專利名稱：城市軌道交通工程中線路軌道4.5號對稱道岔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔。
背景技術(shù)：
城市軌道交通工程是在近些年在我國得到快速發(fā)展，主要用于大運(yùn)量的城市旅客運(yùn)輸，是改善大城市交通擁堵問題的有效手段我國大城市的交通擁堵問題日漸嚴(yán)重，紛紛在建設(shè)城市軌道交通，如北京、上海、 廣州、深圳等已初具規(guī)模。一些中型城市如青島、寧波、蘇州等正在著手建設(shè)。因?yàn)楦鞒鞘凶灾骰I資，獨(dú)立建設(shè)和管理，缺少系統(tǒng)的研發(fā)和統(tǒng)一的管理，故一些系統(tǒng)和設(shè)備存在需要改進(jìn)和完善的問題。城市軌道交通輔助線中停車線、出入線必須通過道岔與正線相連接。道岔是軌道系統(tǒng)重要設(shè)備之一，傳統(tǒng)的連接型式是選用普通單開道岔。與單開道岔結(jié)構(gòu)基本一致的還有對稱道岔，對稱道岔是指主線方向向兩側(cè)線對稱分支，分支線路自主線方向岔出的兩個(gè)道岔角相等，其轍叉理論中心在主線中線的延長線上。對稱道岔各部件均按轍叉角平分線對稱排列，兩條連接線路為同半徑曲線，無直向或側(cè)向之分，因此兩側(cè)向運(yùn)行條件相同。我國國鐵鋪設(shè)的對稱道岔主要有9號、6. 5號、6號三種號數(shù)，目前使用6號對稱道岔居多，用于編組場駝峰頭部，已有成熟的制造、鋪設(shè)、維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)。在城市軌道交通工程中的停車線或出入線與正線相連接的位置上，如果直接應(yīng)用目前國鐵中已有的9號、6. 5號、6號三種號數(shù)的對稱道岔，在與正線連接時(shí)，均需設(shè)置一組反向曲線，這就延長了連接線路，同時(shí)惡化了線路運(yùn)行條件，達(dá)不到縮短停車線或出入線長度，道岔區(qū)線路較長，需要道岔的數(shù)量較多、土建投資以及工程風(fēng)險(xiǎn)也較大，工程實(shí)施困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種城市軌道交通工程線路 4. 5號對稱道岔，以利于減少工程造價(jià)，滿足城軌工程的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求，提高了安全性、可靠性，同時(shí)便于制造、鋪設(shè)、施工、維修和養(yǎng)護(hù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種城市軌道交通工程線路4. 5 號對稱道岔，該道岔設(shè)置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，其中所述對稱道岔的結(jié)構(gòu)包括有一組轉(zhuǎn)轍器、一組轍叉、連接鋼軌，一組轉(zhuǎn)轍器通過連接鋼軌與一組轍叉相連接， 形成一副具有兩個(gè)側(cè)股軌道的對稱道岔。本發(fā)明的效果是該對稱道岔應(yīng)具備如下功能及特點(diǎn)采用4. 5號對稱道岔，可實(shí)現(xiàn)與正線直線連接，使線路即平順又最大限度縮短了線路長度，達(dá)到最佳效果。4. 5號對稱道岔可代替兩組單開道岔的功能，節(jié)省道岔及道床造價(jià)；減少停車線長度，縮短車站結(jié)構(gòu)長度，減少施工難度、降低工程風(fēng)險(xiǎn)，降低土建工程造價(jià)；縮短車輛進(jìn)出停車線的時(shí)間，提高運(yùn)行效率；轉(zhuǎn)轍器尖軌采用AT軌制造，調(diào)高尖軌強(qiáng)度，保證道岔具有足夠的耐磨性和穩(wěn)定性；道岔結(jié)構(gòu)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，便于制造、鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)維修以及減少備品備件； 道岔的軌下基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土短軌枕，整體道床滿足軌道工程要求。


