单开道岔道岔设计实例

单开道岔道岔设计
一．我国铁路既有线道岔概况：
我国铁路道岔的发展大致经历了六个阶段，分别以75型道岔、92型道岔、提速道岔、99型道岔、工联岔道岔及客专道岔为代表。

下面简介前四种道岔，工联岔道岔及客专道岔下期重点讲解。

道岔技术进步阶段性比较（一）
比较项目75型道岔92型道岔提速道岔99型道岔
时间1972-74年设计
修改，75年部颁
标准：
70年代后期研
制，86年技术鉴
定，92年定型：
1995开始研
制，96年鉴定
通过，97年批
量生产。

99年对提速道岔存
在问题改进提高。

道岔固定型，直股加
宽max10mm。

固定性，直股加
宽max10mm。

固定性及可动
心轨辙叉,直股
均为1435mm。

固定性及可动心轨
辙叉；
钢轨（38kg/m）、
43kg/m、50kg/m
固定型
50kg/m、60kg/m
（不包括43kg/m
钢轨）
60kg/m、
75kg/m、
60kg/m、75kg/m、
速度直向：
80-120km/h
直向：
100-120 km/h
直向：160
km/h；
侧向：50 km/h；
直向：
Ⅰ型≥200 km/h；
Ⅱ型≥160 km/h；
改进型≥120 km/h；
岔枕及连接木枕，狗头道钉；
岔枕间距小，
480-580mm。

小断面木枕，螺
纹道钉M22×
145，后期个别混
枕。

岔枕间距小，
480-580mm。

混凝土岔枕、个
别大断面木枕。

M30×165岔枕
螺栓。

岔枕间距
600mm左右。

混凝土岔枕；M30×
170岔枕螺栓，分锯
齿型和普通型。

岔枕
间距600mm左右。

尖轨普通钢轨刨切而
成；轨腰增设补
强板；与基本轨
贴靠区轨底爬坡
式结构；直线尖
轨；贴尖式；间
隔铁式跟端结
构；尖轨轨顶比
基本轨轨顶高
6mm。

9号尖轨
长6250 mm。

60（50）AT钢轨；
藏尖式；除12号
尖轨为半切线型
弹性可弯式；其
它为直线型、间
隔铁式跟端结
构。

轨顶与基本
轨平齐。

9号尖轨长6450
mm。

60AT钢轨；藏
尖式；弹性可弯
式固定接头；1：
40轨顶坡；限
位器；
9号尖轨长直
13456 mm和曲
13465mm
60AT钢轨；藏尖式；
弹性可弯式固定接
头；V≤120 km/h 不
设1：40轨顶坡；V
≥120 km/h设1：40
轨顶坡；限位器；尖
轨通长加工1mm保
证尖轨平顺。

9号尖
轨长直曲均为12400
mm。

道岔技术进步阶段性比较（二）
比较项目75型道岔92型道岔提速道岔99型道岔
(92改进型和提速改进型)
滑床板6mm厚滑床台，栓
接双墙式轨撑，刚
性扣压，见图
CT1-34、CT1-82
24 mm厚滑床台，
可调式栓接轨撑，
刚性扣压，见图3
29mm厚滑床
台，弹性轨撑，
弹性扣压，见图
4、5。

