6单开道岔总布置图、过岔速度、提速和高速道岔

设置有防磨护轨，护轨轮缘槽的确定原则为确保心轨不发
生侧面磨耗而影响心轨与翼轨的密贴。
六、单开道岔的总布置图
1、道岔设计的两种情况
1）一种是给出钢轨类型、侧向容许过岔速度、机车类 型等条件进行道岔设计。
2）另一种是根据在生产实际中遇到的大量情况，已知
钢轨类型和道岔号数、导曲线半径、转辙器类型、辙叉
类型及长度，来计算道岔的总布置图。
② 道岔立面几何不平顺和影响
车轮通过辙叉由翼轨滚向心轨时，车轮逐渐离开翼轨， 因轮踏面为一锥体，致使车轮下降，当车轮滚上心轨后，车 轮又逐渐恢复至原水平面。反向运行也相同，车轮通过辙叉
必须克服这种垂直几何不平顺，引起车体的振动和摇摆。
车轮由基本轨过渡到尖轨时，锥形踏面车轮也会出现会 先降低随后升高的现象，使车轮犹如在轨面高低不平顺上行 驶，产生附加动力作用，限制着过岔速度的提高。
部件，保持道岔经常处于良好的技术状态。这些均有助 于提高直向过岔速度。
3 高速道岔
道岔是限制列车运行速度的关键设备，在高速铁路中
占有特殊的地位。高速道岔在功能上和构造上与常速道岔
相比，没有原则上的区别，只是对安全性和舒适度的要求 更高了。
近几年来，各国铁路根据高速运行时车轮与道岔的相
互作用特点，对高速道岔的平纵断面、构造、制造工艺、
② 查照间隔 D2：护轨作用边至翼轨作用边之间的距离。 确定原则：具有最小宽度的轮对通过辙叉时不被卡住。 D2≤1348mm。只能有负误差，容许范围1346～1348mm。
③ 护轨中间平直段轮缘槽 为使车轮轮缘能顺利进入护轨轮缘槽内，护轨平直段两端应 分别设置缓冲段及开口段。
开口段
缓冲段
④ 辙叉翼轨平直段轮缘槽tw 应保证两查照间距不超出规定的容许范围。
702mm、936mm及1404mm。
因α较小
辙叉咽喉轮缘槽宽取t1=68mm，叉心实际尖端长度
b1=10mm，则９号、12号及18号道岔的有害空间分别为
2）可动心轨辙叉的主要几何形位
可动心轨辙叉的主要几何形位包括：辙叉轮缘槽与 翼轨端部轮缘槽。 可动心轨辙叉与固定式辙叉不同，其咽喉宽度不能 用最小轮背距和最小轮缘厚度进行计算，而应根据转辙机 的参数来决定。翼轨端部的轮缘槽宽度不应小于固定式的 辙叉咽喉宽度，一般采用大于90mm。若可动心轨辙叉中
道岔区内的轨下基础以及养护维修均进行了大量的研究， 设计制造出一系列适用于不同运行条件的高速道岔。
1) 高速道岔的分类 在高速铁路上使用的道岔仍以单开道岔为主。当前 高速道岔主要分为两类：
① 适用于直向高速行车的道岔。
在改造客货混流的既有线以提高客车运行速度时，
多半保留原有车站的平面布置以避免较大的改造成工程
3）提高直向过岔速度的途径 提高直向过岔速度的根本途径是道岔部件须用新型结构 和新材料。其次，道岔的平面及构造要采用合理的型式及尺 寸，以消除或减少影响直向过岔速度的因素。
① 转辙器部分可采用特种数据面尖轨代替普通断面钢轨， 采用弹性可弯式固定型尖轨跟部结构，增强尖轨跟部的稳定 性。避免道岔直线方向上不必要的轨距加宽。将尖轨及基本 轨进行淬火，增强耐磨性。
3 导曲线几何尺寸
概念：导曲线支距即为导曲线外轨工作边上各点以直 向基本轨作用边为横坐标轴之间的垂直距离。
yn
对于曲线尖轨、圆曲线型导曲线，有如下计算式： 令导曲线上各支距测点i的横坐标为xi（依次为2m的整倍数）， 则支距yi为
支距yi ：
xi sin i sin R yi y0 R(cos cos i )
量，这种情况下，道岔的长度及辙叉角不宜有较大的改 动，由于高速列车很少甚至不进入道岔侧线。而在直向 要求从局部改善道岔的几何形状、强化结构强度、增强 稳定性及延长使用寿命等方面保证列车的直向通过速度 与区间线路一致。这类道岔一般为常用号码道岔。
R——导曲线外轨半径 β ——尖轨跟端处曲线尖轨作用边与基本轨作用边 之间形成的转辙角 γn——导曲线终点n所对应的偏角，γn＝α
最后得到的yn,需要用下式校核
yn S K sin