圖1為本發(fā)明的軌道道岔結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的轉(zhuǎn)轍器F-F橫剖視圖；圖3為圖1的基本軌軌撐E-E剖視圖；圖4為、圖5為本發(fā)明基本軌、側(cè)向尖端、拉桿位置關(guān)系橫剖面示意圖；圖6為圖1的側(cè)向尖軌跟端魚尾板間隔鐵固定結(jié)構(gòu)放大圖；圖7為圖1的側(cè)向尖軌跟端魚尾板間隔鐵固定結(jié)構(gòu)M-M橫剖視圖；圖8為本發(fā)明轍叉結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖1的基本軌與槽型護(hù)軌B-B剖視圖；圖10為槽型護(hù)軌剖面放大示意圖。圖中1、轉(zhuǎn)轍器2、連接軌3、轍叉4、尖軌尖端5、基本軌6、側(cè)向尖軌7、轍叉趾端8、轍叉跟端9、拉桿10、軌撐11、槽型護(hù)軌12、側(cè)向尖軌跟端魚尾板間隔鐵結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明的城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔結(jié)構(gòu)加以說明。本發(fā)明的城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔，該道岔設(shè)置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，所述對稱道岔的結(jié)構(gòu)包括有一組轉(zhuǎn)轍器1、一組轍叉3、連接鋼軌2， 一組轉(zhuǎn)轍器1通過連接鋼軌2與一組轍叉相連接，形成一副具有兩個(gè)側(cè)股軌道的對稱道岔。 兩個(gè)側(cè)股軌道之間呈12° 40' 49.4"的夾角，通過所述對稱道岔的兩個(gè)側(cè)股軌道將車輛引向兩個(gè)不同方向。所述轉(zhuǎn)轍器1包括兩根基本軌5、兩根側(cè)向尖軌6、兩根拉桿9，如圖1所示；兩根側(cè)向尖軌6分別設(shè)在兩根基本軌5之間，其中一根側(cè)向尖軌自尖軌尖端4沿伸430mm處與第一根拉桿9相連接，第二根拉桿9與第一根拉桿相距1200mm，并與另一根側(cè)向尖軌6相連接。所述轍叉3是兩個(gè)側(cè)股軌道交叉形成的對稱的“X”型結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件的“X”型交叉部位的工作邊夾角為A= 12° 40' 49.4〃，采用圓曲線型高錳鋼制造。所述轍叉3的“X”型交叉部位為兩側(cè)股軌道的工作邊為圓曲線型，并與連接軌2 為圓順銜接。在所述道岔的兩根基本軌的內(nèi)側(cè)對應(yīng)轍叉3的部位分別設(shè)有分開式槽型護(hù)軌11， 護(hù)軌11的分開式槽型為橫剖面呈“U”形的護(hù)軌輪緣槽，護(hù)軌輪緣槽的寬度為52mm，槽型護(hù)軌11的頂面高出基本軌的軌頂面12mm。本發(fā)明的城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中轉(zhuǎn)轍器1是關(guān)鍵部件之一，包括兩根基本軌5、兩根側(cè)向尖軌6，關(guān)系到4. 5號對稱道岔的安全性和耐久性。具體4. 5號對稱道岔側(cè)向尖軌的結(jié)構(gòu)是這樣實(shí)現(xiàn)的(1)道岔轉(zhuǎn)轍器的側(cè)向尖軌采用60AT鋼軌制造，平面型式采用半切線型，即轉(zhuǎn)轍器的側(cè)向尖軌為圓曲線型，與基本軌相切，為保證側(cè)向尖軌6的尖端的強(qiáng)度，制造時(shí)將尖軌尖端小于5mm厚度的端部削掉，形成最終實(shí)際應(yīng)用的側(cè)向尖軌。側(cè)向尖軌6的尖端采用藏尖結(jié)構(gòu)，所謂藏尖結(jié)構(gòu)就是該道岔制造時(shí)，在基本軌5與側(cè)向尖軌6的尖端貼合處，把基本軌5 削切一刀，給側(cè)向尖軌6留出一定空間，從而可以讓側(cè)向尖軌6制造的更厚些，增加側(cè)向尖軌6的強(qiáng)度。另外，藏尖結(jié)構(gòu)是指側(cè)向尖軌6尖端50mm范圍內(nèi)的軌面比基本軌5的軌面要低，這樣車 輪踏面作用在基本軌5的軌面上，側(cè)向尖軌6尖端藏在基本軌5的軌面之下，直至50mm處才與基本軌5持平，才與車輪接觸，起到保護(hù)作用。