專利名稱：城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔。
背景技術：
城市軌道交通工程是在近些年在我國得到快速發(fā)展，主要用于大運量的城市旅客運輸，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重，紛紛在建設城市軌道交通，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。因為各城市自主籌資，獨立建設和管理，缺少系統(tǒng)的研發(fā)和統(tǒng)一的管理，故一些系統(tǒng)和設備存在需要改進和完善的問題。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)重要設備之一，傳統(tǒng)的連接型式是選用普通單開道岔，缺點是道岔區(qū)線路較長，需要道岔的數(shù)量較多、土建投資也較大，工程實施困難。
發(fā)明內容針對上述技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，以利于減少工程造價，滿足城軌工程的相關技術標準和安全要求，提高了安全性、可靠性，同時便于制造、鋪設、施工、維修和養(yǎng)護。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是提供一種城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，該對稱三開道岔設置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，其中所述對稱三開道岔的結構包括有一組雙轉轍器、一組中間轍叉、兩組后端轍叉、連接鋼軌，一組雙轉轍器分別通過連接鋼軌與中間轍叉連接，接著再通過連接鋼軌與后端轍叉連接，形成一副具有一個直股軌道和兩個側股軌道的三開道岔，通過所述三開道岔的直股軌道和兩個側股軌道將車輛引向三個方向。本實用新型的效果是該對稱道岔應具備如下功能及特點對稱三開道岔可代替兩組單開道岔的功能，節(jié)省道岔及道床造價；減少停車線長度，縮短車站結構長度，減少施工難度、降低工程風險，降低土建工程造價；縮短車輛進出停車線的時間，提高運行效率；雙轉轍器尖軌采用AT軌制造，調高尖軌強度；雙轉轍器尖軌采用直向尖軌尖端位于側向尖端前方，削除了側向尖軌尖端位于直向尖軌尖端前方，避免出現(xiàn)假密貼病害；中間轍叉及后端轍叉均采用高錳鋼整鑄，提高轍叉的穩(wěn)定性及耐磨性；中間轍叉采用雙側曲線型，增大導曲線半徑，提高運行速度，縮短道岔全長；后端轍叉采用直線型，可與同號單開道岔轍叉主要尺寸及結構保持一致；后端轍叉平面采用縮短咽喉尺寸的形式，增加后端轍叉的自護能力，確保運行安全度；道岔結構盡量采用標準件、通用件，便于制造、鋪設、養(yǎng)護維修以及減少備品備件；道岔的軌下基礎采用鋼筋混凝土短軌枕，整體道床滿足軌道工程要求。
圖1為本實用新型的軌道道岔結構示意圖；圖2為圖1的F-F基本軌軌撐設置剖面圖；圖3為本實用新型中間轍叉結構示意圖；圖4為圖1的B-B槽型護軌剖面示意圖；圖5為本實用新型兩根直向尖軌尖端位于兩根側向尖軌尖端之前示意圖；圖6為兩根直向尖軌尖端位于兩根側向尖軌尖端之后示意圖；圖7為兩根直向尖軌兩根側向尖軌尖端相互對齊示意圖；圖8為一側直向尖軌尖端與另一側的側向尖軌尖端對齊示意圖；圖9、圖10為本實用新型兩根尖軌及基本軌相對位置剖面圖；圖11為本實用新型后端轍叉結構示意圖；圖12為本實用新型槽型護軌剖面示意圖。圖中1、雙轉轍器2、連接軌3、中間轍叉4、后端轍叉5、軌撐6、基本軌7、直線尖軌 8、側向尖軌9、中間轍叉趾端10、中間轍叉跟端11、護軌12、拉桿13、翼軌14、后端轍叉趾端15、后端轍叉跟端
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔結構加以說明。本實用新型的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔尖軌尖端的相對位置是基于如下設計思想對稱三開道岔結構復雜，其中雙轉轍器1是關鍵部件之一，包括兩根曲基本軌6、 兩根直尖軌7、兩根側向尖軌8，關系到三開道岔的安全性和耐久性?？偛贾脠D平面型式，取決于尖軌尖端的相對位置，對稱三開道岔尖軌尖端的相對位置主要有以下幾種型式平面型式(1)兩根直向尖軌尖端位于兩根側向尖軌尖端之前，如圖5所示，側向運行時，需要同時經過直向尖軌7和側向尖軌8，對兩尖軌均產生磨耗。兩根直向尖軌7設置拉桿時，尖軌斷面較大，便于設置拉桿。