轨道结果及新技术应用

线路工程实践设计

姓名：杜赵

班级：11级铁道班

学号：010*********

轨道结构新技术及应用（高速道岔）摘要

国外的高速铁路已有几十年的发展史，在高速铁路道岔研究和使用方面也积累了丰富的经验，当然也形成了技术较为成就的产品，其中以德国,法国为代表。近年来我国铁路基本建设突飞猛进，特别是有铁路干线提速工程高潮一浪超过一浪。在那堆我国高速铁路道岔转换设备的技术特点和维护方式，通过对主要参数分析，提出采用新的技术手段，对高速道岔转换设备的性能进行定量分析，实现道岔转换设备状态修。

关键词

高速铁路道岔尖轨转换设备维护方式转辙器。

前言

目前，我国正处于高速铁路建设的高峰期，不断有客运专线新线建设并开通，列车运行时速已达到350KM。在提速工作中，将既有道岔更换为提速道岔是轨道工程中一个最重要部分。对甬台温,温福客运专线，北京至秦皇岛客运专线精调工作的实践，对客运专线精调工作的重要性，艰巨性和实效性。通过实践得到了一些规律和经验。

1.1

道岔是指将一条铁路线分成两条或以上线路的轨道设备，主要由钢轨件，扣件和连接件组成，客运专线道岔是指客运专线正线铺设的道岔，即通称的高速道岔。

1.2

道岔种类较为单一，以单开道岔为主，道岔号码较大，一般在18号以上，最大可达65号。道岔要具有高平顺性，高稳定性。保证列车平稳。舒适运行，撤叉普遍采用可动新轨撤叉。道岔适用于跨区见无缝线路。电务转换采用外锁闭装置。轨下基础采用混凝土长岔枕或道岔板，并与道床相匹配，具有较高的制造，组装，铺设精度。

1.3

在高速铁路中，道岔有共特殊的地位，几年来无一例外的通过单开道岔实现两股轨道的连接，高速道岔在其功能上和结构上与常速道岔相比，无原则上的区别，但要求安全性和舒适性更高，客运专线均为单开道岔。其种类可以按速度，轨下基础，分界点设置方案不同等进行分类。

按直向容许通过速度分为250KM/H和350KM/H两种。按侧向容许通过时速分为80KM/H，160KM/H和220KM/H三种。其中又规定侧向容许通过速度为80KM/H的道岔应采用18号并规定主要尺寸。

1.3.2

按轨下基础分为有砟道床和无砟道床。道岔也分为有砟道岔和无砟道岔，无砟道岔的轨下基础分为混凝土岔枕和道岔板两种类型，但道岔本身相同。

1.3.3

按分界点方案不同，又可以分为两类，一类是用于中间站，区段站的车站正线。因为通过岔侧股时，必然是进站停车或停站后出站，所以侧向过岔仅要求满足中速运行条件；另一类用于中间渡线和高速侧向过岔的部位，一是因为站间距离较长，电务和公务实行天窗维护，需要反向行车，二是因为高速客运专线与既有线大站间的联络线需要高速侧向过岔。

1.4

转撤器尖轨采用矮行特种断面钢轨制造的藏尖端，曲线形，弹性可弯式跟端尖式。为防止车轮轮缘冲击和扎伤尖轨端，使尖轨端埋藏在归本轨轨头侧面抛切部分，以便使尖轨轨头非工作边与基本轨工作边相密贴。为增大导曲线半径，道岔侧股设计为曲线形尖轨，曲线尖轨半径与导曲线半径相一致。曲线尖轨有切线形和割线形之分。尖轨与基本轨的平面连接方式有普遍采用切线形曲线尖轨的趋

