CN107620229B - 一种高过岔速度的换梁型道岔梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高过岔速度的换梁型道岔梁，包括正线固定端(1)、支线固定端(8)和移动梁(5)，移动梁(5)设于正线梁(10)和支线梁(9)间，所述移动梁(5)两端设为第一缓和曲线梁段(12)和第二缓和曲线梁段(11)，所述第一缓和曲线梁段(12)和所述第二曲线缓和梁段(11)之间设有圆曲线梁段(13)，所述第一缓和曲线梁段(12)、所述圆曲线梁段(13)和所述第二和曲线梁段(11)的上分设第一欠超高面(3)、超高面(4)和第二欠超高面(6)，所述第一欠超高面(3)和所述第二欠超高面(6)的超高率逐渐增大。本发明高过岔速度的换梁型道岔梁，超高面的缓和曲线轨道设置能保证列车在高速时正常行驶，缩短列车行驶时间。

Description

一种高过岔速度的换梁型道岔梁

技术领域

本发明属于单轨道岔技术领域，更具体地，涉及一种高过岔速度的换梁型道岔梁。

背景技术

单轨是铁路交通的一种，特点是使用的轨道只有一条，而非传统铁路的两条平行路轨。单轨铁路的路轨一般以混凝土制造，比普通钢轨宽很多。而单轨铁路的车辆比路轨更宽。单轨铁路主要应用在城市人口密集的地方，用来运载乘客。具有方便快捷的优点，同时相较于地铁具有占地少、投资低、噪声小的特点。现有技术中，单轨曲线段列车的走形面均为平面结构，列车在圆曲线路段上行驶时会产生的离心力，在行驶过程中为避免滑移，列车在进入曲线道岔前需要提前降速，低速通过曲线轨道，通过道岔后才能再次提速。

现有技术的设计使得列车在曲线段的过岔速度比较低，远低于在正线轨道上的运行速度，严重限制了列车行驶的速度，增加了轨道交通的整体时速，耗费大量的时间和资源成本。同时，现有轨道交通中曲线换梁型道岔梁的梁体曲线均为圆曲线，其两端与固定梁对接的部分没有设置缓和曲线，在过车速度较高时会严重影响运营的安全及舒适性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种高过岔速度的换梁型道岔梁，该高速道岔梁横断面上设置渐变的超高，列车走行面由平面逐渐过渡为向内侧倾斜的曲面，抵消列车部分过岔离心力，能够显著提高列车的过岔速度，对于线路整体时速及运营效率的提高具有重大的意义。

为了实现上述目的，本发明提供一种高过岔速度的换梁型道岔梁，包括正线固定端、支线固定端，还包括移动梁，所述移动梁设于所述正线固定端、支线固定端之间，所述移动梁两端分别设为第一缓和曲线梁段和第二缓和曲线梁段，所述第一缓和曲线梁段和所述第二曲线缓和梁段之间设有圆曲线梁段；

所述第一缓和曲线梁段、所述圆曲线梁段和所述第二和曲线梁段的上表面上分别对应设有第一欠超高面、超高面和第二欠超高面，所述第一欠超高面和所述第二欠超高面的从远离所述超高面一端至所述超高面的一端，超高率逐渐增大，所述超高面的超高率最大且保持不变，用于使列车在有超高率的曲线轨道的斜面上能保持高速行驶而不因为离心力发生滑移。

进一步地，所述第一欠超高面和所述第二欠超高面的长度相同，均小于所述超高面的长度，所述第一欠超高面和所述第二欠超高面与所述超高面接触处的超高率均等于所述超高面的超高率。

进一步地，所述第一欠超高面、所述超高面和所述第二欠超高面的长度均不小于15米。

进一步地，所述超高面的超高率≤12％。

进一步地，所述正线固定端设置在所述移动梁与所述正线梁之间，与正线梁连接固定。

进一步地，所述正线固定端的轨道面设为第一过渡面，所述第一过渡面的超高率由远离所述移动梁的一端至所述移动梁的一端由零逐渐增大。

进一步地，所述第一过渡面超高率最大值等于所述移动梁上超高率的最小值。

进一步地，所述支线固定端设置在所述移动梁与所述支线梁之间。

进一步地，所述支线固定端的轨道面设为第二过渡面，所述第二过渡面的超高率由远离所述移动梁的一端至所述移动梁的一端由零逐渐增大。

进一步地，所述第二过渡面超高率最大值等于所述移动梁上超高率的最小值。

进一步地，所述第一缓和曲线梁段在水平方向上为与正线固定端的直线及圆曲线梁段的圆曲线相切的缓和曲线。

进一步地，所述第二缓和曲线梁段在水平方向上为与支线固定的直线及圆曲线梁段圆曲线相切的缓和曲线。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的高过岔速度的换梁型道岔梁，该高速道岔梁横断面上设置渐变的超高，列车走行面由平面逐渐过渡为向内侧倾斜的曲面，抵消列车部分过岔离心力，能够显著提高列车的过岔速度，对于线路整体时速及运营效率的提高具有重大的意义。