平面型式O)兩根直向尖軌尖端位于兩根側向尖軌尖端之后，如圖6所示，側向運行時，不經過兩根直向尖軌，可減少兩根直向尖軌的磨耗。但是引起側向尖軌尖端與基本軌不貼合，形成假密貼，對側向尖軌存在不利因素。同時直向尖軌尖端處軌距加寬過大，出現(xiàn)安全隱患。兩根直向尖軌設置拉桿時，尖軌斷面較小，拉桿設置困難。平面型式(3)兩根直向尖軌尖端和兩根側向尖軌尖端相互對齊，如圖7所示，兩根尖軌尖端對齊，由于斷面位置狹小，尖軌尖端相當薄弱，基本軌軌底也需要相應刨切，使得尖軌先天不足，使用壽命相對縮短。平面型式:—側直向尖軌尖端與另一側的側向尖軌尖端對齊，如圖8所示，該型式綜合了平面型式(1)、平面型式O)的特點，但是尖軌不對稱，不便于制造、鋪設、維修養(yǎng)護，一般用于不對稱三開道岔。本實用新型的城市軌道交通工程線路對稱三開道岔是這樣實現(xiàn)的[0030]本實用新型的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，該對稱三開道岔設置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，所述對稱三開道岔的結構包括有一組雙轉轍器1、一組中間轍叉3、兩組后端轍叉4、連接鋼軌2，一組雙轉轍器1分別通過連接鋼軌2與中間轍叉3連接，接著再通過連接鋼軌2與后端轍叉4連接，形成一副具有一個直股軌道和兩個側股軌道的三開道岔，如圖1所示，通過所述三開道岔的直股軌道和兩個側股軌道將車輛引向三個方向。所述雙轉轍器1包括兩根基本軌6、兩根直向尖軌7、兩根側向尖軌8、兩根拉桿 12，如圖5所示。兩根直向尖軌7設在兩根基本軌6之間，兩根側向尖軌8設在兩根直向尖軌7之間，其中一根直向尖軌7的尖端處與一根側向尖軌8尖端處連接有一拉桿12，另一根直向尖軌7的尖端處與另一根側向尖軌8尖端處連接有另一拉桿12。直向尖軌7的長度為7605mm，制造時下料長度為7865mm，其中260mm作為安裝拉桿12用；側向尖軌8長度為7401mm ；直向尖軌7與側向尖軌8的跟端10對齊；直向尖軌7 的尖端與側向尖軌8尖端相錯205mm。一方面是為方便在直向尖軌的端部設置拉桿12，另一方面是為保證尖軌與基本軌6的密貼，保證車輛走行的安全性、平順性。側向尖軌8在拉桿12處動程為160mm。如圖5所示，通過牽動拉桿12來實現(xiàn)道岔的直向尖軌或側向尖軌的開合，從而實現(xiàn)把車輛引入三個不同方向的直向股道或側向股道的目的。為加強基本軌6穩(wěn)定性，防止基本軌外翻，在基本軌6外側設置軌撐5，如圖2所
7J\ ο雙轉轍器1的直向尖軌7及側向尖軌8采用60AT鋼軌制造，相離圓曲線型。直向尖軌7尖端采用藏尖結構，所謂藏尖結構就是該道岔制造時，在基本軌6與直向尖軌7的尖端貼合處，把基本軌6削切一刀，給直向尖軌7留出一定空間，從而可以讓直向尖軌7制造的更厚些，增加直向尖軌7的強度。另外，藏尖結構是指直向尖軌7尖端50mm范圍內的軌面比基本軌6的軌面要低，這樣車輪踏面作用在基本軌6的軌面上，直向尖軌7尖端藏在基本軌6的軌面之下，直至50mm處才與基本軌持平，才與車輪接觸，起到保護作用。側向尖軌 8為貼尖結構，即側向尖軌8的斜度與直向尖軌7 —致，保持密切貼合。尖軌跟端10采用魚尾板間隔鐵活接頭結構，如圖2所示。側向尖軌8的工作邊及直向尖軌7的非工作邊，也就是與基本軌6的靠合面的斜度均為1 4，如此設計是為增加尖軌實際尖端厚度，從而增加尖軌粗壯度，可提高尖軌耐磨性能，如圖9、圖10所示。所述中間轍叉3是所述的兩個側股軌道交叉形成的對稱的“X”型結構件，該結構件的“X”型交叉部位的夾角A為6° 20' 24.7"。中間轍叉3采用高錳鋼整鑄的“X”型結構件，“X”型雙曲線的半徑為180717. 5mm ； 趾端9距交叉點距離為1780mm，跟端10距交叉點距離為2436mm。所述中間轍叉3的“X”型交叉部位為中間轍叉3的兩側工作邊為雙曲線型，中間轍叉3兩側與連接軌2為圓順銜接。有利于改善對稱三開道岔側向運行條件，同時縮短道岔全長，如圖3所示。所述后端轍叉4是所述直股軌道與側股軌道交叉形成的對稱的“X”型結構件，該結構件的“X”型交叉部位的夾角A為6° 20' 7"；在直股軌道與側股軌道交叉處的兩側均設有翼軌13，將直股軌道方向的翼軌13平直段向側股軌道的工作邊方向延長為150mm，如圖11所示。后端轍叉4用高錳鋼整鑄的“X”型結構件，趾端14距交叉點距離為1538mm，跟端 15距交叉點距離為2771mm。由于后端轍叉4直股軌道無護軌，為提高后端轍叉的安全性，采用縮短轍叉有害空間的措施，將直股方向的翼軌13平直段向側股工作邊方向延長150mm，可減少翼軌沖擊角，起到后端轍叉4自護作用。