鐵路道岔基本知識(shí)

鐵路道岔基本知識(shí)鐵路道岔基本知識(shí)目錄第一章總論 (1)第二章既有道岔概論(12)第三章道岔病害整治和養(yǎng)護(hù)維修(14)第四章提速道岔的安裝、調(diào)試(28)附錄常用鐵路道岔產(chǎn)品對(duì)照表(33)第一章總論第一節(jié)軌道連接及交叉設(shè)備的作用道岔是由一條線路分支進(jìn)入或超越另一條線路的連接及交叉設(shè)備分支。道岔是鐵路軌道結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分。各國(guó)鐵路道岔與線路的比例，隨鐵路運(yùn)量、密度的不同而有很大差異。我國(guó)是鐵路運(yùn)量、密度較大的國(guó)家之一，因此我國(guó)鐵路道岔數(shù)量較多。據(jù)1997年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共有道岔近14萬(wàn)組，平均每公里1.1組，正線平均每公里1.8組。在鐵路道岔上，存在著一些普通軌道上沒(méi)有的復(fù)雜條件。例如固定轍叉存在軌線中斷，尖軌、護(hù)軌和翼軌的沖擊角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于曲線軌道，道岔區(qū)的軌道的豎向和橫向剛度變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通軌道等。機(jī)車(chē)車(chē)輛在通過(guò)道岔時(shí)，輪軌間的作用力也就比普通線路高很多。所以道岔部分的養(yǎng)護(hù)工作量要比同等長(zhǎng)度的一般軌道多，而道岔主要部件的使用壽命也要比普通軌道短。由于這些原因，道岔始終被認(rèn)為是軌道的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，并且往往是影響行車(chē)安全和限制行車(chē)速度的一個(gè)主要原因，也是我們把道岔養(yǎng)護(hù)工作重點(diǎn)的原因。第二節(jié)道岔和交叉分類鐵路道岔設(shè)備包括道岔、交叉、道岔與交叉的組合以及其他軌道設(shè)備等。道岔分為單開(kāi)道岔、單式對(duì)稱道岔、單式同側(cè)道岔、對(duì)稱三開(kāi)道岔、不對(duì)稱三開(kāi)道岔和套線道岔。交叉分為直角交叉和菱形交叉兩大類。道岔與交叉的組合包括交分道岔、交叉渡線等幾種。其他軌道設(shè)備還有鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器和鐵鞋脫落器等。第三節(jié)我國(guó)鐵路道岔發(fā)展概況解放前我國(guó)鐵路使用的道岔主要依靠進(jìn)口。解放初期我國(guó)有300種道岔。這些道岔由100多種鋼軌制造，僅單開(kāi)道岔就有6、7、8、9、10、11、12、15、16、24號(hào)并10種型號(hào)，而且即使是同一軌型同一號(hào)碼的道岔也可能分為多種型式，如40B鋼軌8號(hào)道岔，就有“舊型”、“新型”、“暫定型”、“戰(zhàn)時(shí)型”等多種，這就給道岔的養(yǎng)護(hù)維修和更換帶來(lái)極大不便。建國(guó)后我國(guó)立即著手研制適應(yīng)我國(guó)鐵路具體條件的道岔。現(xiàn)將我國(guó)五十幾年來(lái)道岔發(fā)展情況概述如下。一、 “50”型、“53”型、“55”型和“57”型道岔鐵道部于1950年頒發(fā)的《鐵道建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集》中，規(guī)定了8號(hào)、10號(hào)和12號(hào)等三種號(hào)碼，38kg/m、43kg/m和50kg/m鋼軌等三種軌型共9種單開(kāi)道岔的型式尺寸，簡(jiǎn)稱為“50型”道岔。1953年至1957年，鐵道部又先后規(guī)定了8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)和12號(hào)五種號(hào)碼，38kg/m、43kg/m和50kg/m三種鋼軌共32種單開(kāi)道岔，以及與之配套的12種型號(hào)的交叉渡線、對(duì)稱道岔和復(fù)式交分道岔。按照設(shè)計(jì)年度區(qū)分，這些道岔分別簡(jiǎn)稱為“53”型、“55型和“57”型道岔。