(2)本发明的高过岔速度的换梁型道岔梁，该高速道岔线型曲线两端设置有与道岔梁圆曲线及固定端直线相切的缓和曲线，缓和曲线梁段可以减小曲率变化，降低列车从直线梁体驶入曲线梁体时的冲击，实现平滑过渡行驶，增加列车过岔的平顺性、稳定性，可以显著提高列车过岔时的安全性与舒适性。

(3)本发明的高过岔速度的换梁型道岔梁，高速道岔梁可以在不改变现有道岔基础设施的情况下使用，只需要将原有的曲线道岔梁替换，可以兼容现有除梁体以外的其他所有设备及设施。

附图说明

图1为本发明实施例一种高过岔速度的换梁型道岔梁的结构示意图；

图2为本发明实施例一种高过岔速度的换梁型道岔梁的俯视图；

图3为本发明实施例列车过岔受力示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-正线固定端、2-第一过渡面、3-第一欠超高面、4-超高面、5-移动梁、6-第二欠超高面、7-第二过渡面、8-支线固定端、9-支线梁、10-正线梁、11-第二缓和曲线梁段、12-第一缓和曲线梁段、13-圆曲线梁段、14-超高倾斜角、15-列车。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

现有技术中，单轨曲线段列车的走形面均为平面结构，列车在圆曲线路段上行驶时会产生的离心力，在行驶过程中为避免滑移，因此均会在驶入曲线段前降低速度保持低速通过曲线轨道。本发明提供一种高过岔速度的换梁型道岔梁，通过设置有一定倾斜角度的轨道面，从而抵消掉一部分离心力的作用，从而能够使列车高速通过。

图3为本发明实施例列车过岔受力示意图。如图3所示，列车通过高速道岔梁时，列车重力mg竖直向下，所受支撑力FN垂直超高面，重力mg在水平面上的分力F1可以提供部分向心力，即抵消部分离心力的作用，同时摩擦力在水平面的分力也可抵消部分离心力的作用，超高率为轨道梁横向倾斜比率，超高率h(h＝tanα＝a/g，a为列车向心加速度，g为重力加速度，超高面法向垂直断面中外侧点与内侧点连线与水平线的夹角为超高倾斜角α)。超高率越大即角度α越大轨道坡面越陡，列车保持平衡行驶不滑移的向心加速度可以更大，由向心力公式F向＝m*v²/2可知，即列车速度可以保持在一个更大的值。因此，超高面的设置对提高列车的过岔速度有显著的效果。

列车在通过道岔时，为了不影响乘客的舒适性(根据现行地铁规范，横向加速度在0.50m/s2～0.65m/s²时，为“有些不舒适，但可以忍受”的范围)，应用于其中的高速道岔梁的超高率应设置在5％～6.5％之间；单轨不存在翻车，考虑临时停车时乘客的舒适度，其高速道岔梁的超高率最大不大于12％。

图1为本发明实施例一种高过岔速度的换梁型道岔梁的结构示意图。如图1所示，该高过岔速度的换梁型道岔梁包括正线固定端1、移动梁5、和支线固定端8，正线固定端1与正线梁10连接，支线固定端8与支线梁9连接，正线固定端1和支线固定端8之间设有移动梁5，移动梁5与正线固定端1和支线固定端8之间可间隔设置也可连接设置，正线固定端1和支线固定端8的梁体为直线结构，移动梁5的梁体为曲线结构。

正线固定端1的轨道面设为第一过渡面2，第一过渡面2完全覆盖正线固定端1的上表面，支线固定端8的轨道面设为第二过渡面7，第二过渡面7完全覆盖支线固定端8的上表面，从正线梁10或支线梁9至移动梁5的方向，第一过渡面2和第二过渡面7的超高率由零逐渐增大，用于将列车由平面行驶的状态逐渐引导至有超高率的斜面上的向心状态，或者将列车由有超高率的斜面上的向心状态逐渐引导至平面行驶的状态。