側(cè)向尖軌跟端魚尾板間隔鐵結(jié)構(gòu)12采用活接頭結(jié)構(gòu)，如圖6所示。側(cè)向尖軌6的長度為4597mm ；側(cè)向尖軌6的跟端對齊；(2)側(cè)向尖軌設(shè)置一個(gè)牽引點(diǎn)，側(cè)向尖軌在第一拉桿處動(dòng)程為152mm ；如圖1所示， 通過牽動(dòng)拉桿9來實(shí)現(xiàn)道岔的側(cè)向尖軌6與基本軌5的開合，實(shí)現(xiàn)把車輛引入兩個(gè)不同方向的側(cè)向股道的目的。(3)為加強(qiáng)基本軌穩(wěn)定性，防止基本軌外翻，在基本軌外側(cè)設(shè)置軌撐10，如圖7所
7J\ ο轍叉3是城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔另一重要部件，轍叉3采用高錳鋼整鑄成型轍叉，為雙曲線型，即兩側(cè)股交叉處，兩側(cè)股的工作邊平面型式為對稱的圓曲線型，曲線半徑為150717. 5mm ；轍叉趾端7距交叉點(diǎn)的距離約為1550mm，轍叉跟端8距交叉點(diǎn)的距離距約為1966mm ；護(hù)軌11采用分開可調(diào)式槽型護(hù)軌11，如圖9、圖10所示，該槽型護(hù)軌11的橫剖面呈“U”型，其輪緣槽設(shè)計(jì)有一定的寬度，可便于護(hù)軌上下調(diào)節(jié)，從而可精確保證護(hù)軌頂面高出基本軌12mm，使護(hù)軌達(dá)到最佳保護(hù)車輪不脫軌掉道的效果；本道岔所用護(hù)軌輪緣槽寬度為 52mm0為了確保城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔具有足夠的強(qiáng)度，采用有限元法對其關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算與檢核，驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)滿足使用要求。給城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔設(shè)計(jì)提出了有力技術(shù)支持。對本發(fā)明的城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性檢算在道岔總圖設(shè)計(jì)之前，首先研究確定其設(shè)計(jì)參數(shù)允許值，在道岔設(shè)計(jì)時(shí)各項(xiàng)參數(shù)不能超過規(guī)定允許值，經(jīng)檢算滿足設(shè)計(jì)參數(shù)要求。設(shè)計(jì)參數(shù)的確定ω 0 = 0. 65km2/h2α 0 = 0. 6m/S2β 0 = 0· 3 0. 4m/s3式中ω。-動(dòng)能損失；α 0-未被平衡離心加速度；β 0-離心加速度時(shí)變率；km-距離單位，公里；h_時(shí)間單位，小時(shí)；
m-距離單位，米；S-時(shí)間單位，秒。本發(fā)明的主要尺寸和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)道岔主要尺寸，如圖2所示，導(dǎo)曲線半徑150mm;側(cè)向通過速度30km/h ；道岔全長L = 17295mm ；前長 a = 8955mm ；后長 b = 8340mm ；道岔角度12°40' 49.4"。(2)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未被平衡的離心加速度α = 0. 463m/s2 ；欠超高 h = 68. 2mm;未被平衡的離心加速度增量β = 0. 246m/s3 ；側(cè)向尖軌沖擊角為1° 8' 58〃，動(dòng)能損失ω = 0. 362km2/h2。(3)在所述道岔的兩根基本軌的內(nèi)側(cè)在對應(yīng)轍叉3的部位分別設(shè)有槽型護(hù)軌11， 如圖8所示，該槽型護(hù)軌的橫剖面呈“U”形，形成護(hù)軌輪緣槽，護(hù)軌輪緣槽的寬度為52mm， 便于上下調(diào)解，可準(zhǔn)確保證槽型護(hù)軌的頂面高出基本軌軌頂面12mm。護(hù)軌11長度為 1484+1516mm，其橫剖面呈“U”形，形成護(hù)軌輪緣槽，護(hù)軌輪緣槽的寬度為52mm，護(hù)軌11的安裝高度保證護(hù)軌11的頂面高出所述基本軌的頂面12mm。