道岔铺换机组及安全操作规程

多功能道岔
整体换铺机械及安全操作规程（草稿）
2014年5月
多功能道岔
整体换铺机械及安全操作规程（草稿）
一、国内外道岔施工机械动态
目前，国内部分铁路工程机械制造厂家也研制了一些道岔施工设备，其设计思路只是局限于降低劳动强度，起到配合人力施工的作用，机械化、自动化程度和国外产品相比存在较大差距，未能在简化施工步聚，大幅减少封锁时间和劳动力上取得有效突破。

为满足我国铁路跨跃式发展的需要，铁道部于2002年进口了两台法国GSM公司的道岔整体更换设备，以期望在国内消化吸收，据此宝鸡桥梁厂承接了铁道部的道岔整体铺设设备的科技攻关项目，目前仍处于研发阶段。

另外，昆明中铁大型养路机械集团有限公司已于去年研制成功了我国首台CPH型道岔换铺机,并于2005年6月9日通过了铁道部的出厂验收。

而其结构形式和法国吉斯玛基本一致。

昆明中铁大型养路机械集团有限公司CPH型道岔换铺机
因此，在我国道岔整体移铺设备已经起步。

但由于目前造价仍然昂贵，杯水车薪，满足不了我国道岔施工的实际需要。

因此，我国的道岔施工水平仍处于人力施工的落后状态。

目前，西方发达国家道岔施工已实现机械化，其代表产品有法国GSM公司的步行式道岔整体换铺系统和德国
DESEC公司的履带行走式道岔铺设机。

法国吉斯玛道岔换铺机
前者在我国郑州铁路局已有使用经验，并且可以在网上看到相关产品介绍和使用的文章。

对其机械原理本文不予介绍。

该机的主要优点是单元重量较轻，可以根据不同的道岔号用多台组合施工；对大号道岔可将道岔整体焊接好后整组铺设。

该机采用轨道台车纵向运输道岔，走本线运输道岔进行施工时需铺设纵向走行轨，这对本线纵向运输的道岔施工比较烦琐，但对临线纵向运输道岔横移至本线铺设的施工则不需铺设走行轨；该机每步的横向移动距
离最大只有0.6m，不利于较大距离的横向移动。

设备售价约为人民币1100多万元，造价较高。

德国DESEC公司的道岔施工机械为整体式结构，其收缩状态长度为16.45m；宽度为3.1m；高度为2.705m；在伸展状态下高度为4.800m、宽度为5.850m，不包括折叠臂的伸展状态最长吊点为24m，重量不祥。

该机纵向装有伸缩臂，用于调节道岔的吊点位置；横向装有带履带走行装置的支腿，履带走行装置可通过换位支腿顶升后调节走行方向。

该机的突出优点是：可一次吊运铺设一组9号普通单开道岔，施工时，纵向、横向行走灵活；任何情况下均不需铺设走行轨；可以说是目前最先进的道岔施工设备。

其不足之处是：对长度达43.2m12号SC325提速道岔，需采用分次铺设或采用2套设备同时施工；由于其体体积庞大，必须使用专用车辆运输进场和退场；同时对场地的平整性和电气化柱台座及信号箱等设备影响较大，对多股道的复杂岔群施工比较困难；另外其结构复杂，造价昂贵。

本专利研发的多功能道岔横移机
本专利研发的多功能道岔横移机之起拨道机单元
二、技术参数及技术原理概述
（一）、技术参数
步行式横移机
该设备工作类型参照起重机U1利用级别，载荷情况按Q3-重；载荷谱系数标称值K P＝0.5；金属结构工作类型按A2 ，
1、单台起重量：135.240KN;
2、起拨道机起升力：120KN
3、单台起重总重量：177.24KN;
4、步行机最大起升量：1.8m
5、起拨道机最大起升量：1.2m
6、动力：本田GXV270K1竖轴汽油发动机
参数如下：额定功率：6.25千瓦
额定转数：3600转/分钟
7、DELTA POWER HI-LOW 型号L8-4快慢速两级调速齿轮泵，参数如下：排量：8.22+3.33 ml/r
最高工作压力：21Mp
最高转速： 3800r/min
最大流量：41.58l/min
负载流量：29.59l/min
8、步行循环时间:150秒
运岔车组
1、发动机采用本田GX390K1汽油发动机两台，
参数如下：额定功率：8.6千瓦
额定转数：3600转/分钟
最大功率：9.555kW/3600rpm
推荐使用功率：8.6kW /3600rpm
最大扭矩：2.7kg.m/2500rpm
耗油量：230g/HP.h
重量：31kg
电启动/往复式
电及手启动
2、运岔车液压马达选用宁波力士液压有限公司1QJM21-0.63L液压马达，
参数如下：排量：0.664L/r
额定压力：16 MP a
最高压力： 25 MP a
转速范围：2～250转
额定扭矩：983 N.m
最大功率：12.4 KW
最大扭矩：1572（N.m）
运岔车最大驱动力：19.961 (KN)
单台液压马达实际功率为：5.08 KW
千分之七上坡时最大加速度为：0.00138（m/S2）
加速到每分钟41.666m的时间为：503 （s）
平坡时最大加速度为：0.00837（m/S2）
加速到每分钟41.666m的时间为：83 （s）
平坡时运行300m的时间为:268(秒)
7‰上坡时运行300m的时间为：t659(秒)
运岔车0到2.5km/h的启动时间为：83秒
最大驱动力：19.961KN
最大上坡坡度为：7％0。