30 mm厚滑床台，弹
性轨撑，弹性扣压，
牵引点处通长垫板
见图4、6。

扣件狗头道钉刚性扣板式Ⅱ型或改进型弹
性扣件。

局部困
难区刚性扣件
Ⅱ型或改进型弹性
扣件。

局部采用特殊
弹性扣件加强。

辙叉直线型高锰钢整铸
辙叉；跟端不分腿；
用两块夹板连接。

9
号m=2050mm。

辙
叉下无铁垫板。

直线型高锰钢整铸
辙叉；跟端分腿；
用四块接头夹板连
接。

9号
m=2771mm。

辙叉
下设铁垫板。

刚性
扣压
直线型高锰钢整
铸辙叉；跟端分
腿；用四块接头
夹板连接。

9号
m=2771mm。

辙
叉下设铁垫板及
橡胶垫板。

弹性
扣压。

直线型高锰钢整铸
辙叉；或可动心轨辙
叉，跟端分腿；用四
块接头夹板连接或
焊接。

9号
m=2771mm。

辙叉下
设铁垫板及橡胶垫
板。

弹性扣压。

牵引点处一点牵引；动程为：
152mm；扳道器。

一点牵引；动程为：
152mm；扳道器或
电动、电液转辙机。

内锁闭
9号、12号两点
牵引：第一牵引
点动程为：160
或180mm；第二
牵引点动程为：
75mm；电动、电
液转辙机；钢岔
枕。

外锁闭
9号、12号两点牵引：
第一牵引点动程为：
160或180mm；第二
牵引点动程为：
75mm；电动、电液
转辙机；取消钢岔
枕、岔枕连接装备；
挡碴板；V≤120
km/h可采用内锁闭；
V≥120 km/h采用外
锁闭。

护轨用间隔铁与导轨连
接护轨。

槽型及H型护轨槽型及H型护轨槽型及H型护轨；整
铸护轨垫板
缓冲垫层硬冲击；无弹性缓
冲垫层。

木枕垫板下设塑料
垫片或胶合竹板。

混枕板下设橡胶垫
板。

轨下、辙叉下
无缓冲垫层
轨下、辙叉下、
垫板下均设缓冲
垫层——橡胶垫
板
橡胶垫板，滑床板处
基本轨下为单面槽
橡胶垫板，整个范围
内弹性趋于一致。

导曲线半
径（12号道
岔）
R=330mm R=350mm R=350mm R=350mm
二．92型道岔系列与改进型系列比照
92型道岔92型改进型道岔序号项点名称缺点项点名称优点
1 小断面木
枕
弯曲刚度不足，纵横向防爬阻
力低，不能持久保持轨面平顺，
道钉易松动，维修频繁，不适
应大型养路机械作业，稳定性
差，使用寿命短
混凝土岔
枕
弯曲刚度大，纵横向防爬阻力高，能持久
保持轨面平顺，道钉锁定牢固，简单实用，
适应大型养路机械作业，稳定性高，使用
寿命长
2 刚性扣件对钢轨的锁定能力低，使钢轨
与岔枕之间难以形成较好的抵
御温度力的弹性框架，且在动
载作用下扣件扣压力损失较
大，使用寿命短。

弹性扣件
能持久保持钢轨的锁定，动载作用下扣件
扣压力损失较小，使用寿命长。

旅客舒适
度高。

3 直线尖轨侧向冲击力大；磨耗严重；旅
客舒适度底；影响行车速度；
使用寿命短。

半切线型
弹性可弯
尖轨
显著增大导曲线半径，缩短道岔全长，尖
轨冲击小，磨耗轻；旅客舒适度高尖轨尖
端轨距加宽最小。

4 尖轨跟部
结构为间
隔铁活接
头
基本轨承受很大的附加阻力；
尖轨位移不易控制；限制直向
行车速度；稳定性差。

鱼尾板固
定接头
解决了间隔铁活接头存在的问题，提高了
列车通过允许值
5 尖轨顶面
不加工
尖轨顶面不加工，出现马鞍型
磨耗
尖轨顶面
通长加工
1mm
尖轨顶面通长加工1mm消除因跟端压型
引起的短波不平顺，消除或减轻了马鞍型
磨耗。