势。日本，法国和德国高速道岔均为切线形。一般在尖轨顶宽2.5~5mm处作斜切以减小其薄弱部分的长度。我国采用相离办切线形，俄罗斯采用割线形曲线尖轨。曲线尖轨尖端有冲击角和无冲击角之分。一般半切线形曲线尖轨尖端有冲击角，如我国的高速道岔，而切线形曲线尖轨尖端有的有冲击角，如法国的高速道岔，有的则无冲击角，如日本的高速道岔，冲击角的大小直接关系到逆岔侧向过岔速度。曲线尖轨的长度一般都较长，少则10几米，长则40~50多米，它分为尖轨跟端部分，尖轨可弯部分及尖轨扳动部分的长度。为保证尖轨的转换可靠性及板动到位，常设置多根转撤杆。我国18号道岔，尖轨长21.45mm，设置了3根转撤杆。

尖轨跟端经模压加工成语标准钢轨相同的断面，并用焊接方法使其与相邻的钢轨连接，同时用能纵向调节的弹性扣件牢固扣压，以提高转撤器的稳固性和可靠性。直股尖轨为直线型，尖轨尖端轨距不做任何加宽，有利于高速直向过岔。

1.5

有高锰钢整铸撤叉和可动心轨或可动翼轨之分。为消灭撤叉有害空间及减小翼轨冲击角，加大导曲线半径，一般可采用由特种断面钢轨制成的可动心轨式高锰钢曲线撤叉，它是保证道岔直向过岔速度与区间轨道高速运行速度相一致的只要有效技术措施。可动心轨撤叉长度一般为10m左右，长则达到15~20m，比固定式撤叉长度增长很多。可动心轨撤叉一般是由可动心轨，翼轨和尾轨构成，为提高撤叉的耐磨性和整体性，多采用高锰钢铸造并经机加工制成。

在结构上，心轨实际尖端较翼轨顶面低一些，心轨与翼轨轨头贴靠范围内，采用埋藏心轨尖端的轨头。在固定式撤叉中，为减小撤叉咽喉和翼轨缓冲段的冲击角，防止车轮爬轨，提高过岔速度，普遍采取加长翼轨缓冲段的长度，减小撤叉咽喉宽度，改变翼轨在撤叉理论中心处的外形。可动心轨撤叉一般不设护轨，但侧股也有设置的，一般采用H型护轨，防磨护轨或弹性护轨，增加护轨工作边横向刚度。为防止撤叉磨耗，加长护轨缓冲段长度，以减小护轨冲击角。为更有效车轮导向，减少心轨磨耗，是护轨稍高于基本轨。

1.6

道岔导曲线线形以圆曲线为主，也有采用复心曲线的，采用缓和曲线自然优越。一般18号道岔多用圆曲线型导曲线，日本的38号道岔导曲线为复心曲线，大号码道岔以采用缓和曲线导曲线为佳，如法国的46号，64号道岔导曲线为单支三次抛物线形导曲线，半径最大处位于导曲线终点即曲线曲线撤叉跟端，而瑞士的25号道岔导曲线则为螺旋面曲线形。

1.7

为能与车轮踏面形状相适应，道岔内钢轨设置轨顶坡1:40，一般是在道岔垫板，滑床板和尖轨轨头设置坡度。为消灭道岔内钢轨接头，多采用办焊或全焊无缝道岔，以提高高速过岔的平稳性与舒适性。设置低刚度轨下胶垫，提高道岔轨道弹性。采用弹性扣件扣压道岔钢轨。道岔岔枕除采用硬质木岔枕外，现多采用混凝土岔枕或新型合成材料岔枕，以及铺设枕式或板式无砟道岔。

1.8

在道岔精调工作项目中，我们认为首先要安排好先后秩序，主要工作包含钢轨硬弯的矫正，道岔框架（支距）的全面调整，道岔内高低人工整治，道岔范围内平面位置的人工干预，大机作业前的准备工作，道岔大机捣固，大机作业后的补砟和道床外观的整理等项目。各项目的开展顺序和主要标准如下：