式中，K 为导曲线后插直线长。
跟端限位器
4 辙叉及护轨几何尺寸
1）需确定的几何形位
辙叉咽喉轮缘槽、查照间隔、护轨轮缘槽、翼轨轮缘 槽、有害空间 。
说明：
道岔各部分的轨距加宽，应有适当的递减距离，以保证
行车的平稳性。
我国新设计道岔中，如提速道岔，除尖轨尖端宽 2mm 处 因刨切引起的轨距构造加宽外，其余部分轨距1435mm。
2 转辙器几何尺寸
1）最小轮缘槽tmin
曲线尖轨 在其最突出处的轮缘槽，比其它任何一点的 轮缘槽都小，该处轮缘槽称为曲线尖轨的最小轮缘槽。
s
导曲线外外轨半径R
α
道岔前长a
道岔前轨缝中心到道岔中心的距离。
道岔后长b
道岔中心到道岔后轨缝中心的距离。
道岔理论全长 尖轨理论尖端至辙叉理论尖端的距离。 道岔实际全长 道岔前后轨缝中心之间的距离。
导曲线后插直线长（当R为已知时可求得） 导曲线后插直线段是为了减少车辆对辙叉的冲击作
用，避免车轮与辙叉前接头相撞，而使辙叉两侧的护轨
2）直向过岔速度的范围 目前虽没有简便而成熟的直向通过速度计算法，不过 根据我国的运营实践并结合一定的理论分析，依据道岔的 结构状况，将直向通过速度限制为同等级区间线路容许速 度的80%～90%。
车辆直向通过道岔时，虽然不存在未被平衡离心加速 度和加速度变化率的问题，但仍然有车轮对护轨和翼轨的 撞击问题，作为辅助性的理论分析，也要控制轮轨撞击时 的动能损失，限制不同条件下供比较用的动能损失不超过 容许限值。由于列车直向过岔时，不存在迫使其改变运动 方向的问题，因而参与撞击的列车质量较侧向过岔时小很 多。
① 采用大号码道岔，以增大导曲线半径，这是提高侧向
通过速度的有效办法。但道岔号数增加后，道岔长度也增
加了。如我国18号道岔全长为54m ,较12号道岔长17m，较
9号道岔长25m，这需要相应地增加站坪长度，因而在使用 上受到限制。
② 采用对称道岔，在道岔号数相同时，导曲线半径约为
单开道岔的两倍左右，可提高侧向通过速度。但对称道岔
的作用，而不能显著提高侧向通过速度。
⑤ 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。
2 直向过岔速度
1）影响道岔直向通过速度的因素 ① 道岔平面冲击角的影响
当列车逆岔直向过岔时， 车轮轮缘将与辙叉上护轨缓冲 段作用边碰撞，而当顺岔直向 过岔时，则将与护轨另一缓冲 段作用边碰撞。
③ 未被平衡的离心加速度增量Ψ
车辆从直线进入圆曲线时，未被平衡的离心加速度
是渐变的。其单位时间内的增量等于Ψ =da/dt。同样Ψ
也必须控制在一个容许值Ψ 0之内。
3）提高道岔侧向通过速度的途径
根据以上分析，增大导曲线半径，减小车轮对道
岔各部位的冲击角，是提高侧向通过速度的主要途径。此 外，加强道岔结构，也有利于提高侧向通过速度。
① 辙叉咽喉轮缘槽宽t1
辙叉咽喉轮缘槽确定的原则是保证具有最小宽度的轮
对一侧车轮轮缘紧贴基本轨时，另一侧车轮轮缘不撞击辙 叉的翼轨。
t1
② 查照间隔 D1：护轨作用边至心轨作用边之间的距离。 确定原则： 是具有最大宽度的轮对通过辙叉时，一侧轮缘受护轨的引 导，而另一侧轮缘不冲击叉心或滚入另一线。 D1≥1391mm。只能有正误差，容许范围1391～1394mm。
1 侧向过岔速度
就一组单开道岔而言，侧向通过速度包括转辙器、导 曲线、辙叉及岔后连接路这四部分的通过速度，每一部分 都影响道岔侧向的通过速度。然而，辙叉部分，无论从目 前的结构型式、强度条件和平面设计来看，都不是控制侧 向过岔速度的关键。
岔后的连接线路不属于道岔的设计范围，且一般规定 ，岔后连接线路的通过速度不低于道岔导曲线的容许通过 速度。因此侧向通过速度主要由转辙器和导曲线这两个部 位的通过速度来决定。
实际采用值 68mm，根据经验可减少至 65mm。
对于直线尖轨来说，
tmin发生在尖轨跟端。尖轨跟端轮缘槽t0应不 小于74 mm。这时尖轨跟端支距y0=144 mm
2）尖轨动程d0
尖轨动程即为尖轨尖端非作用边与基本轨作用边 之间的拉开距离，规定在距尖轨380mm的第一根连接杆