其中“53”型道岔的轉(zhuǎn)轍器基本軌為“切軌底”結(jié)構(gòu)，投入運(yùn)用后折損嚴(yán)重，很快就停止使用，而“55”型及“57”型則大量投入應(yīng)用。隨著這些型號(hào)道岔的推廣應(yīng)用和舊型道岔的逐步淘汰，到50年代末，我國(guó)的道岔種類由解放初期的300多種減少為44種（不包括當(dāng)時(shí)進(jìn)口的前蘇聯(lián)產(chǎn)的P50及P43型鋼軌9號(hào)及11號(hào)單開(kāi)道岔）。二、 “75”型（含“62”型）道岔“55”型和“57”型道岔的零件強(qiáng)度較低，墊板及滑床板用150mmx16mm的扁鋼制造，軌撐為單墻軌撐。在50年代末期我國(guó)開(kāi)始使用有5個(gè)動(dòng)軸的前進(jìn)型機(jī)車(chē)并且以載重50t及60t的貨車(chē)取代載重30t的貨車(chē)以后，“55”型道岔及“57”型道岔的養(yǎng)護(hù)難度迅速增加，脫軌事故不斷發(fā)生，尤其是5動(dòng)軸機(jī)車(chē)在8號(hào)道岔上脫軌以及4軸貨車(chē)在交分道岔固定型鈍角轍叉上脫軌，成為當(dāng)時(shí)的慣性事故。為研制適應(yīng)軸重21?23t，直向容許過(guò)岔速度80?100km的道岔，1959?1962年，在鐵道部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、工務(wù)局、基本建設(shè)總局等單位主持下，由專業(yè)設(shè)計(jì)院、山海關(guān)橋梁廠、鐵道部科學(xué)研究院及各鐵路局共同開(kāi)展了道岔標(biāo)準(zhǔn)化工作。1962年通過(guò)了我國(guó)第一代標(biāo)準(zhǔn)型單開(kāi)道岔的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱為“62”型道岔，1964年發(fā)布了38kg/m、43kg/m及50kg/m鋼軌的9號(hào)及12號(hào)共6種型號(hào)單開(kāi)道岔的49種鐵道部部頒標(biāo)準(zhǔn)（TB399—64?TB448-64）。與過(guò)去各型道岔相比較，“62”型道岔的性能有了明顯提高，主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。（一） 道岔號(hào)碼由過(guò)去的8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)和12號(hào)5種，簡(jiǎn)化為9號(hào)及12號(hào)兩種。（二） “62”型（以及“75”型）道岔的道岔全長(zhǎng)、轉(zhuǎn)轍器和轍叉長(zhǎng)度與“57”型同號(hào)碼道岔相同，便于互換。（三） 道岔增設(shè)內(nèi)外軌撐，滑床板、軌撐墊板由150mmX15mm改為180mmX20mm，單墻軌撐改為雙墻軌撐，護(hù)軌單螺栓改為雙螺栓，與滑床板的聯(lián)結(jié)由道釘改為螺栓聯(lián)結(jié)，提高螺栓等級(jí)，因此道岔聯(lián)結(jié)零件強(qiáng)度大幅度提高，穩(wěn)定性增加。（四） 尖軌補(bǔ)強(qiáng)板厚度由10mm增加到12mm,長(zhǎng)度相應(yīng)加長(zhǎng)，護(hù)軌與基本軌間隔鐵由單孔改為雙孔，導(dǎo)曲線增設(shè)軌撐墊板，使道岔穩(wěn)定性提高，維修量減少。（五） 發(fā)展整鑄高錳鋼轍叉，鋼軌組合式轍叉采用短心軌爬坡式，轍叉趾、跟端設(shè)橋型墊板，翼軌采用堆焊加高，軌面與護(hù)軌軌頭側(cè)面進(jìn)行淬火，耐磨性能增強(qiáng)。（六） “62”型（含“75”型）道岔系列的9號(hào)交分道岔采用活動(dòng)心軌型鈍角轍叉，交叉渡線的鈍角轍叉護(hù)軌進(jìn)行堆焊加高，菱形交叉軌距由1435mm改為1440mm等，消除了不安全因素。1972?1974年，針對(duì)“62”型道岔在使用中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)又進(jìn)行了修改設(shè)計(jì)，如第一連接桿由扁鋼改為方鋼，軌撐螺栓直徑由18mm改為22mm等，于1975年對(duì)道岔的部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，同時(shí)取消38kg/m鋼軌道岔，只保留43kg/m及50kg/m鋼軌的9號(hào)和12號(hào)共4種單開(kāi)道岔的部標(biāo)準(zhǔn)。