图2为本发明实施例一种高过岔速度的换梁型道岔梁的俯视图。如图2所示，移动梁5包括第一缓和曲线梁段12、圆曲线梁段13和第二缓和曲线梁段11，第一缓和曲线梁段12和第二缓和曲线梁段11分别设在移动梁5的两端，在水平方向上，第一缓和曲线梁段12与正线固定端1的直线及圆曲线梁段13的圆曲线相切，第二缓和曲线梁段11与支线固定端8的直线及圆曲线梁段13的圆曲线相切；第一缓和曲线梁段12和第二缓和曲线梁段11的长度相同，圆曲线梁段13的长度大于第一缓和曲线梁段12和第二缓和曲线梁段11的长度，第一缓和曲线梁段12、第二缓和曲线梁段11和圆曲线梁段13的曲线长度均不小于15米。第一缓和曲线梁段12、圆曲线梁段13和第二缓和曲线梁段11的轨道面分别设为第一欠超高面3、超高面4和第二欠超高面6，因此超高面4的长度大于第一欠超高面3和第二欠超高面6的长度，第一欠超高面3的长度和第二欠超高面6的长度相同，第一欠超高面3和第二欠超高面6的超高率从与第一过渡面2或第二过渡面7至超高面4的方向上逐渐增大，第一欠超高面3和第二欠超高面6的最小值分别与第一过渡面2和第二过渡面7的最大值相等，超高面4的超高率等于第一欠超高面3和第二欠超高面的最大值，且超高面4的超高率保持不变。

本发明的高过岔速度的换梁型道岔梁，该高速道岔梁横断面上设置渐变的超高，列车走行面由平面逐渐过渡为向内侧倾斜的曲面，抵消列车部分过岔离心力，能够显著提高列车的过岔速度，对于线路整体时速及运营效率的提高具有重大的意义。而且该高速道岔线型曲线两端设置有与道岔梁圆曲线及固定端直线相切的缓和曲线，缓和曲线梁段可以减小曲率变化，降低列车从直线梁体驶入曲线梁体时的冲击，实现平滑过渡行驶，增加列车过岔的平顺性、稳定性，可以显著提高列车过岔时的安全性与舒适性。此外，高速道岔梁可以在不改变现有道岔基础设施的情况下使用，只需要将原有的曲线道岔梁替换，可以兼容现有除梁体以外的其他所有设备及设施。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高过岔速度的换梁型道岔梁，包括正线固定端(1)、支线固定端(8)，其特征在于，

还包括移动梁(5)，所述移动梁(5)设于所述正线固定端(1)、支线固定端(8)之间，所述移动梁(5)两端分别设为第一缓和曲线梁段(12)和第二缓和曲线梁段(11)，所述第一缓和曲线梁段(12)和所述第二缓和曲线梁段(11)之间设有圆曲线梁段(13)；

所述第一缓和曲线梁段(12)、所述圆曲线梁段(13)和所述第二缓和曲线梁段(11)的上表面上分别对应设有第一欠超高面(3)、超高面(4)和第二欠超高面(6)，所述第一欠超高面(3)和所述第二欠超高面(6)从远离所述超高面(4)一端至所述超高面(4)的一端，超高率逐渐增大，所述超高面(4)的超高率最大且保持不变，用于使列车在有超高率的曲线轨道的斜面上能保持高速行驶而不因为离心力发生滑移。

2.根据权利要求1所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述第一欠超高面(3)和所述第二欠超高面(6)的长度相同，均小于所述超高面(4)的长度，所述第一欠超高面(3)和所述第二欠超高面(6)与所述超高面(4)接触处的超高率均等于所述超高面(4)的超高率。

3.根据权利要求1或2所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述第一欠超高面(3)、所述超高面(4)和所述第二欠超高面(6)的长度均不小于15米。

4.根据权利要求1或2所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述超高面(4)的超高率≤12％。

5.根据权利要求1所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述正线固定端(1)设置在所述移动梁(5)与正线梁(10)之间，与正线梁(10)连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述正线固定端(1)的轨道面设为第一过渡面(2)，所述第一过渡面(2)的超高率由远离所述移动梁(5)的一端至所述移动梁(5)的一端由零逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述第一过渡面(2)超高率最大值等于所述移动梁(5)上超高率的最小值。

8.根据权利要求1所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述支线固定端(8)设置在所述移动梁(5)与支线梁(9)之间。

9.根据权利要求8所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述支线固定端(8)的轨道面设为第二过渡面(7)，所述第二过渡面(7)的超高率由远离所述移动梁(5)的一端至所述移动梁(5)的一端由零逐渐增大。

10.根据权利要求9所述的一种高过岔速度的换梁型道岔梁，其特征在于，所述第二过渡面(7)超高率最大值等于所述移动梁(5)上超高率的最小值。