1.8.1 钢轨硬弯的矫直工作

考虑到道岔配件在运输过程中和铺设上道后平纵断面均不良的条件下走形路用列车，钢轨的焊接质量等必须使得线路钢轨产生一定数量的硬弯，因此首先要安排钢轨硬弯的矫直工作，矫直后用1m 电子平直尺（直钢尺）丈量平面平顺矢度不得大于0.3mm。此项工作要提前做。且必须在轨距调整和平面测量前完成。

1.8.2焊缝不平顺超标的打磨工作

此项工作原则上应该由铺轨施工单位实施，但由于种种原因，总会留有相当数量的焊缝不平顺超标，因此，我们必须对道岔内焊缝不平顺进行全面调查，对焊缝下凸不平顺超过0.3mm的超标处所安排专业队伍用钢轨焊缝机进行打磨，打磨后1m电子平直尺（直钢尺）丈量不平顺值不得大于0.3mm。此项工作必须在道岔打磨车实施打磨前完成。

1.8.3道岔框架尺寸和轨距的调整工作

道岔是轨道的薄弱部位，因此，工务段应提前介入，应对道岔的组装焊联全过程进行监控，要保证岔枕位置正确，焊轨对接和焊缝打磨基本良好，道岔各部位尺寸基本正确。但是，对一些框架尺寸和和轨距未达到标准的还需调整；道岔框架尺寸调整时，应兼顾对应点的方向和轨距，实现综合调整，调整后的框架误差控制在1~2mm范围内，道岔内的轨距误并控制在0~1.5ram范围内，递减率不大于0.5‰，并应保证10根岔枕的轨距值保持一致。道岔框架尺寸和轨距调整应提前实施，并在道岔捣固车捣固前完成。

1.8.4道岔内高低人工整治工作

由于道岔纵断面测量桩间距是10m，考虑道岔捣固车功能上的不足，为确保纵断面测量数据正确和道岔捣固后整体断面良好，因此在道岔捣固车捣固前对道岔的断面找平，人工对道岔内的高低进行整治，保证道岔内高差不大于5mm。鉴于道岔区无法实施稳定工作，所以该工作可在大机动性稳定时同步实施，应在道岔纵断面测量前完成。

1.8.5道岔范围内平面位置的人工干预工作

由于道岔跨级啊刚度大侧向又连着路线或道岔，所以道岔捣固在起拔的时候，抬道量的精度较高，而拔高的精度较差，所以，在道岔平面测量结果出来后，应先进行人工干预拔道，按照cpiii网和

加柱点的横距数据进行人工精度拔道，拔后横距误差控制在3mm范围内。该工作应在平面测量后，道岔捣固车捣固前完成。

1.8.6道岔大机捣固作业

每次的起道量控制在40mm以下，超过60mm的起道量必须分两次起道捣固，鉴于道岔内无法稳定，每次捣固应三次插镐，夹持时间设置在0.45s以上，道岔内的捣固应一次完成，同时应在岔区前后200范围内进行顺坡，道岔稻谷车与线路捣固车同样应该进行穿袖法作业，保证线岔问的顺接。道岔内捣固原则上不采用精确拔道法，采用与前后线路的激光对中法或顺平法；道岔捣固中的配合工作基本志线路捣固相同。

1.8.7大机作业后的补砟和道床外观的整理工作

大机作业后要对道床状态进行同步全面的检查，对缺砟和道床未达到标准断面的地段及时进行补砟，补砟后及时进行道心道砟的补充，并同步进行道床外观的整理，使其达到标准断面尺寸的道床。

1.8.8以道岔前后200米线路为道岔管理单元，拔正方向

道岔前后200线路方向，高低直接影响动车过岔的舒适度。由于道岔早期无光带，无法用肉眼判断，必须拉弦绳拔正。方法：道岔直股作用边采用30~40米弦逐根轨枕量取道方向误差。用拔改相结合的方法，以直股为道岔基准股，并用轨距和支距标定下股和道