至1977年止共頒布了45個(gè)部頒標(biāo)準(zhǔn)（TB399-75?TB445—75、TB447-74）。在70年代至80年代中期還設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了與“75”型9號(hào)、12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型單開(kāi)道岔配套的交分道岔、交叉渡線、6號(hào)單式對(duì)稱道岔、18號(hào)大號(hào)碼道岔、三開(kāi)道岔、混凝土岔枕道岔等配套的“75”型系列道岔。到90年代初期，我國(guó)鐵路鋪設(shè)使用的“75”型（含“62”型）道岔超過(guò)10萬(wàn)組，占全鐵路道岔總數(shù)的80%以上。長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，“75”型道岔的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以滿足軸重不超過(guò)23t、直向過(guò)岔速度不超過(guò)80?100km/h各型機(jī)車(chē)車(chē)輛安全運(yùn)行的需要。由于這種道岔價(jià)格較低、維修方便、部件互換性強(qiáng)以及在現(xiàn)場(chǎng)已大量使用等原因，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，“75”型道岔仍將在我國(guó)鐵路上行車(chē)速度較低（不超過(guò)80?100km/h）的次要正線和站線以及專用線上大量使用。三、“92”型（含過(guò)渡型）道岔隨著60kg/m鋼軌的推廣應(yīng)用，我國(guó)在70年代末開(kāi)始著手研制與60kg/m鋼軌配套的道岔?？紤]到60kg/m鋼軌是供重載和較高速度行車(chē)情況下使用的，因此設(shè)計(jì)60kg/m鋼軌的配套道岔時(shí)，采用了比“75”型道岔更高一級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。（一） 軌型為50kg/m及60kg/m（將來(lái)還包括75kg/m）鋼軌，不包括43kg/m鋼軌。（二） 平面布置上采用半切線型藏尖式尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線,道岔除尖軌尖端軌距加寬2mm外，其余均為標(biāo)準(zhǔn)軌距，以保證高速行車(chē)時(shí)的運(yùn)行平穩(wěn)。（三） 在垂直于軌道方向上，因使用矮型特種斷面尖軌，消除了普通鋼軌尖軌那種比基本軌抬高6mm的垂直不平順，在轍叉部分的心軌與翼軌過(guò)渡匹配也較“75”型道岔更合理,以保證高速行車(chē)時(shí)的縱向穩(wěn)定（四）采用矮型特種斷面鋼軌尖軌，其中60kg/m及75kg/rn鋼軌道岔使用60AT鋼軌、50kg/m鋼軌道岔使用50AT鋼軌。（五） 尖軌尖端采用藏尖式結(jié)構(gòu)，12號(hào)單開(kāi)道岔尖軌跟端采用彈性可彎式結(jié)構(gòu)，9號(hào)單開(kāi)道岔、9號(hào)和12號(hào)交分道岔尖軌采用間隔鐵式跟端結(jié)構(gòu)。（六） 轍叉采用高錳鋼整鑄轍叉和可動(dòng)心軌轍叉兩種形式。其中高錳鋼整鑄轍叉采用前后分腿式結(jié)構(gòu)，9號(hào)和12號(hào)轍叉的跟距分別比“57型及“75”型道岔同號(hào)轍叉長(zhǎng)721mm和1092mm。（七） 提高護(hù)軌強(qiáng)度和可靠度。護(hù)軌有槽型及H型兩種。其中槽型護(hù)軌采用U1C33號(hào)槽鋼制造，H型護(hù)軌用低一級(jí)鋼軌制造（例如60kg/m鋼軌的轍叉護(hù)軌用50kg/m鋼軌制造）。為t提高護(hù)軌在高速行車(chē)時(shí)的安全度，護(hù)軌軌頂比基本軌軌頂高12mm。（八） 道岔扣件強(qiáng)度較“75”型有較大提高。