后端轍叉4可利用原有標準9號的單開轍叉，將直股軌道方向的翼軌13平直段向側股工作邊方向延長，原有的側股軌道方向的護軌可不做修改，如圖10，模具可用標準9號的單開轍叉略做修改即可。為了便于制造、鋪設、更換，側股方向翼軌13平直段也同時向側股工作邊方向延長，后端轍叉4設計為對稱，不分左右開。為了確保對稱三開道岔具有足夠的強度，采用有限元法對其關鍵部件進行了強度計算與檢核，驗證其結構滿足使用要求。給對稱三開道岔設計提出了有力技術支持。對本實用新型的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔的運行安全性、穩(wěn)定性檢算在道岔總圖設計之前，首先研究確定其設計參數(shù)允許值，在道岔設計時各項參數(shù)不能超過規(guī)定允許值。設計參數(shù)的確定ω 0 = 0. 65km2/h2α 0 = 0. 4m/s2，困難時 0. 6m/s2β 0 = 0· 3 0. 4m/s3經檢算滿足設計參數(shù)要求。式中ω。-動能損失；α 0-未被平衡離心加速度；β 0-離心加速度時變率；km-距離單位，公里；h_時間單位，小時；m-距離單位，米；S-時間單位，秒。本實用新型的主要尺寸和技術標準(1)道岔主要尺寸道岔全長L = 26492mm ；a = 10740mm ；b = 15752mm ；導曲線半徑180m;道岔角度6°20' 24. 7"；標準軌距1435mm，直向尖軌尖端軌距加寬10mm，即1445mm，跟端軌距1440mm。(2)主要技術標準側向通過速度:35km/h ；[0069]未被平衡的離心加速度α = 0. 525m/s2 ；欠超高 h = 77. 4mm ；未被平衡的離心加速度增量β = 0. 325m/s3 ；側向尖軌沖擊角為1° 11' 51〃 ；動能損失ω = 0. 458km2/h2。3)在所述雙轉轍器1兩根基本軌的內側靠近中間轍叉3和后端轍叉4的部位分別設有護軌11，該護軌11的橫剖面呈“U”形，形成護軌輪緣槽，護軌輪緣槽的寬度為 42mm-52mm，護軌11的安裝高度保證護軌11的頂面高出所述基本軌的頂面12mm?？恐虚g轍叉3部位的護軌11長度1744+1456mm ；靠后端轍叉4部位的護軌11長度1971+1729mm。護軌采用分開可調式槽型護軌11，如圖4、圖12所示，該槽型護軌11的橫剖面呈“U”型，其輪緣槽設計有一定的寬度，可便于護軌上下調節(jié)，從而可精確保證護軌頂面高出基本軌12mm， 使護軌達到最佳保護車輪不脫軌掉道的效果；中間轍叉3所用護軌輪緣槽寬度為52mm ；后端轍叉4所用側向護軌輪緣槽寬度為42mm。4)扣件采用DTVI2型彈性分開式扣件。5)鋼軌及中間轍叉3、后端轍叉4下設置厚度為12mm的橡膠墊板，橡膠墊板下設 16mm的鐵墊板。6)軌下基礎為鋼筋混凝土短軌枕式整體道床。短軌枕混凝土等級為C50，短軌枕預埋不銹鋼套管和尼龍?zhí)坠堋?)按有軌道電路設計，本實用新型即可滿足傳統(tǒng)的固定型閉塞制式，又可滿足移動閉塞制式的需要。(3)其他(1)護軌采用分開可調式槽型護軌結構，護軌頂面高出基本軌12mm，如圖4所示； 中間轍叉用護軌輪緣槽寬度為52mm ；后端轍叉用側向護軌輪緣槽寬度為42mm ；(2)扣件采用DTVI2型彈性分開式扣件，特殊部件特殊設計；(3)鋼軌及錳叉下設置12mm厚橡膠墊板，鐵墊板下設16mm橡膠墊板；(4)軌下基礎為鋼筋混凝土短軌枕式整體道床；短軌枕混凝土等級為C50，短軌枕預埋不銹鋼套管和尼龍?zhí)坠埽?5)按有軌道電路設計，本設計按固定型閉塞設計，同時兼顧移動閉塞的需要。下面對本實用新型采用中受力情況進行說明道岔是軌道設施中薄弱環(huán)節(jié)之一，特別是三開道岔結構復雜，車輛通過時引起道岔沖擊與振動，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。對稱三開道岔關鍵受力部件進行強度計算后，結論是強度合格，滿足使用要求。為了確保對稱三開道岔運行安全，在理論檢算的基礎上，對三開道岔的加工制造、 鋪設、運行、維修養(yǎng)護等提出以下注意事項1.尖軌底部、軌顎與軌胺螺栓孔等部位應力較大，應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系，提高車輛運行平穩(wěn)性。3.道岔鋪設時應確保各部件的平面位置及幾何尺寸在管理值范圍內，特別是直向尖軌和側向尖軌的相對位量及基本軌與尖軌密貼。4.道岔拖入運行后，應按用戶手冊要求定期進行關鍵部件的養(yǎng)護維修。采用本對稱三開道岔即具有兩組單開道岔，可代替兩組單開道岔使用。