轨道结构基本知识12.道岔3

第四章道岔第一节

道岔的功用及类型第二节

单开道岔的构造第三节

单开道岔的几何尺寸第四节

单开道岔的总布置图第五节

过岔速度和提高过岔速度的措施第六节

道岔的铺设与养护本讲主要内容提高过岔速度的意义限制过岔速度的因素提高过岔速度的措施提高道岔过岔速度的意义提高列车运行的平稳性和舒适性提高线路的通过能力道岔容许通过速度取决于道岔构件的强度和平面型式过岔速度直向过岔速度侧向过岔速度限制直向过岔速度的因素

（1）道岔平面冲击角

护轨冲击角

翼轨冲击角sinβg

=

sinβw

=t1

−tw

Nt1限制直向过岔速度的因素

（2）道岔结构不平顺

区域：转辙器、辙叉轮载过渡区方向：垂向和横向

轮载过渡区直向过岔速度的范围直向过岔速度为同等级区间线路容许速度的80~90%尚无成熟的分析方法，可通过控制轮轨撞击时的动能损失不超过容许值（9km2/h2）直向通过辙叉咽喉至叉心尖端翼轨部分时不爬轨，Vsinβ不超过3km/h提高直向过岔速度的途径两个主要方面：新型结构和新材料合理的结构型式和尺寸途径只是提供了思路、针对每一种途径有相应的工程措施新结构对应的措施可动心轨辙叉代替固定辙叉弹性可弯尖轨跟端代替活接头新材料对应的措施AT轨弹性护轨特种断面翼轨合理的尺寸对应的措施直线轨距不加宽优化牵引点布置，减少不足位移提高制造与铺设精度，加强养护合理的结构型式对应的措施增加护轨、翼轨缓冲段长，减小冲击角优化心轨、尖轨降低值影响侧向过岔速度的因素影响区域：转辙器、导曲线部分、辙叉、岔后部分影响因素：曲线半径、缓和曲线、超高、平面冲击角确定侧向过岔速度的标准动能损失未被平衡离心加速度未被平衡离心加速度增量动能损失直尖轨曲尖轨12mV

2

sin2

β'∆ω

=容许值一般为0.65km2/h2v未被平衡离心加速度及时变率

导曲线采用圆曲线，不设超高，存在离心力（或

离心加速度），为保证行车安全性和平稳性

2R≤

0.5m/s2a

=离心力（或离心加速度）变化过快也将影响行车安全性和平稳性v3Rlv2

/

R

l

/vd

da

dt≤

0.4m/s3==ψ

=道岔线型设计提高侧向过岔速度的措施采用大号码道岔，以增大导曲线半径（最有效）采用对称道岔，可提高侧向通过速度30～40%改进平面设计，如采用曲线尖轨、曲线辙叉采用变曲率的导曲线，可以降低轮轨撞击时的动能损失和减缓未被平衡离心加速度及其变化率加强道岔结构，保证有足够的强度和稳定性，经常保持道岔的良好技术状态减小车轮对侧线各部位钢轨的冲击角，如防止轨距不必要的加宽，采用切线型曲线尖轨，尖轨、翼轨与护轨缓冲段选用尽可能相同的冲击角，并且使与导曲线容许通过速度相配合高速道岔高速道岔类型高速道岔设计理念国内外高速道岔高速道岔站线道岔、渡线道岔、联络线道岔直向高速道岔直侧向高速道岔高速道岔国内外现状法国：拥有道岔世界速度纪录，COGIFER德国：无碴道岔技术先进，BWG日本：道岔技术自成体系，铁道机器（株）公司英国：重载客货混运，以Balfoue

Beatty为代表中国：200km/h提速道岔技术，中铁山桥、宝桥奥地利：200km/h固定辙叉先进技术，锰钢辙叉焊接技术前苏联：拥有200km/h固定辙叉先进技术，如爆炸硬化技术高速道岔设计理念1

.

系统化设计工电一体化设计道岔各部件为一整体系统道岔与区间轨道的整体性与一致性2.

高速道岔应具有可靠的安全性按设计速度增加10%进行理论检算及试验考核可靠的锁闭、密贴检查设备合理的无缝道岔技术强度保证高速道岔设计理念3.

高速道岔应具有与区间相同的行车舒适性平面线型日本:

复合圆曲线德国和法国:

缓和曲线结构设计法国:

最优等效锥度，优化尖轨降低值德国FAKOP，高弹性硫化橡胶基板4

4.

高速道岔应具有高平顺性及低维修工作量控制不足位移及可动件部分的线型严格的制造与组装公差控制道岔定期打磨及机械化铺设维修高速道岔设计理念5.