例如采用楔型可調(diào)式軌撐、剛性分開(kāi)式弧型扣板式扣件，導(dǎo)曲線部分使用螺紋道釘，取消鉤頭道釘?shù)鹊?。此種道岔的研制工作自70年代后期開(kāi)始，由于有些關(guān)鏈技術(shù)難度較大，所以整個(gè)研制時(shí)間較長(zhǎng)。例如特種斷面尖軌跟端加工技術(shù)在1986年才通過(guò)技術(shù)鑒定，用于牽引彈性可彎尖軌和可動(dòng)心軌的轉(zhuǎn)轍機(jī)在1991年才通過(guò)鑒定，因此這種道岔在1992年才定型，定名為“92型道岔。隨著60kg/m鋼軌的大量鋪設(shè)，“92”型道岔在我國(guó)已大量推廣應(yīng)用，“92”型道岔已在我國(guó)正線道岔總數(shù)中占相當(dāng)大的比重。這種道岔的主要結(jié)構(gòu)，如矮型特種斷面鋼軌藏尖式尖軌、H型（或槽型）護(hù)軌、可調(diào)式軌撐、整鑄前后分腿式高錳鋼轍叉或可動(dòng)心軌轍叉等等，性能已達(dá)到世界鐵路90年代水平，因此它將作為我國(guó)常速（100?120km/k）和快速（120?160km/h）鐵路線路的正線道岔而大量使用。我國(guó)鐵路在70年代后期已開(kāi)始鋪設(shè)60kg/m鋼軌，當(dāng)時(shí)“92”型道岔尚未定型生產(chǎn)。因此我國(guó)生產(chǎn)了一批采用普通60kg/m鋼軌刨制的爬坡式尖軌和整鑄高錳鋼前后分腿式轍叉。其性能介于“75”型和“92”型之間，因此稱之為“過(guò)渡型道岔”原計(jì)劃過(guò)渡型道岔在“92”型道岔投產(chǎn)后即予停產(chǎn)，但因彈性可彎尖軌跟端加工技術(shù)到1986年才通過(guò)鐵道部技術(shù)鑒定，因此直到1987年才停止“過(guò)渡型道岔”批量生產(chǎn)。至1996年底,我國(guó)鐵路的60kg/m鋼軌地段共有5000余組“過(guò)渡型道岔”，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)還不能全部換掉。“75”型道岔的普及和“92”型道岔的推廣應(yīng)用，使我國(guó)鐵路道岔有了適應(yīng)于低速不超過(guò)（80?100km/h）和快速行車(chē)120km/h所需的系列道岔，今后在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)將繼續(xù)大量使用。對(duì)于“92”型道岔系列，先后編制了50kg/m、60kg/m鋼軌9號(hào)、12號(hào)單開(kāi)道岔、交叉渡線、復(fù)式交分道岔標(biāo)準(zhǔn)圖。提速道岔的研制開(kāi)發(fā)后，混凝土岔枕被大量采用，以及各單位對(duì)92型道岔新的要求，92新型道岔還在不斷開(kāi)發(fā)和改造應(yīng)用75kg/m鋼軌道岔因推廣數(shù)量較少，現(xiàn)只在大秦線有9號(hào)、12號(hào)固定型和可動(dòng)心軌道岔在使用。四、提速道岔的研制隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鐵路受到公路、民航的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)，開(kāi)行快速、準(zhǔn)高速或高速列車(chē)已經(jīng)列入我國(guó)鐵路議事日程。1994年修訂公布的《鐵路主要技術(shù)政策》中，對(duì)我國(guó)鐵路行車(chē)速度提出了以下不同層次的目標(biāo)值。在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、客流集中的東部走廊，發(fā)展最高速度250km/h及其以上的高速客運(yùn)專線；準(zhǔn)高速線路最高速度160km/h。繁忙干線上旅客列車(chē)最高速度140km/h，貨物列車(chē)最高速度90km/h。其它線路上旅客列車(chē)最高速度逐步提高到80?100km/h。從1996年開(kāi)始，我國(guó)的廣深及滬寧、京秦等四大干線已先后逐步開(kāi)行準(zhǔn)高速及提速列車(chē),這就要求我國(guó)鐵路及早研制性能比“92”型道岔更高的、適應(yīng)速度在I60km/h及以上的道岔。1995年12月由鐵道部工務(wù)局、電務(wù)局和建設(shè)司聯(lián)合召開(kāi)的“60kg/m鋼軌提速道岔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)”，規(guī)定了這種道岔的主要技術(shù)條件。