岔侧股，方向误差不大于0.5mm（包括道岔前后200线路）。轨距，水平每根轨枕一量，制作了1~2mm改道垫片，控制轨距误差不大于1mm，水平误差不大于2mm，特别注意轨距变化率，相邻误差不得大于0.2mm，高低,水平不大于2mm。加强对对口,岔与岔问渡线较短的轨面整治，确保水平,方向一致。

1.8.9利用波形图知道病害的检查和消灭，科学组织养修

我们高度重视对动态检测资料的利用，每次检测均安排技术人员随车添乘，添乘结束后第一时间将检测资料传至工区，利用动检车,轨检车资料，指导现场检查和作业，同时，将前后两次波形图重叠对比，检验作业效果。由于联调联试期间线路不稳定，必须反复进行轨距变化率,高低和水平三角坑的精调整治。对现场带班作业人员进行查看分析波形图的培训，将道岔地面标志点在现场进行标注，以便于找准晃点位置，确保实施针对性的检查和消灭。要求车间技术人员及时分析病害，下达检查养护任务时必须精确道轨枕号。

优化轮轨关系，保证列车过岔时的平稳舒适，保证道岔的高平顺性，提高道岔的稳定性，保证道岔具有合适的刚度，在整个岔区，实现刚度的均匀化。工电接口应相互协调，保证道岔转换和锁闭的可靠性。道岔应适用于跨区间无缝线路，并与轨下基础相匹配，道岔和渡线的几何尺寸设计即要实现磨耗小又要经济，在考虑钢轨设轨底坡的情况下，则运动学和降低磨耗的要求对车轮过渡段进行优化设计，按少维修和经济性要求优化道岔区，轨道部件的减振措施，

采用可少润滑的活动部件，具有可靠性但少维修的道岔转化系统。

技术标准不统一，不利于站场设计和养护维修，牵引杆件安装在两混凝土岔枕之间，大机捣固时需拆除转换设备，为此需进一步研究工电接口，将转换杆件放在岔枕或钢轨内，提高制造道岔的钢轨原材料质量水平，研究道岔的整体运输方案，进一步完善道岔铺设工艺，提高铺设质量，完善技术标准。

1.9未来的高速铁路运行需要下述两种道岔

第一种为保证直向高速运行的道岔，直向过岔速度同区间轨道一致：第二种为提高侧向运行速度的道岔，主要用于渡线或联络线。

在选择高速道岔技术参数时，用考虑到道岔用途，主要因素是确保旅客舒适性,道岔部件强度和运行安全性。

道岔系列的标准化与各铁路既有线提速的规划和高速铁路的发展密切相关，一般而言，可采用12,18,22,30,38,42。

50和65号标准化系列。

道岔系列与过岔速度相关，如下表。

道岔号码与过岔速度

未来的高速道岔结构应着眼于下列诸项技术研发

发展特种断面钢轨制造的藏尖式，切线形，弹性可弯式曲线尖轨，并且应确保尖轨板动到位，尖轨跟端扣着牢固，自动显示转换

状态。

发展消灭有害空间的弹性可弯式曲线撤叉。

开发新型合成岔枕，以及无道床捣固和不更换岔枕的少维修道岔。

采用弹性轨下垫层和弹性扣减，降低并均匀化道岔轨道刚度，减小道岔破坏程度，延长道岔设备使用寿命。

开发减小尖轨,撤叉及护轨各部位冲击角的道岔结构，降低道岔轨道振动，提高过岔的平稳性与安全性。

开发对称道岔，改造既有道岔，以期提高侧向过岔速度。

开发道岔除雪装置。

消灭道岔钢轨接头，发展无缝道岔。

开发新型道岔自动化检测装置。

开展道岔结构动力学仿真研究，为道岔设计提供理论基础。

结论

对道岔结构也将不断进行优化，相信在不久的将来，国内高速道岔的技术将逐步赶上国际领先水平。