完善的道岔动力学计算及试验德法在线型、轨距扩大技术等模拟方面采用了仿真软件道岔结构设计、刚度设计和转换计算方面均采用了准静态轨道强度计算理论或有限元结构分析程序部件性能和道岔整体动力性能都分别在室内和现场进行了大量的试验，道岔性能也是通过试验反馈和现场应用经验的不断完善、成熟起来的国内外高速道岔法国高速道岔德国高速道岔日本高速道岔英国客货混运道岔我国客运专线道岔法国高速道岔Cogifer1981年设计和制造了第一代木岔枕高速道岔的线型

(46号和

65号，单肢三次抛物线)，实现270

km/h

的旅行速度

第二代道岔主要是将单肢抛物线改为圆缓线型，混凝土岔枕，1990年创造了501

km/h直向过岔的世界纪录法铁在巴黎至马赛的线路上普遍应用的是第三代道岔，行车速度达到300km/h第四代道岔主要是在第三代的基础上采用了NiCr减磨镀层和可调滚轮，计划推广应用至时速330以上的新线上法国高速道岔主要技术特点（1）线型：圆缓型65号道岔

:

侧向速度230

km/h法国高速道岔主要技术特点（2）轨底坡优化为1：201：20轨底坡1：40轨底坡法国高速道岔主要技术特点（3）一机多点转换技术连杆Bell

曲拐一个转辙机法国高速道岔主要技术特点（4）

无需润滑的转换技术NiCr镀层NiCr镀层可调滚轮法国高速道岔主要技术特点（5）锰钢摇篮式辙叉法国高速道岔主要技术特点（6）跟端均匀受力的专利结构法国高速道岔主要技术特点（7）弹片式扣件系统先张位法国高速道岔主要技术特点

（8）高精度的混凝土岔枕

连杆及线缆槽置区域

连

接

结

构法国高速道岔主要技术特点（9）心轨锁闭与检查装置VPM内置式尖轨定位及锁定检查器德国高速道岔德国BWG公司是专业生产道岔的公司。每年可生产2500组道岔

80年代中期研制的高速道岔采用复合圆曲线，有碴道床，发现锁闭装置有问题后发展了滚轮的减磨措施，同时固定心轨跟端从1996年开始，逐步采用了缓圆缓线型方案，并研究高弹性的橡胶垫板系统BWG公司道岔的发展方向就是不断完善整体道床道岔的技术Jerk德国高速道岔（1）平面线型

德国高速铁路的道岔按缓圆缓线型进行设计，可分为50、39.1、23.7、19.2、14号，侧向速度分别为220、160、100、80km/h。Length

[m]Length

[m]160

km/h德国高速道岔（2）FAKOP式轨距加宽设计德国高速道岔（3）多机多点转换德国高速道岔（4）限位器传递纵向力技术德国高速道岔（5）外锁闭德国高速道岔（6）弹性基板德国高速道岔（7）滚轮式滑床板德国高速道岔（8）强有力的辙叉跟端结构德国高速道岔（9）有碴轨道中的钢岔枕及铰接岔枕德国高速道岔（10）监测系统与融雪设备内容规格钢轨种类JIS６０ｋｇ钢轨钢轨紧固装置螺栓＋垫片、一部分采用弹性轨道铗轨枕种类木轨枕・合成轨枕道床种类有碴道床、板式无碴道床转辙器弹性转辙器、滚珠轴承道床板辙叉可动心轨辙叉护轨本线无护轨转辙器,锁紧方式电动转辙器、间接锁闭方式融雪装置电动温风加热器、温水喷水器、温水洒水器等日本高速道岔新干线道岔结构日本高速道岔可动心轨辙叉滚珠滑床板各种融雪装置日本高速道岔合成轨枕英国客货混运道岔轴重30T、最高速度250km/h的客货混道岔（1）sampson

riser

尖轨设计英国客货混运道岔（2）合金钢叉心英国客货混运道岔（3）钢岔枕与钩形外锁英国客货混运道岔（4）滚轮式滑床台英国客货混运道岔（5）融雪设备我国客运专线道岔1.

我国道岔发展（1）75型道岔：钢轨组合式固定辙叉，刚性扣件，100km/h（2）92型道岔：高锰钢整铸固定辙叉，弹性扣件，120km/h（3）提速道岔：可动心轨辙叉，160km/h（4）99定型道岔：高锰钢及合金钢组合固定辙叉，120km/h（5）秦沈线道岔：最大号码38号，200km/h（6）提速Ⅰ型道岔：可动心轨辙叉，200km/h（7）客运专线道岔：可动心轨辙叉，250km/h,18已铺设、

42号已厂内试铺。最高速度350km/h的18和42已完成设计我国既有线道岔92型道岔99型道岔秦沈客运专线道岔18号道岔38号道岔高速道岔存在的差距工电一体化存在较大差距轮轨关系及道岔动力学、轨道刚度匹配等研究尚有待深化精品道岔意识尚待树立、提高道岔组装精度尚存在转换不足位移及无缝线路卡阻现象缺乏双肢弹性可弯、无碴道岔、桥上无缝道岔应用经验尚需大幅度提高道岔制造标准与工艺水平研究力量分散，缺乏道岔试验系统我国客运专线道岔的研制

2005年6月在铁道部的统一领导和组织下，由科研院所、高校和道岔主要生产厂家，联合自主研发客运专线道岔。目前已完成18号道岔和的研制，分为限位器结构和间隔铁结构两种。客车直向通过速度为

250km/h；货车直向为

120km/h

；侧向通过速度均为

80km/h，有碴道岔和无碴道岔分别在胶济线和遂渝线进行了测试。完成了42号道岔的研制，直向通过速度为

250km/h；侧向通过速度均为

160km/h，已完成厂内试制。直向350km/h客专18号、42号无碴道岔，已完成理论计算、结构设计等工作。我国客运专线道岔18号42号δ/mmm我国客运专线道岔

（1）转换控制µ=µ=µ=µ=0.250.200.100.00010000200003000040000

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0-0.5x/mm度比

里基刚

我国客运专线道岔