6
未设弹性
缓冲垫层：
使机车车辆轮对对垫板和岔枕
形成硬冲击；导致岔枕裂损；
形成道床残余变形的积累；旅
客舒适度底。

设弹性缓
冲垫层
使机车车辆轮对对垫板和岔枕形成弹性
冲击；减缓岔枕受力；消除道床残余变形
的积累；旅客舒适度高。

7 一般螺母须经常养护，增加了劳动强度，防松螺母免维护，耐久性。

8 一点牵引动程为：152mm；扳道器或电
动、电液转辙机。

内锁闭
两点牵引
9号、12号两点牵引：V≤120 km/h可采
用内锁闭；V≥120 km/h采用外锁闭。

9 设置牵引点
处岔枕连接
装备
防爬阻力大，道岔稳定。

10 牵引点处
通长垫板
保证牵引点处轨距，防止轨距扩张。

牵引
力分散传递。

11 挡碴板
保证牵引转辙机畅通工作。

三．尖轨型式：
按平面型式分类
直线型尖轨—
—工作边为直
线。

优点：左右开通用，加工简便。

缺点：:冲击大，易磨耗，
旅客舒适度低。

寿命短。

曲线型尖轨—
—工作边除尖
轨尖端前部有
一小段直线外，
其余均为曲线。

切线型
尖轨曲线的理论起点与基本轨工作边相切。

在
尖轨3mm或5mm断面前去用一段100-300mm
的直线段，直线段与尖轨曲线不相切。

见示意
图
我国目前很少采用。

优点：半径较大，冲击小，
尖轨尖端轨距加宽最小。

缺点：尖轨较长，加
工困难。

半切线
型
尖轨曲线的理论起点与基本轨工作边相切。

在
尖轨25mm左右断面作切线，将尖轨前部取
直。

主要采用，优点：显著增大导曲线半径，缩短
道岔全长，冲击小，强度较切线型大；尖轨尖
端轨距加宽最小。

割线型
曲线尖轨工作边与基本轨工作边相割。

多用于小号码道岔，优点：导曲线半径可更大，
全长更小。

缺点：冲击大，易磨耗，旅客舒适
度低。

寿命短。

半割线
型
曲线尖轨工作边与基本轨工作边相割，在尖轨
某断面处作切线，将尖轨前部取直。

多用于小号码道岔或工矿企业线路，优点：导
曲线半径可更大，全长更小，可走大型机车。

缺点：冲击大，易磨耗，旅客舒适度低。

寿命
短。

按尖轨断面型
式分类普通钢轨断面尖轨：“75”型道岔用。

特种断面钢轨：50AT、60AT
按尖轨尖端与基本轨的接触型式分类贴尖式：“75”型道岔用
藏尖式：“92”型道岔、提速道岔、99型道岔。

四.道岔设计中需要考虑的参数（仅适用于标准轨距国铁）
符号名称采用值备注
转辙器S max轨距最大值1456
S min轨距最小值1433
T max轮箍（轮对）内侧距容许最大
值
1356
T min轮箍（轮对）内侧距容许最小
值
1350
d max轮缘容许最大厚度32
d min轮缘容许最小厚度23
tg 辙跟轮缘槽——应保证在最不利
条件下，即轮对一侧车轮轮缘紧贴尖轨
时，另一侧车轮轮缘能够顺利通过而不
冲击另一尖轨跟端。

Sg=1435，=70；
t min曲线尖轨最小轮缘槽Sg=1435时，
t min≥65；
辙叉及护轨D x查照间隔——辙叉心轨工作边至
护轨工作边的距离，应保证在最不利条
件下，借护轨制约一侧车轮，而不使另
一侧车轮冲击辙叉心。

D x≥（T max+2）+ d max
D x≥1391
不随轨距加宽变动，
轨距加宽时护轨平
直段轮缘槽相应加
宽。

D y护背距离——辙叉翼轨工作边至
护轨工作边的距离，应保证在最不利条
件下，不被卡在翼轨和护轨之间。

D x≤T min -2
D x≤1348
不随轨距加宽变动，
轨距加宽时护轨平
直段轮缘槽相应加
宽
t h护轨平直段轮缘槽t h≤S m - D x -2
S m=1435，t h=42
轨距加宽时，护轨平
直段轮缘槽相应加
宽
t2辙叉轮缘槽t2≥S m-（D x+ t h）
＝1435-（1348+42）＝45，
S m=1435，t2=46
t 1辙叉咽喉轮缘槽S m=S=1435时，
t2=68
轨距加宽时，咽喉轮
缘槽相应加宽
d H活动心轨拉杆中心动程d H=90
轮轨关系示意图：
五．道岔设计开发过程
这里以60kg/m钢轨9号改进型单开道岔为例，单开道岔的设计步骤。

