道岔设计规定）tg=144mm，第二直线尖轨4的辙跟轮缘槽tg′=144mm；冲击角β=1°16′45″时，为克服尖轨跟端轨底、导曲线前端轨底与基本轨轨底发生干扰，刨切所述直基本轨1和曲基本轨2工作边的一侧轨底，刨切位置中心距直基本轨1和曲基本轨2末端2385mm，切口大小为1000±50mm×10mm，并在切口两段设置100mm×45°倒角，尖轨跟端轨底、导曲线前端轨底与基本轨轨底不会发生干扰，因此，减少了列车进入道岔侧向时的动能损失，保证列车能以35km/h速度侧向通过道岔。
所述辙叉和护轨中的辙叉角度α=6°20′25″；所述中间连接部分包括内股导曲线钢轨6和外股导曲线钢轨5；外股导曲线钢轨5的工作边半径为190717.5mm时可减少列车侧向通过道岔中间连接部分时的未被平衡离心加速度及未被平衡离心加速度时变率，保证列车能以35km/h速度侧向通过道岔。加大外股导曲线钢轨5的工作边半径时，导曲线末端会进入辙叉及护轨范围，内股导曲线钢轨进入护轨，此时，外股导曲线钢轨与辙叉的两块接头夹板为“曲线+直线”的组合线型，同时需要制作一个非标准的护轨垫板来满足加大外股导曲线钢轨5的工作边半径的需要。由于“曲线+直线”组合线型的接头夹板曲线端点与直线边的距离为0.4mm，因此可用直线型代替；内股导曲线钢轨6的第一个非标准的护轨垫板的撑板与铁座之间的水平距离为236mm。
第一直线尖轨和第二直线尖轨的跟端固定方式采用五孔间隔铁7，由两个短轨枕共同支撑，后一个短轨枕上部两根钢轨采用两孔间隔铁8连接。本发明所述辙叉及护轨，采用与现有单开道岔一致的结构尺寸。 
本发明采用直线型尖轨，两根尖轨可对称制造，方便设计、加工及备品备件。减小了直线尖轨冲击角β，并且加大了导曲线钢轨的半径R，可提高道岔侧向容许通过速度，满足规范要求，本道岔适用于城市轨道交通工程正线和辅助线铺设60kg/m钢轨的地段。

Claims (4)

1.一种城市轨道交通用单开道岔，包括，转辙器、辙叉及护轨和中间连接部分；所述转辙器包括，直基本轨（1）、曲基本轨（2）、第一直线尖轨（3）、第二直线尖轨（4）；所述第一直线尖轨（3）和第二直线尖轨（4）的尖轨长度为6450mm；其特征在于，所述直基本轨（1）和第一直线尖轨（3）的夹角β=1°16′45″，第一直线尖轨（3）的辙跟轮缘槽tg=144mm，第二直线尖轨（4）的辙跟轮缘槽tg′=144mm；刨切所述直基本轨（1）和曲基本轨（2）工作边的一侧轨底，刨切位置中心距基本轨末端2385mm，切口大小为1000±50mm×10mm，并在切口两段设置100mm×45°倒角。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通用单开道岔，其特征在于，所述中间连接部分包括有内股导曲线钢轨（6）和外股导曲线钢轨（5），所述外股导曲线钢轨（5）的工作边半径为190717.5mm；所述内股导曲线钢轨（6）的第一个护轨垫板的撑板与铁座之间的水平距离为236±1mm；所述外股导曲线钢轨（5）与辙叉的两块接头夹板为直线。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通用单开道岔，其特征在于，所述第一直线尖轨（3）和第二直线尖轨（4）形状对称，其工作边均为直线。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通用单开道岔，其特征在于，所述辙叉和护轨中的辙叉角度α=6°20′25″。
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