因此在有條件時，可采用本結構的對稱三開道岔，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，減少工程風險。對稱三開道岔在城市軌道交通工程中的使用，目前國內尚處于研發(fā)階段，它的研發(fā)使用綜合技術仍有廣闊空間。本實用新型的三開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技術標準和安全要求，突出了安全性、可靠性，以及便于制造、鋪設、施工、維修和養(yǎng)護等優(yōu)點。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，減少工程風險。
權利要求1.一種城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，該對稱三開道岔設置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，其特征是所述對稱三開道岔的結構包括有一組雙轉轍器(1)、 一組中間轍叉(3)、兩組后端轍叉G)、連接鋼軌O)，一組雙轉轍器(1)分別通過連接鋼軌 (2)與中間轍叉C3)連接，接著再通過連接鋼軌( 與后端轍叉(4)連接，形成一副具有一個直股軌道和兩個側股軌道的三開道岔，通過所述三開道岔的直股軌道和兩個側股軌道將車輛引向三個方向。
2.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是所述雙轉轍器(1)包括兩根基本軌、兩根直向尖軌、兩根側向尖軌、兩根拉桿；兩根直向尖軌設在兩根基本軌之間，兩根側向尖軌設在兩根直向尖軌之間，其中一根直向尖軌的尖端處與一根側向尖軌尖端處連接有拉桿，另一根直向尖軌的尖端處與另一根側向尖軌尖端處連接有另一拉桿。
3.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是所述雙轉轍器(1)的直向尖軌的非工作邊及側向尖軌的工作邊的斜度均為1 4。
4.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是所述中間轍叉(3)是所述的兩個側股軌道交叉形成的對稱的“X”型結構件，該結構件的“X” 型交叉部位的夾角為A = 6° 20' M.7"。
5.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是所述中間轍叉⑶的“X”型交叉部位為中間轍叉⑶的兩側工作邊為雙曲線型，中間轍叉⑶ 兩側與連接軌( 為圓順銜接。
6.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是所述后端轍叉(4)是所述直股軌道與側股軌道交叉形成的對稱的“X”型結構件，該結構件的 “X”型交叉部位的夾角為A = 6° 20' 7"；在所述直股軌道與側股軌道交叉處的兩側均設有翼軌(13)，將所述直股軌道方向的翼軌(13)的平直段向側股軌道的工作邊方向延長為150mmo
7.根據(jù)權利要求1中所述的城市軌道交通工程線路軌道對稱三開道岔，其特征是在所述雙轉轍器(1)兩根基本軌的內側靠近中間轍叉( 和后端轍叉(4)的部位分別設有護軌(11)，該護軌(11)的橫剖面呈“U”形，形成護軌輪緣槽，護軌輪緣槽的寬度為42mm-52mm， 護軌(U)的安裝高度保證護軌(11)的頂面高出所述基本軌的頂面12mm。
專利摘要本實用新型提供一種城市軌道交通工程線路對稱三開道岔，該對稱三開道岔設置于城軌工程中地下線的停車線路軌道上，對稱三開道岔的結構包括有一組雙轉轍器、一組中間轍叉、兩組后端轍叉、連接鋼軌，一組雙轉轍器分別通過連接鋼軌與中間轍叉連接，接著再通過連接鋼軌與后端轍叉連接，形成一副具有一個直股軌道和兩個側股軌道的三開道岔，將車輛引向三個方向。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技術標準和安全要求，突出了安全性、可靠性及便于制造、鋪設、施工、維修和養(yǎng)護等優(yōu)點。本實用新型不僅可以節(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，減少工程風險。
文檔編號E01B7/20GK202208869SQ201120255170
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者于春華, 巫偉軍, 李建斌, 李懷鑒, 楊寶峰, 馬振海 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司