3、液压油泵选型选用DELTA POWER公司生产的PH402-A8两台。

参数如下：排量：8.18ml/r；
流量：29.488L/3600r/分钟；
压力:20.7MP；
最高转速：4000转/分钟；
（二）、多功能道岔换铺设备的工作原理概述
多功能道岔换铺成套设备由步行式道岔横移机组，道岔纵向运输车，走行滑轨吊滑装置组成。

该机的工作原理是：用多台道岔步行横移机负责对预铺在场外的道岔整体横移至纵向运输车上及运输到位后的道岔起升、下落和道岔的准确对位；道岔运输车负责将道岔从预铺场地纵向运输到铺设现场；走行轨吊滑装置负责本线铺设道岔时拆除走行轨的吊升，以利于走行轨的快速拆除。

在使用功能上，该设备兼多项功能于一身，不但可用于道岔横移纵移施工，将道岔步行式横移机的伸缩箱梁拆
除后稍做变换，即可做为完整的起拔道机使用，运岔车可作为钢轨运输平车使用，吊滑装置可用于无缝线路的应力放散。

今后在高速铁路的施工中相信还会有更多的使用功能可以进一步挖掘，如长钢轨的横向移动，轨枕板的吊运安装等。

下面将各种设备的工作原理描述如下：
1、步行式道岔横移机的组成及工作原理
道岔横移机采用模块式部件拼装结构，各部件采用轴销联接，液压油管采用快速插接，整套机器可进行快速组装，以满足复杂地形条件下人力运输的要求。

该机由伸缩箱梁、主起升端架、多功能起拔道机组成。

如图DCJ00-1。

步行式伸缩箱梁由箱梁基本节1(图DCJ-01-01)、伸缩箱梁中节11、伸缩箱小梁9构成，内置伸缩双作用液压油缸26、27和与主起升端架联接的联接元件及与多功能液压起拔道机联接的元件组成。

为克服主起升端梁与步行式伸缩箱梁联接后吊重载荷对箱梁的扭曲作用，二片主起升端梁分别采用二支主升油缸和单支主升双作用油缸的结构形式，使整个步行架形成三角型支承，消除扭曲变形对箱梁造成的影响。

其端架内设滑梁及纵向微调油缸。

多功能起拔道机由液压动力源、换位起升双作用液压油缸，扁担梁、钢轨钳吊架起升油缸、旋转头钢轨钳及走行轮装置、
液压控制操作单元组成(如图DCJ-01-01～DCJ-01-04)。

根据施工道岔的长度及重量，道岔横移机施工机组由多台步行式道岔横移机组成，一般12号钢筋混凝土枕单开道岔由5台步行式道岔横移机组成，单台额定起升重量约15吨，施工道岔时，将多台步行式道岔换铺横移机依次摆开，摆放点的确定原则是要使每台道岔换铺横移机的重量大致相等，然后钢轨钳（图DCJ-01-01～DCJ-01-04, 图6下同）将道岔钢轨头部夹持好，将道岔步行式横移机套梁9、11伸出，然后将端梁主升油缸28顶起，将道岔吊自一定高度之后，即可将道岔进行横向移动，道岔移动到伸缩梁端部后，将换位油缸17顶升（或将钢轨钳吊架油缸收缩把道
岔放置地面），将端梁主升油缸28收缩。

然后，收缩后方
伸缩箱梁9、10，伸展前端伸缩箱梁9、10，将端梁主升油缸28顶起，换位油缸17收缩。

即可进行第二次横向移动。

依次类推将道岔逐步横移至预定地点。

若预定地点为道岔运输平车，此时道岔下落至道岔运输车，即可进行道岔的纵向运输，道岔换铺步行式横移机不用摘钩即可随道岔一起运至换铺地点，到达换铺地点后，道岔步行式横移机即可马上开始工作；若预定地点为道岔换铺地点，则可将道岔横移就位，当道岔下落到位前，可根据需要调节纵向微调油缸35、37(图DCJ-01-02、DCJ-01-03)进行小量的纵向微调，从而确保道岔前后的轨缝满足铺设要求。