護(hù)軌采用分開可調(diào)式槽型護(hù)軌 11，如圖8、圖9所示，該槽型護(hù)軌11的橫剖面呈“U”型，其輪緣槽設(shè)計(jì)有一定的寬度，可便于護(hù)軌上下調(diào)節(jié)，從而可精確保證護(hù)軌頂面高出基本軌12mm，使護(hù)軌達(dá)到最佳保護(hù)車輪不脫軌掉道的效果。(4)扣件采用DT VI 2型彈性分開式扣件。(5)鋼軌及轍叉3下設(shè)置厚度為12mm的橡膠墊板，橡膠墊板下設(shè)16mm的鐵墊板。(6)軌下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土短軌枕式整體道床。短軌枕混凝土等級為C50，短軌枕預(yù)埋不銹鋼套管和尼龍?zhí)坠堋?7)按有軌道電路設(shè)計(jì)，本發(fā)明即可滿足傳統(tǒng)的固定型閉塞制式，又可滿足移動(dòng)閉塞制式的需要。(3)其他(1)護(hù)軌采用分開可調(diào)式槽型護(hù)軌結(jié)構(gòu)，護(hù)軌頂面高出基本軌12mm，如圖4所示； 護(hù)軌輪緣槽寬度為52mm ；(2)扣件采用DT VI 2型彈性分開式扣件，特殊部件特殊設(shè)計(jì)；(3)鋼軌及錳叉下設(shè)置12mm厚橡膠墊板，鐵墊板下設(shè)16mm橡膠墊板；(4)軌下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土短軌枕式整體道床；短軌枕混凝土等級為C50，短軌枕預(yù)埋不銹鋼套管和尼龍?zhí)坠埽?5)按有軌道電路設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)按固定型閉塞設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧移 動(dòng)閉塞的需要。下面對本發(fā)明采用中受力情況進(jìn)行說明道岔是軌道設(shè)施中薄弱環(huán)節(jié)之一，特別是城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，車輛通過時(shí)引起道岔沖擊與振動(dòng)，致使尖軌、滑床板等主要部件使用壽命縮短， 維修工作量增大。城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔關(guān)鍵受力部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算后，結(jié)論是強(qiáng)度合格，滿足使用要求。為了確保 城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔運(yùn)行安全，在理論檢算的基礎(chǔ)上，對城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔的加工制造、鋪設(shè)、運(yùn)行、維修養(yǎng)護(hù)等提出以下注意事項(xiàng)1.側(cè)向尖軌底部、軌顎與軌胺螺栓孔等部位應(yīng)力較大，應(yīng)提高部件表面光潔度，減少組裝尺寸公差，杜絕各種制造、組裝缺陷。2.提高側(cè)向尖軌工作面幾何尺寸精度，改善尖軌頂面與車輪踏面間接觸關(guān)系，提高車輛運(yùn)行平穩(wěn)性。3.道岔鋪設(shè)時(shí)應(yīng)確保各部件的平面位置及幾何尺寸在管理值范圍內(nèi)，特別是直向尖軌和側(cè)向尖軌的相對位量及基本軌與側(cè)向尖軌密貼。4.道岔拖入運(yùn)行后，應(yīng)按用戶手冊要求定期進(jìn)行關(guān)鍵部件的養(yǎng)護(hù)維修。采用城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔，可代替兩組單開道岔使用。其效果是不僅可以節(jié)省道岔投資，而且可以顯著縮短輔助線長度，極大的節(jié)省土建工程投資，降低施工難度，減少工程風(fēng)險(xiǎn)。4. 5號對稱道岔在城市軌道交通工程中的應(yīng)用前景廣闊。