中心处量取。
目前，大多数转Baidu Nhomakorabea机的标准动程为152mm。直尖轨为 142mm，曲尖轨为152mm。
两股均为曲线，使原来直股的运行条件变坏，因而仅适用
于两个方向上的列车通过速度或行车密度相接近的地段。
③ 在道岔号数固定的条件下，改进平面设计，例如采用 曲线尖轨、曲线辙叉，也可以达到加大导曲线半径的目的。
④ 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，但仅在大号码 道岔中才有实际意义。导曲线设置超高，可以减缓未被平 衡离心加速度及增量，但实际上受道岔空间的限制，超高 值很小，只能起到改善运营条件（如防止出现反向超高）
护轨冲击角
翼轨冲击角
同护轨一样，翼轨缓冲段上也存在冲击角，这样在道岔直向过岔速度问题 上，就会产生与护轨相类似的问题。
在一般辙叉设计中，直向和侧向翼轨多作成对称的形 式，冲击角采用与护轨相同的数值。
当列车逆向通过辙叉，轮对一侧车轮靠近基本轨运行
时，另一侧的车轮则必然发生轮缘对翼轨的冲击，其冲击
角与道岔号数有关，一般常见的道岔上，其值较其它几个 冲击角为大，是一个起控制直向过岔速度的重要因素。
Tw≥45mm，我国定型道岔采用46mm。
⑤ 有害空间
辙叉有害空间lH可采用以下计算式
t1 b1 1 1 lH (t1 b1 ) (t1 b1 ) sin sin tan (t1 b1 ) cot (t1 b1 ) N
lH (t1 b1 ) N
② 采用活动心轨型辙叉代替固定辙叉，保证列车过岔时线
路连续，从根本上消灭有害空间，并使道岔强度大大提高。
适当加长翼轨、护轨缓冲段长度，减小冲击角，或采用不等 长护轨，以满足直向高速度的要求。
③ 为减少车辆直向过岔时车轮对护轨的冲击，可以使 用弹性护轨。
④
加强道岔的维修保养，及时修换磨耗超限的道岔零、
第六讲
道岔总布置图
本讲主要讲述总布置图、提速及高速道岔。
复习:
一、道岔发展概述 二、特点 三、类型 四、单开道岔构造
五、单开道岔的几何形位
1 道岔各部分轨距
在单开道岔中，需要考虑轨距加宽的部位有：
1）基本轨前接头处轨距S1 2）尖轨尖端轨距S0 3）尖轨跟端直股及侧股轨距Sh 4）导曲线中部轨距Sc 5）导曲线终点轨距S
2）基本参数的确定
目前道岔设计中用以下三个基本参数来表达列车运行 在道岔侧线上所产生的横向力的不利影响：动能损失、未 被平衡的离心加速度、未被平衡的离心加速度增量。 ① 动能损失ω ② 未被平衡的离心加速度a 道岔导曲线一般采用圆曲线，且导曲线一般不设超高。 因此，列车在导曲线上运行时，将产生未被平衡的离心加 速度。
2、单开道岔总图计算的主要内容
1）道岔主要尺寸计算 2）配轨计算 3）导曲线支距计算 4）各部分轨距计算 5）岔枕布置 6）绘制道岔布置总图 7）提出材料数量表
LQ

2
道岔实际全长
q a
道岔前长a
道岔理论全长
Lt
m b

2
道岔后长b 导曲线后插直线长 K
n
O
O点为道岔直股中心线与侧股辙叉部分中心线的交点，又称道岔中心。
1）影响道岔侧向通过速度的因素 影响侧向过岔速度的因素很多，主要限制因素是由 于导曲线一般不设超高和缓和曲线，且半径较小，列车 未被平衡的离心加速度较大。
机车车辆由直线进入道岔侧线时，在开始迫使车辆 改变运行方向的瞬间，将必然发生车辆与钢轨的撞击， 此时，车体中的一部动能，将转变为对钢轨的挤压和机 车车辆走行部分横向弹性变形的位能，即动能损失。动 能损失过大将影响旅行舒适度和道岔结构的稳定，降低 其使用寿命，因此动能损失必须限制在容许范围之内。
完全铺设在直线上 。
导曲线外外轨半径R（当K已知时可求得）
七、过岔速度和提高过岔速度的措施
列车通过道岔的速度包括直向通过速度和侧向通过
速度。道岔的过岔速度是控制行车速度的重要因素之一。 道岔容许通过速度取决于道岔构件的强度及平面型式两 个方面，这些是保证列车安全平稳运行和旅行舒适度所 必不可少的条件。