1.旅客列車(chē)直向容許通過(guò)速度為160km/h。2.貨物列車(chē)直向容許通過(guò)速度為90km/h(軸重23t);3側(cè)向允許通過(guò)速度為50km/h。道岔結(jié)構(gòu)總圖保留原有道岔中心至轍叉理論中心的距離(理論導(dǎo)程后長(zhǎng)bO)為17250mm。側(cè)線線型采用R=350m的圓曲線，保留直線型轍叉，尖軌在寬2mm斷面前斜切作藏尖處理(曲、直尖軌斜切投影長(zhǎng)分別為298mm及173mm)。軌距全部為1435mm。加長(zhǎng)尖軌至13880mm，跟端與基本軌接頭對(duì)齊。⑷固定轍叉加長(zhǎng)至5998mm;可動(dòng)心軌轍叉分左右開(kāi)；全長(zhǎng)13192mm。固定轍叉采用不等長(zhǎng)護(hù)軌，直股及側(cè)股護(hù)軌分別長(zhǎng)6900rnm及4800mmI可動(dòng)心軌轍叉?zhèn)裙稍O(shè)長(zhǎng)5400mm的防磨護(hù)軌。道岔全長(zhǎng)為37800mm(固定轍叉)及43200mm(可動(dòng)心軌轍叉)。道岔區(qū)軌枕間距一律采用600mm，全部垂直于直股布置。軌道電路絕緣接頭設(shè)在道岔側(cè)股。結(jié)構(gòu)⑴道岔區(qū)設(shè)置1：40軌底坡或軌頂坡，以利于與相鄰鋼軌聯(lián)結(jié)或焊接。轉(zhuǎn)轍器部分尖軌用60AT軌加工制造。豎切區(qū)段配合基本軌軌頭下額加工的1.4斜坡加強(qiáng)斷面。尖端采用藏尖式結(jié)構(gòu)，藏入軌距線內(nèi)3mm。跟端通過(guò)模壓加工使之成為標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌斷面，與導(dǎo)曲線鋼軌焊接。可彎部分軌底不作切削。尖軌置于水平滑床臺(tái)上。尖軌跟端附近設(shè)置限位器，限制與基本軌的相對(duì)縱向位移不大于±5mm。固定轍叉采用高錳鋼整體鑄造，翼軌緩沖段加長(zhǎng)，沖擊角減小至36'。(5)護(hù)軌采用50kg/m標(biāo)準(zhǔn)軌制造，結(jié)構(gòu)為H型，高于走行軌12mm。直向護(hù)軌緩沖段沖擊角減小至30'?？蓜?dòng)心軌轍叉的長(zhǎng)、短心軌用60AT軌加工并組合。長(zhǎng)心軌跟端經(jīng)模壓加工使之成為標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌斷面，并與叉后連接軌焊接，形成可彎式跟端結(jié)構(gòu).短心軌經(jīng)彎折，配合叉跟尖軌形成斜接頭。翼軌用標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌制造。用于跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線路時(shí)，考慮長(zhǎng)心軌跟端后溫度力的傳遞，采用長(zhǎng)翼軌方案，將長(zhǎng)心軌跟端固定區(qū)通過(guò)間隔鐵與翼軌聯(lián)結(jié)；用于普通無(wú)縫線路(不與道岔焊接)時(shí)，因叉后無(wú)溫度力的影響，采用短翼軌方案。為防止可動(dòng)心軌側(cè)磨影響及與翼軌的密貼，側(cè)股設(shè)置防磨護(hù)軌。道岔區(qū)鋼軌扣件采用彈性分開(kāi)式結(jié)構(gòu)一口型彈條扣件。通過(guò)鐵墊板上的鐵座、T型螺栓固定。用于木岔枕和頂應(yīng)力混凝土岔枕的鋼軌墊板截面尺寸分別為190mmx25mm及170mmx20mm,均指鋼軌中軸線處最小厚度。道岔區(qū)直股軌道鋼軌接頭全部采用焊接，僅高錳鋼轍叉趾、跟端采用凍結(jié)或膠結(jié)接頭，絕緣接頭為膠結(jié)結(jié)構(gòu)。道岔鋼軌件均進(jìn)行全長(zhǎng)軌頭表面淬火。軌下基礎(chǔ)道岔區(qū)軌下基礎(chǔ)有木岔枕及預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕兩種。