60 kg/m钢轨9号改进型单开道岔研制程序
试制验证
设计和开发
任务确认
整组试铺
整组检验
设计方案报铁
道部组织专家
方案评审，比选
并确定最佳设
有
关资料的
收集，确定设
编制《技术
开发项
目
对设
计图纸进行
初步设计：总
体设计、转辙
器设计、辙叉
及护轨设计
方案设计
（提出多个
试铺过程中编
制出产品试制
编制《设计和开
发输入一览表》
设计评审
根据“评审意
见”完善设计
施工设计工艺评审
根据专家审查
意见进行图纸
上道试铺形成《技
术开发项目验收
根据专家意见
形成《新产品
根据顾客验证
结果编制《设
使用中根据顾客或设
计者提出的设计更
㈠设计依据及有关资料
⒈设计任务及要求：
⑴.钢轨类型及道岔号数：60kg/m钢轨9号单开道岔。

⑵.道岔容许通过速度：
直向：旅客列车：V≤120 km/h；
货物列车：当轴重为23t时V≤90 km/h；
当轴重为25t时V≤80 km/h。

侧向：≤35 km/h。

⑶.道岔平面设计要求：与既有线路道岔有较好的兼容性，即：与线路既有道
岔相比，道岔中心、辙叉理论中心均不变，道岔全长相同或相近，更换既有道岔不会引起站场平面布置的改变。

最好采用提速道岔设计中9号道岔成熟先进的平面线型。

⑷.主要部件的结构形式：结构形式参照“92”改进型60kg/m钢轨12号
单开道岔（CZ560）及提速改进型60kg/m钢轨12号单开道岔（CZ543）。

⑸.转辙设备：采用联动内锁闭机构。

⑹.轨道电路：按设轨道电路设计。

⒉有关资料的收集：
⑴.“92”改进型60kg/m钢轨12号单开道岔施工图。

⑵.提速改进型60kg/m钢轨12号单开道岔施工图。

⑶.“提速60kg/m钢轨9号单开道岔施工图(铁联线051)。

⑷.“92”型60kg/m钢轨9号单开道岔施工图。

⑸.参数容许值的选择: 设计道岔时，确定道岔形式尺寸（平面线型）的各项
设计参数，不应超过线路允许值。

我国一级铁路线路设计参数允许值为：
①.车辆通过道岔侧线时产生的未被平衡离心加速度允许值为α=[0.6m/s2]。

②. 车辆通过道岔侧线时，未被平衡离心加速度的增减率允许值为ψ=[0.5
m/s2] 。

③.机车车辆通过道岔时，其车轮轮缘对道岔部件冲击产生的动能损失允许值为ω0=[0.65km2/h2]。

⑹.既有线60kg/m钢轨9号道岔导曲线半径及道岔平面型式:
序号图号
道岔全长
（a+b=L）
（mm）
q
（mm）
R
（m）
n
（mm）
m
（mm）
K
（mm）
L O、L O'
（mm）
1 专线4115 13839+15730
=29569
2650 R=180 n=1538 m=2771 2058 L0= L0'=6450
2 专线4194 同上同上同上同上同上同上同上
3 专线4135 同上同上同上同上同上同上同上
4 研线8802A
（木枕）
13839+15725
=29564
2860
R1=360
R2=190
n1=1526
n2=1533
m1=2766
m2=2783
2199
L0=12730
L0'=12721
5 铁联线051
（混枕）
14015+15725=
29740
2980 同上n=1526 m=2766 同上
L0=13465
L0'=13456
⑺.道岔垫板设计考虑采用Ⅱ型（或改进型）弹条扣件时，采用钢轨护或槽护
时混凝土岔枕的通用性。