本發(fā)明的城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔具備城市軌道交通工程道岔的功能要求，滿足地鐵及輕軌車輛在正線與停車線之間安全行駛，滿足城軌工程的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求，突出了安全性、可靠性，以及便于制造、鋪設(shè)、施工、維修和養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。不僅可以節(jié)省道岔投資，而且可以顯著縮短輔助線長度，極大的節(jié)省土建工程投資，降低施工難度，減少工程風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種城市軌道交通工程線路4. 5號對稱道岔，該道岔設(shè)置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，其特征是所述對稱道岔的結(jié)構(gòu)包括有一組轉(zhuǎn)轍器(1)、連接鋼軌(2)、一組轍叉(3)，一組轉(zhuǎn)轍器(1)通過連接鋼軌(2)與一組轍叉相連接，形成一副具有兩個(gè)側(cè)股軌道的對稱道岔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道4.5號對稱道岔，其特征是 所述轉(zhuǎn)轍器(1)包括兩根基本軌(5)、兩根側(cè)向尖軌(6)、兩根拉桿(9)；兩根側(cè)向尖軌(6) 分別設(shè)在兩根基本軌之間，其中一根側(cè)向尖軌(6)自尖軌尖端⑷沿伸430mm處與第一根拉桿(9)相連接，第二根拉桿(9)與第一根拉桿相距1200mm，并與另一根側(cè)向尖軌(6)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道4.5號對稱道岔，其特征是 所述轍叉(3)是兩個(gè)側(cè)股軌道交叉形成的對稱的“X”型結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件的“X”型交叉部位的工作邊夾角為A = 12° 40' 49.4"。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道4.5號對稱道岔，其特征是 所述轍叉(3)的“X”型交叉部位為兩側(cè)股軌道的工作邊為圓曲線型，并與連接軌(2)為圓順銜接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道4.5號對稱道岔，其特征是 在所述道岔的兩根基本軌的內(nèi)側(cè)對應(yīng)轍叉(3)的部位分別設(shè)有分開式槽型護(hù)軌(11)，護(hù)軌 (11)的分開式槽型為橫剖面呈“U”形的護(hù)軌輪緣槽，護(hù)軌輪緣槽的寬度為52mm，槽型護(hù)軌 (11)的頂面高出基本軌的軌頂面12mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種城市軌道交通工程線路4.5號對稱道岔，該道岔設(shè)置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，所述對稱道岔的結(jié)構(gòu)包括有一組轉(zhuǎn)轍器、一組轍叉、連接鋼軌，一組轉(zhuǎn)轍器通過連接鋼軌與一組轍叉相連接，形成一副具有兩個(gè)側(cè)股軌道的對稱道岔。有益效果是該道岔滿足地鐵與輕軌車輛在正線與停車線之間安全行駛，滿足城軌工程的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求，突出了安全性、可靠性及便于制造、鋪設(shè)、施工、維修和養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的應(yīng)用不僅可以節(jié)省道岔投資，而且可以顯著縮短輔助線長度，極大的節(jié)省土建工程投資，降低施工難度，減少工程風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號E01B7/14GK102304882SQ20111021358
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者于春華, 巫偉軍, 李建斌, 李懷鑒, 楊寶峰, 王建雙, 程保青, 馬振海 申請人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司