2、道岔纵向运输车及工作原理
道岔纵向运输车由液压泵站平车、液压动力平车、从动平车、联接杆组成。

（如图YPC-01-02，液压泵站平车未示出）
液压泵站平车采用汽油机作动力，带动齿轮泵，通过布置在液压泵站平车与液压动力平车联接杆内的高压油管向液压动力平车的二台液压径向球塞马达供油，从而带动车轮转动。

由于砼提速道岔及高速道岔的长度均在37米以上，因此，液压动力平车的前方每5米布设一台从动平车，起到支承道岔纵向行走的作用，由于运输道岔的速度一般较慢，可利用液压马达的自锁作用制动。

(液压动力平车见
YPC-01-01)
3、滑轨吊滑装置及钢轨接头联接板
在繁忙的干线及单线地段进行更换道岔施工，由于不能提供利用邻线进行纵向运输道岔的条件，新铺道岔必须走本线运输到位，由于既有旧道岔已被拆除，此时必须铺设临时行走轨道将道岔运输到位，由于走行轨道此时在新铺道岔的下面，加之，道岔两侧又有起升油缸的阻碍，新铺道岔下空间狭小，走行钢轨与底部道碴之间的摩擦力又较大，按常规方法拆除耗时较多，同时还需对道岔下部的道碴进行二次整平，为此，为本套设备设计了一套走行轨
吊滑装置及配套的接头联接垫板。

走行轨吊滑装置由吊架，
钢轨钳吊杆、丝杆顶紧机构、齿条起道机外壳及顶升机构组成，钢轨钳吊杆头部钢轨钳，钢轨钳钩部设计成两个小滚轮，钢轨钳吊杆部分制作成齿条式起道机齿条样，工作时，吊架通过丝杆顶紧机构将走行轨吊滑装置固定在轨枕盒内，钢轨钳下伸将走行轨头部夹持，自锁钩将活动钳杆头部钩稳，钢轨头下颚即支承于钢轨钳小滚轮上，再将齿条顶升机构套在齿条样的吊杆上，将走行滑轨吊升至新道岔岔枕下，此时钢轨头下颚由于支承在钢轨钳滚轮上，即可轻松将纵向走行轨从新铺道岔底下抽出。

接头联接垫板主要是起到联接钢轨接头的作用，因为如使用钢轨夹板联接，钢轨接头将无法通过滚轮。

（吊滑钳组装图见DCJ-03-01）
（三）、多功能使用原理
为充分发挥设备的使用效率，本成套设备设计方案，充分考虑了设备功能的扩展，本设备可作多种用途，
1、作起拔道机的使用原理
拆除二端梁及步行式伸缩箱梁，拆除扁担梁、钢轨钳吊架拉杆、吊架起升油缸、拆除换位起升油缸竖直固定销，装上斜拉油缸，将吊架起升油缸油管与斜拉油管联接，关闭起道机通往步行箱梁控制台的液压回路阀门，将吊架与起拔道机箱体用螺栓固定，此时多功能起拔道机则成为一
台完整的线路起拔道机。

（组装图如下）
其工作原理同一般液压起拔道机工作原理一致，在此不作详述。

2、作钢轨运输车及装吊设备使用
用二台道岔横移机及道岔纵向运输车即可组成一套非常实用的钢轨倒运设备。

钢轨一般为厂发料，火车运至工地后一般由人力用平车倒运或轨道车倒运，轨道车由于需占用行车线的运行时间以及行车线安全的原因，工程单位使用轨道车非常困难，而使用人力平车运输，劳动强度大，功效低。

而本设备由于采用模块化的组合式结构，组
装分拆快，重量轻，运输至施工现场可不占用行车线路，
同时可大幅降低工人的劳动强度，提高工作效率，其运用原理为：利用两台道岔步行式横移机构成一个全液压小型龙门吊，即可进行钢轨的起吊装车作业，利用道岔纵向运输车进行运输。

由于运输钢轨时较运输道岔轻许多，为提高运输车的运行速度，可关掉一个经向液压球塞马达的油路，这样可提高一倍的运行速度。

另外运用多台步行道岔横移机，还可扩展组成无缝线路铺设机械。

大家知道无缝线路的铺设一般采用400米一根的长轨，运卸至施工现场，由于钢轨较长，重量大，一般采用专门的机械设备进行铺设，若无专用设备，运用步行式道岔横移机的横向移动功能及纵向微调功能即可进行无缝线路的换轨施工。