⑻.辙叉的结构型式：直线型辙叉，采用高锰钢整铸辙叉（或锰钢与钢轨焊接
辙叉）或其它合金钢叉心组合辙叉。

辙叉趾端、跟端接头采用接头夹板连接。

㈡.设计原则的确定：
⑴.9号改进型单开道岔主要用于既有线路的大修和更新。

满足既有线路对9
号道岔容许通过速度的要求。

即：
直向：旅客列车：V≤120 km/h；
货物列车：当轴重为23t时V≤90 km/h；
当轴重为25t时V≤80 km/h。

侧向：≤35 km/h。

⑵.与既有线路道岔有较好的兼容性，即：与线路既有道岔相比，道岔中心、
辙叉理论中心均不变，道岔全长相同或相近，更换既有道岔不会引起站场平面布置的改变。

⑶.道岔舒适性和稳定性指标不低于现有线路要求。

⑷.适应既有的联动内锁闭电务转换设备。

㈢主要结构特征的确定：
1.采用Ⅱ型（或Ⅲ型）弹条扣件。

2.采用预应力混凝土岔枕。

岔枕间距为600mm左右。

3.不设1：40轨底坡。

道岔两端设与1：40轨底坡线路连接的顺坡垫板。

4.设置弹性垫层：轨下及辙叉下设5 mm厚的缓冲橡胶垫板，垫板下设10 mm
厚缓冲橡胶垫板。

5.铁垫板宽170 mm，厚20 mm。

滑床板、护轨垫板的基本轨内侧不设弹片扣
压。

6.所有连接紧固件采用防松螺母结构。

7.辙叉趾端、跟端接头采用接头夹板连接。

8.采用高锰钢整铸辙叉（或锰钢与钢轨焊接辙叉）或其它合金钢叉心组合辙
叉。

9.护轨采用43kg/m钢轨分开式护轨或槽形护轨。

10.
㈣设计方案
1.方案一：平面线型及主要结构吸收既有提速道岔的优点，按设计原则规定
进行设计。

即道岔平面线型为复曲线型，导曲线半径R1=360m、R2=190m。

道岔全长29569mm，辙叉长4311，尖轨长12.4m，采用半切线型曲线尖轨，跟端为弹性可弯式固定接头并设限位器。

转辙器设置两个牵引点，第一牵引点前和第二牵引点后各设置一块通长垫板。

直向护轨与侧向护轨长分别为5400mm和3800mm；直股护轨采用曲线线型和弹性结构。

采用胶接绝缘接头，绝缘接头设在侧股。

岔枕间距除牵引点处为650 mm和辙叉处为620 mm外，其余均为600 mm。

2.方案二：除道岔全长变为29564mm，辙叉长变为4306，尖轨长变为1
3.6 m，
钢轨绝缘设在辙跟外，其余平面线型及主要结构与方案一相同。

㈤方案三：平面线型及主要结构参照“研线8802A ”60-9号单开道岔的平面形式，同时按设计原则规定进行设计，即道岔平面线型为复曲线型，导曲线半径R1=360m、R2=190m。