木岔枕斷面為260mmx160mm,長(zhǎng)度為2.6?4.8m;預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕斷面為上寬260mm，底寬300mm，高220mm，長(zhǎng)度為2.7?4.8m，無(wú)擋肩，頂埋塑料套管，通過(guò)螺栓固定墊板。在道岔可動(dòng)部件轉(zhuǎn)換牽引點(diǎn)及密貼檢查器部位，采用鋼岔枕，各種轉(zhuǎn)換設(shè)備桿件均放置在鋼岔枕內(nèi)。除尖軌、可動(dòng)心軌外，不論是木岔枕或是混凝土岔枕，鋼軌件與金屬墊板之間均設(shè)置5mm厚的橡膠墊層。在金屬墊板與木岔枕之間設(shè)5rnm厚塑料墊層,與混凝土岔枕之間設(shè)10mm厚橡膠墊層。轉(zhuǎn)換技術(shù)尖軌及可動(dòng)心軌均采用兩點(diǎn)牽引實(shí)施轉(zhuǎn)換。道岔可動(dòng)部伴采用外鎖閉及密貼檢查器。兩尖軌互不聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)換時(shí)起動(dòng)及鎖閉有少許時(shí)間差（分動(dòng)轉(zhuǎn)換）。（三）廠內(nèi)組裝道岔出廠前逐組在廠內(nèi)進(jìn)行組裝調(diào)試（含轉(zhuǎn)換設(shè)備），確認(rèn)合格后，根據(jù)用戶要求，分解或分段發(fā)運(yùn)。五、時(shí)速200km道岔的研制提速道岔經(jīng)設(shè)計(jì)試制并批量生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)后，近十年的來(lái)修改，現(xiàn)已定型，并不斷推廣現(xiàn)已形成9號(hào)、12號(hào)、18號(hào)、30號(hào)系列提速道岔。在此基礎(chǔ)上又研制開(kāi)發(fā)了鄭漯高速實(shí)驗(yàn)段12號(hào)高速道岔和秦沈18號(hào)38號(hào)高速道岔。尤其京秦改造采用vz200可動(dòng)心軌道岔及后期的改進(jìn)型道岔，30號(hào)改進(jìn)型道岔，這些道岔定型并成為我國(guó)鐵路系統(tǒng)供快速、準(zhǔn)高速以至高速行車(chē)線路的主型道岔，預(yù)期今后十年我國(guó)將形成適應(yīng)低速（“75”型）、快速（“92”型）、準(zhǔn)高速（提速道岔）和高速行車(chē)幾個(gè)層次的道岔系列，鐵路道岔的安全性、穩(wěn)定性等各方面均將有較大提高，有的道岔性能將達(dá)到世界先進(jìn)水平，為中國(guó)建成時(shí)速350km的高速線路打下基礎(chǔ)。第四節(jié)國(guó)外同類道岔發(fā)展概況近年來(lái)國(guó)外鐵路的發(fā)展，除新建高速客運(yùn)專線外，對(duì)既有干線圍繞客運(yùn)提速、貨運(yùn)重載的目標(biāo)進(jìn)行技術(shù)改造是共同的趨勢(shì)。改造既有線的重要方面是研制、試驗(yàn)并推廣新型結(jié)構(gòu)的道岔。道岔區(qū)不可避免的軌道剛度急劇變化、軌下基礎(chǔ)的非等彈性及量值較大的軌面幾何不平順等特點(diǎn)導(dǎo)致其與機(jī)車(chē)車(chē)輛相互作用的荷載及變形的復(fù)雜性、主要部件使用壽命短、養(yǎng)護(hù)維修工作量大，成為限制列車(chē)通過(guò)速度的薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)外近代道岔的發(fā)展雖取決于各自的運(yùn)營(yíng)條件、軌道和機(jī)車(chē)車(chē)輛狀況而各有差異，但都致力于強(qiáng)化結(jié)構(gòu)（包括金屬部件、軌下基礎(chǔ)及轉(zhuǎn)換設(shè)備）、提高材質(zhì)與工藝以及限制道岔區(qū)軌道平剖面幾何不平順等方面，不僅在結(jié)構(gòu)上力求延長(zhǎng)部件使用壽命及維修省力化，而且通過(guò)道岔區(qū)軌道科學(xué)管理的途徑確保其與運(yùn)營(yíng)條件的適應(yīng)性。一、道岔幾何特征及平面1、國(guó)外既有干線為適應(yīng)客運(yùn)提速、貨運(yùn)重載要求而進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)于道岔而言，重點(diǎn)是提高直向過(guò)岔速度及強(qiáng)化道岔部件結(jié)構(gòu)。