（四）、液压执行机构及控制系统原理
道岔横移机液压执行机构及控制系统主要由两部分组成，即起拨道机液压机构和伸缩箱梁、端梁液压机构。

起拨道机液压机构可完成起道、拨道、钢轨钳开闭和走行轮收放功能。

伸缩箱梁、端梁液压机构和起拨道机共用一个液压动力源，可完成道岔横移机的步进行走和道岔的纵向微调。

其工作原理分叙如下。

（液压执行机构及控制系统原理图如下页）
1、起拨道机液压系统工作原理
起拨道机液压系统由液压动力源、两个起道油缸、两个斜拉油缸、四个钢轨钳油缸、四个走行轮油缸组成。

液压动力源由汽油机带动液压泵B1工作。

为使发动机工作平稳，配有储能器Q1，为防止系统过载设有溢流阀YT1。

同时配备手动液压泵B2，当汽油机或液压泵出现故障时，可以用手动液压泵操纵液压执行机构。

液压执行机构方面，分别由DT1、DT2、DT3、DT4两个三通四位O型阀控制起道油缸的伸缩；由DT5、DT6、DT7、DT8两个三通四位Y型阀控制斜拉油缸的伸缩，由DT9、DT10三位四通O型阀控制钢轨钳油缸的开合；由DT11、DT12三通四位O型阀控制走行轮油缸的伸缩。

为防止走行轮伸出和起拨道油缸发生误动作，在钢轨钳的油路上设置先导式截止阀，当走行轮及起道油缸伸出时，钢轨钳油路被关闭,钢轨钳无法动作，此时若需操控钢轨钳必须同时手控打开截止阀DT13和三位四通阀DT9、DT10。

从而保证起拨道机的安全。

在作起道机使用时，斜拉油缸主要是用来将起道油缸拉斜,从而使起道机进行拨道作业，在作为道岔步行横移机使用时，斜拉油缸的油路将换装成吊架油缸，为保证道岔横
移机的结构安全，在该油路上安装有压力控制开关XY1、XY2，对步行横移机的三个起升油缸进行控制，其工作原理为：当道岔横移机的起升重量超过最大起重量时，XY1、XY2接通DT，即切断三个起升油缸的油路，起升油缸停止起升作业。

从而起到对道岔步行机结构的保护作用。

2、道岔横移机伸缩箱梁、支腿起升、纵向微调液压系统工作原理
多功能道岔横移机由于采用了拼装式的结构，设计了两套液压控制面板，当只作为道岔起拨道机使用时，用起拨道机的控制面板，当作为道岔横移机使用时，则需使用两套液压控制面板，下面就横移机伸缩箱梁、支腿起升、纵向微调液压系统工作原理作如下介绍：
伸缩箱梁、支腿起升、纵向微调液压系统接入起拨道机液压输出回路，同时接入安装在吊架油缸油路的压力控制线和钢轨钳安全保护油路，即型成整个道岔横移机的液压系统。

伸缩箱梁、支腿起升、纵向微调液压系统由支腿起升油缸、纵向微调油缸、伸缩箱梁油缸和液压控制系统组成。

三个支腿起升油缸分别由三通四位阀DT19、DT20控制其伸缩，为保持道岔的起升平稳，在其油路上接入两套水平控
制单元，用以控制道岔起升过成中的水平。

纵向微调油缸分别由DT21、DT22、DT23、DT24控制。

伸缩箱梁油缸分别由DT25、DT26、DT27、DT28两个三通四位阀控制8个双作用油缸，负责道岔横移机向两侧的独立伸缩，由DT30、DT31 Y型控制阀控制横向移动马达M1带动油泵B3, B3起动后，先导开关阀将横向移动的循环油路打开，从而通过等量分配器M2、M3带动8个油缸作等量伸缩，使吊架作横向移动。

为防止道岔横移机在起升受力后伸缩箱梁发生伸缩，从而造成对支腿的破坏，在支腿起升油路和伸缩箱梁独立伸缩控制油路上安装有压力控制开关和二位四通常开开关阀，当支腿伸缩油缸受力后，立即关闭伸缩箱梁独立伸缩控制油路，从而使支腿不受横向推力破坏。

液压系统控制图如下页。

道岔机单道岔机双伸缩梁油缸组
道岔横移机液压系统工作原理图
三、道岔铺换机组安全使用操作规程
本规程提出了分体式道岔铺换机组在进行道岔铺换施工作业时，必须遵守的安全使用操作要求。