采用半切线型曲线尖轨，曲线尖轨长13.23m，直线尖轨长13.222 m；跟端为弹性可弯式固定接头并设限位器。

岔枕间距除牵引点处为650 mm和辙叉处为617 mm和615 mm外，其余为600至620 mm；道岔全长为29470 mm。

直向护轨与侧向护轨长分别为5400和3800mm。

设计方案比较
方案一：
1.优点：平面线型与提速9号道岔接近，经过运营验证，比较成熟。

可以和既
有92型道岔互换。

道岔消除了尖轨跟端活接头。

稳定性大大提高。

直线尖轨和曲线尖轨等长，利于制造管理；直股轨距均为1435，消除了转辙器部分因轨距加宽引起的几何不平顺。

半切线曲线尖轨在列车运行中磨耗和横向冲击力较小，提高了旅客舒适度，使用寿命长。

弹性结构和曲线型护轨，可以减轻和改善护轨冲击。

岔枕间距均为600 mm便于铺设和捣固；能适合大型养路机械捣固作业。

胶接绝缘接头可在工厂制造，利于道岔内钢轨焊接。

道岔综合性能有较大提高。

2.缺点：与既有92型道岔相比，需用两套电务转换设备。

方案二：
1.优点：与方案一的优点相同，由于钢轨绝缘接头设置于辙跟侧股，导轨不用截断。

2.缺点：在现行标准下，25m长的AT轨下料浪费较大。

直股不能实现焊接连接。

与既有92型道岔相比，需用两套电务转换设备。

方案三：
1.优点：平面线型在线路中已经验证，比较成熟。

道岔取消了尖轨活接头。

直股轨距均为1435，消除了转辙器部分因轨距加宽引起几何不平顺。

半切线曲线尖轨在列车运行中磨耗和横向冲击力较小，旅客舒适度高，使用寿命长。

道岔综合性能有较大提高。

2.缺点：岔枕间距不均等，不利于铺设和机械化养路作业；直、曲尖轨不等长不利于制造管理；需用两套电务转换设备。

㈥方案建议：
根据以上方案比较，设计方案均能满足设计原则的规定。

推荐方案一和方
案三供专家审查定夺。

㈦方案确定：经铁道部“技术审查”确定方案一为设计图方案。

㈧施工图设计：
设计力求做到“实用”、“经济”、“合理”、“美观”。

以下举例说明：
⑴.尖轨长度：从方案一可知尖轨长度取12.4m、方案三取曲线尖轨长
13.23m，直线尖轨长13.222 m ，且辙跟用“433平垫板”可分开，绝
缘也可设在辙跟。

事实上方案一与方案三一样，尖轨在辙跟对齐时，
曲线尖轨应比直线尖轨长9mm。

为什么取一样？且为12.4 m呢？是因
为①.长度取一样长便于车间下料及施工管理。

辙跟相错9mm无关大
局；②.长度取12.4 m 略小于25AT钢轨一半，除去淬火缩尺量，下料
耗损、压型耗损等几乎一点也不浪费原材料，大大的降低了成本。

⑵.设计中力求采用通用件，全方位考虑道岔在生产、运输、现场施工、
运营及铁路升级时的可行性。

60-9设计中充分考虑了“92”改进型、
提速改进型、Ⅱ型弹条道岔、Ⅲ型弹条道岔、钢轨护及槽护道岔混凝
土岔枕的通用性，及现场自动化操作的可行性。

Ⅱ型弹条“92”改进
型取垫板孔至铁座104mm，Ⅱ型弹条提速改进型取垫板孔至铁座
100mm，Ⅲ型弹条“92”改进型取垫板孔至铁座106mm，Ⅲ型弹条提
速改进型取垫板孔至铁座102mm，这样一种岔枕适用4种道岔结构。

又因为岔枕间距排布均匀，垫板孔至铁座的距离机械套筒均能使用，
所以适合大型养路机械养护作业。

⑶.限位器设计：限位器俗语分公母，设计中考虑在左右开道岔中限位器
通用一种形式，将上下圆弧取值一样。

左右开只需翻转使用。

⑷.电务设计：目前主要借鉴以前专线或研线设计中的牵引点及钢轨钻眼
布置方法。

再就是通过和通号设计院合作开发的方法。

⑸.岔枕设计：目前我们只能从事岔枕钉孔距布置的设计。

结构设计主要
借鉴专线设计和国家标准。

六.小结
道岔设计是一个多专业合作的工程。

要真正提高道岔设计技术水平。

除需理论知识外，还需要经常与工务、电务交流；须不断的学习国内国外的先进经验。

须对道岔的设计理论、制造工艺、运输、现场施工、运营、养护及管理有一个透彻系统的了解。

因此建议设计部门应每年进行一次线路调研活动。