因此，盡可能保留原有的轍叉號(hào)數(shù)，控制道岔全長(zhǎng)尺寸的變動(dòng)，以避免引起過(guò)大的站場(chǎng)改建工程。如要求側(cè)向也以較高速度通過(guò)時(shí)，則換鋪大號(hào)碼道岔。在轍叉號(hào)數(shù)不變的情況下，為適應(yīng)道岔側(cè)向一定的運(yùn)行要求，在道岔平面布置上也表現(xiàn)出一定的靈活性。如德國(guó)鐵路就出現(xiàn)同一導(dǎo)曲線半徑不同轍叉號(hào)數(shù)或同一轍叉號(hào)不同導(dǎo)曲數(shù)半徑的平面布置，奧地利、瑞士等國(guó)鐵路也有類似的情況。2、各國(guó)既有鐵路單開(kāi)道岔導(dǎo)曲線半徑多為圓曲線。對(duì)于限制導(dǎo)曲線通過(guò)速度的基本參數(shù),各國(guó)鐵路的采用值有較大差異。3、固定型轍叉一般為直線型，也有導(dǎo)曲線部分進(jìn)入轍叉的形式。德國(guó)、法國(guó)廣泛采用曲線型轍叉。這樣在轍叉號(hào)數(shù)不變的條件下，可加大導(dǎo)曲線半徑。4、既有線改造大量采用用可動(dòng)心軌轍叉，主要是用于速度較高的區(qū)段。此外也有與固定型轍叉跟距相同的可動(dòng)心軌轍叉（樞軸式），如前蘇聯(lián)的P65軌11號(hào)可動(dòng)心軌轍叉及澳大利亞貨運(yùn)專線上使用高錳鋼鑄造可動(dòng)心軌轍叉。奧地利UIC54軌12號(hào)則是可動(dòng)翼軌轍叉。5、 固定型轍叉的護(hù)軌平面多為折線型。針對(duì)單開(kāi)道岔正、側(cè)向容許通過(guò)速度的差異而設(shè)置不同長(zhǎng)度的護(hù)軌緩沖段。日本則采用圓弧型，使不同輪軌游間的車(chē)輪通過(guò)護(hù)軌時(shí)的沖擊效應(yīng)不是常量。6、 單開(kāi)道岔直股軌距基本與區(qū)間軌道一致，并有縮減的趨勢(shì)，如德國(guó)為1432mm、瑞士1433mm及前俄羅斯為1520mm等。二、道岔結(jié)構(gòu)（一）軌型各國(guó)鐵路多根據(jù)機(jī)車(chē)車(chē)輛軸重、運(yùn)輸密度及運(yùn)行速度選用鋼軌類型。對(duì)于既有線改造，軌型普遍選用重量＞60kgVm的鋼軌，如德、法的UIc60，前蘇聯(lián)的P65、P75,日本的60;美國(guó)的132RE、136RE（二）轉(zhuǎn)轍器部分既有線改造用道岔轉(zhuǎn)轍器仍沿用雙尖軌在基本軌框架內(nèi)轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)。基本軌框架除在與尖軌密貼區(qū)段兩者共同承受豎向荷載外，還在尖軌全長(zhǎng)范圍內(nèi)承受輪軌相互作用水平力。用標(biāo)準(zhǔn)軌加工的基本軌在與尖軌密貼段軌頭下腭作1：4或1：3斜切，配合尖軌相應(yīng)剖面構(gòu)成藏尖式結(jié)構(gòu)，以提高逆向運(yùn)行的安全性和加強(qiáng)尖軌尖端附近斷面。尖軌多用專門(mén)軋制的矮型特種斷面鋼軌制造。矮型特種斷面尖軌在跟部均經(jīng)鍛壓加工成標(biāo)準(zhǔn)軌斷面，能與導(dǎo)軌連接或焊接。在跟部附近繞豎直軸的彈性彎曲實(shí)現(xiàn)尖軌的轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度在11m以上的尖軌不設(shè)柔性段（即可彎部分軌底不作切削）。德國(guó)的Zu1-60軌強(qiáng)度為1100MPa及以上，俄羅斯采用頂面全長(zhǎng)淬火使硬度達(dá)301-388HB，日本通過(guò)持續(xù)3次火焰加熱至900弋，經(jīng)噴射含10%Emulsion淬火劑及冷卻等工序?qū)廛夁M(jìn)行全斷面調(diào)質(zhì)處理，表面硬度達(dá)50±5HRc。（三）轍叉部分日本、德國(guó)、法國(guó)及前蘇聯(lián)等鐵路大力研究發(fā)展可動(dòng)心軌轍叉，以消除固定型轍叉固有的“有害空間”,使機(jī)車(chē)車(chē)輛通過(guò)軌線交叉點(diǎn)部位的荷載、變形、振動(dòng)特性接近于轉(zhuǎn)轍器部分的輪軌相互作用過(guò)程，從而在延長(zhǎng)轍叉使用壽命、減小養(yǎng)護(hù)維修工作量及提高旅行舒適度等方面明顯優(yōu)于固定轍叉。