1适用范围
1.1适用于我国既有轨道线路上，对各种型号道岔进行铺设或更换的施工作业。

1.2根据作业方式、作业规模，用于封锁施工作业。

1.3在进行道岔铺设或更换作业时，应按道岔铺换标准要求严格按《铁路线路维修规则》规定执行。

2施工组织和人员.
2.1必须按《铁路工务安全规则》第2.1.1条指派施工负责人。

按第 2.1.2条指派防护员，必须是经过考试合格的线路工。

2.2作业人员根据作业方式、机具配备，作业时每台液压起道机操作人员一名、辅助人员一名，每台液压泵站操作员一名。

2.3 操作人员必须由经过培训，考试合格的线路工担任。

操作人员必须熟知使用说明，熟悉该设备的性能和作业方法及安全操作规程，方准许进行实际操作。

2.4 道岔铺换机组各机具的操作使用，必须指派施工专项负责人，所有道岔铺换机组操作人员及辅助人员，必须听从施工专项负责人统一指挥。

随时检查各支撑点和起道高度，发现起升不平稳或动作不统一应及时调整。

3安全防护
3.1根据作业方式,按照《铁路工务安全规则》第2.1.1条的规定要求设置防护作业标志。

3.2道岔铺换作业时，每组设备设置随机防护人员一名。

封锁施工时防护人员由工地防护担任，注意邻线行车。

4作业程序
4.1作业前
4.1.1必须对道岔铺换机组各机具，机械和液压系统各部进行检查,确认部件完善,操作手柄及顶升装置有效。

机械、液压有故障而未排除，严禁施工时使用。

4.1.2作业前应检查液压泵站油箱油量，不足时应补充，液压油牌号必须采用国标N46~N68号液压油，严禁使用不合格的或其他油品代替。

4.1.3检查泵站发动机的润滑油及燃油，不足时应补充，严禁使用不合格的汽油、机油。

作业储备燃料箱，一定要远离作业区和电气装置，用完后及时关好油箱盖，禁止在燃料存放处附近吸烟，使用明火 ，特别是在高温和大风天尤为注意。

4.1.4 发动机启动后应怠速运转2-3分钟，机器各部运转正常后，进行液压系统试验，卸荷阀加载正常，溢流阀溢流正常，方可进行施工作业。

4.2作业中
4.2.1每班作业时，应随时检查汽油机、油管及接头是否漏汽油。

如有渗漏，应马上关机，关闭油阀，检查渗漏部分，妥善处理后再进行工作。

4.2.2整组道岔在抬升或降落过程中，液压起道机操作人员，必须注意施工专项负责人的指挥手势或号令，随时检查各支撑点和起到高度，发现不平稳和不水平时应及时调整。

4.2.3整组道岔在移动过程中，在移动范围内，禁止任何人进入。

参加施工人员，必须集中精力，注意施工负责人的指挥手势或笛声，不要喧哗、打闹，转移注意力。

4.2.4在整组道岔在移动过程时，应缓慢平稳，移动速度应有控制措施，以防止移动过快，并注意其他设备的安全。

4.2.5起落整组道岔时，必须听从统一指挥，协调作业，保持整组道岔平稳起落，防止单机超负荷发生事故。

4.2.6借用邻线轨道时，纵移转向平车要从轨排两端推入或用绳索拉至轨排适当位置，从轨排岔枕下横向穿入时，任何人员禁止进入轨排下部作业。

4.3作业后
4.3.1作业完成后，应先降低发动机转速，然后熄火，抬机下道摆放时应注意机具不得侵入安全限界。

4.3.2施工作业结束后，将所有机具移出界限外下道停放，确保行车安全 。

5特殊安全规定
5.1起动汽油机时，应握紧拉绳手柄，并扶好机体，以免碰伤。

5.2 起落整组道岔时，必须一人一阀操作液压起道机，不得一人操作多台起道机。

5.3液压泵站搬运时，发动机向进气门端（空气滤清气器）倾斜角度不可大于45度，防止机油进入空气滤清气器滤心，造成新鲜空气不足而无法启动和正常运转或使油箱油液溢出。

5.4使用液压起道机时，必须将起道机底座尽量垫平，使起道机保持垂直状态使用。

防止推移轨排。

5.5起落整组道岔时，必须听从统一指挥，协调作业，保持整组道岔平稳起落，防止单机超负荷发生事故。

5.6进行枕下（垫入或撤出平车）作业时。

必须将备好的枕木块垫到岔枕下面，方可进行作业。

5.7当整组道岔被抬起没有放稳之前或没有垫好时，严禁任何人员进行轨排下作业，避免发生不必要的伤害。