1、 盡管各國(guó)的可動(dòng)心軌轍叉結(jié)構(gòu)有某些差異，但其原理都是使可動(dòng)心軌在翼軌框架內(nèi)轉(zhuǎn)換并與相應(yīng)的翼軌密貼，引導(dǎo)車(chē)輪運(yùn)行方向并承受豎向與水平荷載。2、 為使可動(dòng)心軌安裝轉(zhuǎn)換設(shè)備有足夠的空間，采用高錳鋼鑄造翼軌從結(jié)構(gòu)上能較好解決,但因鑄造缺陷不可避免，很難達(dá)到與相鄰軌道相同的使用期限。因此，前蘇聯(lián)專門(mén)軋制了特種斷面翼軌（YP65）。英國(guó)、德國(guó)則采用普通斷面鋼軌制造翼軌。3、可動(dòng)心軌多用制作尖軌的坯料加工組合，也有高錳鋼鑄造或用特種鋼材鍛制加工并焊接的結(jié)構(gòu)。日本的S1067-60—8轍叉可動(dòng)心軌由鉻基合金鋼材料的90S軌加工并焊接制成。可動(dòng)心軌兩肢有等長(zhǎng)或長(zhǎng)度不同的型式。跟端結(jié)構(gòu)既有可彎式、也有回轉(zhuǎn)式（間隔鐵、夾板式）或樞軸式。澳大利亞重載線路的日制可動(dòng)心軌即為高錳鋼鑄造，跟端為框軸式結(jié)構(gòu),雖然可動(dòng)心軌轍叉是解決軌線交叉點(diǎn)消滅“有害空間”的良好結(jié)構(gòu)型式，在既有線改造特別是高速客運(yùn)專線的正線具有廣泛的發(fā)展前途。但由于制造難度大，成本較高，換鋪時(shí)引起站場(chǎng)變動(dòng)以及另需增加轉(zhuǎn)換設(shè)備等原因，擴(kuò)大數(shù)量乃至正線全部鋪用須經(jīng)歷較長(zhǎng)過(guò)程。為此研究改進(jìn)固定型轍叉結(jié)構(gòu)仍是國(guó)外鐵路重要課題。在既有線改造中，前蘇聯(lián)廣泛采用的P65鋼軌1/11道岔（快速型）的轍叉主要還是高錳鋼整鑄結(jié)構(gòu)。法國(guó)則除高速線以外的干線均采用高錳鋼整鑄轍叉，在優(yōu)化材質(zhì)和鑄造工藝的同時(shí),，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析改進(jìn)設(shè)計(jì)。美、英及前蘇聯(lián)進(jìn)行轍叉表面爆炸硬化。使用統(tǒng)計(jì)表明,可延長(zhǎng)壽命30?50%。日、奧、法等國(guó)研究并采用高錳鋼與炭素鋼通過(guò)長(zhǎng)20mm的鉻基介質(zhì)插入段的焊接技術(shù)。此外鑒于高錳鋼鑄造缺陷難以克服，近20余年來(lái)，德、英、日、奧還發(fā)展低合金鋼焊接轍叉（固定型），在提高結(jié)構(gòu)整體性、耐磨性及抗疲勞性等方面有一定效果。（四） 護(hù)軌部分固定型轍叉必須設(shè)置護(hù)軌。國(guó)外多采用專門(mén)軋制的特種斷面護(hù)軌。法、德、波的UIC60型護(hù)軌斷面呈槽形，面高于走行軌15?20mm,兩者不相聯(lián)結(jié)。前蘇聯(lián)的KP65護(hù)軌，頂面高于走行軌22mm，兩者通過(guò)間隔鐵聯(lián)結(jié)。日本采用H型護(hù)軌結(jié)構(gòu)，用普通鋼軌制造，頂面高于走行軌并互不聯(lián)結(jié)護(hù)軌與其支撐之間設(shè)置彈性緩沖件，以改善護(hù)軌的工作條件。（五） 其他1、 國(guó)外道岔導(dǎo)曲線外軌均不設(shè)置超高。2、 法、英、日及前蘇聯(lián)（P65軌1/11道岔［快速型］）均設(shè)置與區(qū)間軌道相同的軌底（頂）坡。3、為使道岔能適應(yīng)跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線路的鋪設(shè)需要，道岔鋼軌接頭的焊接獲得了很大的發(fā)展，日、德、法分別就地進(jìn)行氣壓焊或鋁熱焊消滅道岔區(qū)的鋼軌接頭（絕緣接頭采用膠結(jié)）?？蓜?dòng)心軌轍叉采用加長(zhǎng)翼軌并在直股設(shè)置伸縮斜接頭。在尖軌跟部用限位器代替了轍跟間隔鐵以解決鋼軌溫度力的傳遞問(wèn)題。4、道岔區(qū)有采用彈性扣件的趨勢(shì)。軌下除金屬墊板外，多設(shè)彈性墊層，德國(guó)采用彈性滑床板解決尖軌和心軌與關(guān)聯(lián)部件（基本軌和翼軌）的基礎(chǔ)剛度相近的問(wèn)題。彈性扣件和墊層在輪軌相互作用力傳遞過(guò)程中能起到吸收高頻振動(dòng)分量的作用。（六）軌下基礎(chǔ)道岔區(qū)的軌