[道岔知识]铁路道岔曲基本轨的弯折点、弯折量测量及近似计算

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2020年6月15日00:00:41
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一、基本轨形式及作用

转辙器基本轨由标准钢轨断面的钢轨制成,一侧为直基本轨,一侧为曲基本轨。“75”型(TB399--75)及以前各型道岔尖轨采用贴尖式,基本轨轨头不刨切(如下图);“AT"型道岔尖轨采用藏尖式,基本轨轨头需要刨切(图1、2)。基本轨除承受车轮的垂直压力外,还与尖轨共同承受车轮的横向水平推力,并保持尖轨位置的稳定。

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75型道岔的基本轨                                                                                AT尖轨的基本轨

二、曲基本轨弯折量及测量

直基本轨不进行弯折。曲基本轨应按支距进行弯折,以保持转辙器轨距、方向的正确,以及尖轨和基本轨的密贴。弯折的位置叫弯折点。

(一)曲基本轨与不同直尖轨的组合,各弯折点设置和测量方法

1.直线形尖轨道岔(普速道岔)的曲基本轨

(1)以尖轨尖端到尖轨跟端相对应的基本轨的直线段作为弯折基线。

(2)曲基本轨弯折点共有三个:第一弯折点在基本轨接头夹板跟端附近;第二弯折点在尖轨尖端前;第三弯折点在尖轨跟端后方。但由于第一个弯折点的长度和矢量均较小,所以在平常的维修养护工作中,一般不对该点进行检查。

(3)各弯折点的位置按各段长度定位,一般采用双倍弦测量其矢度。计划弯折矢度为其弯折量的1/2。
“75”型(TB399-75)50kg/m钢轨9号、60kg/m钢轨9号单开道岔的曲基本轨弯折长度和支距及测量方法见图3、图4。

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2.曲线形尖轨道岔的曲基本轨与直线尖轨采用直线密贴方式(尖轨非作用边为直线形)

12号道岔基本上都采用这种密贴方式。

直尖轨非作用边是否为直线形,用直尖轨的不同断面顶面宽度的比例计算出来,如其各断面顶宽为线性变化,则非作用边为直线形,否则为曲线形密贴方式。如SC330道岔直尖轨的顶面宽度从尖轨尖端到尖轨竖切起点范围的变化率,从附录3查得,尖轨中部71/5.641=12.59 mm/m,50 mm断面50/3.972 =12.59mm/m,呈线性变化,则该道岔的直尖轨与曲基本轨为直线密贴方式。

(1)一般以尖轨尖端到尖轨轨头竖切起点相对应的基本轨这一直线段作为弯折基线。

(2)曲基本轨只有两个弯折点:第一弯折点在尖轨尖端(或附近),第二弯折点在尖轨竖切起点。各弯折点的位置按各段长度定位。第一个弯折点按双倍弦法测量其矢度,第二个弯折点可采用4 m弦测量其弯折矢度。计划弯折矢度为其弯折量的1/2,见图5。

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图5 部分曲线形尖轨道岔的曲基本轨弯折图及测量方法(单位:mm)

3.曲线形尖轨道岔的曲基本轨与直线尖轨采用曲线密贴方式(直尖轨非作用边为曲线形,见图6)。 一般大号码道岔采用这种密贴方式。

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图6 曲基本轨与直线尖轨采用曲线密贴方式

如CZ253760kg/m18号道岔直尖轨的顶面宽度从尖轨尖端到尖轨竖切起点范围的变化率,可从附录3查得,尖轨中部71/7. 335 =9.70 mm/m, 50 mm断面50/5.559=8.99mm/m,呈非线性变化,则该道岔的直尖轨与曲基本轨为曲线密贴方式。

(1)一般以与直尖轨非作用边的直线段相对应的位置为曲基本轨的弯折基线。

(2)曲基本轨只有两个弯折点:第一弯折点在尖轨尖端,第二弯折点的位置与直尖轨非工作边的直线段对应(如CZ2537 60 kg/m18号道岔第一和第 二弯折点间的距离为3 711 mm)。 各弯折点的位置按各段长度定位。第一个弯折点按双倍弦法测量其矢度,第二个弯折点一般不测量,用框架尺寸进行控制。

4.有的高速道岔用曲基本轨作用边的始端和终端连线作为曲基本轨弯折基线(图7),与现有道岔不同,应注意。曲基本轨弯折情况一般不做检查,用框架尺寸进行控制。

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图7 部分高速道岔曲基本轨弯折基线

5.CN系列道岔因采用优化轨距技术,其直向和侧向基本轨都有顶弯,直基轨的方向用基准弦线测量(图 8)。

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图8 BWG道岔控制尺寸示例(单位 mm)

(二)曲基本轨弯折量测量作业(以SC330道岔为例)

曲基本轨的弯折点位置及弯折量的检查应在更换和铺设道岔时做好。日常检查中如发现该处轨距不易保持,应进-一步检查弯折点的位置和尺寸,如不符合规定应及时修理或更换。日常工作中还可以通过测量不同位置的框架尺寸来校核弯折点的尺寸。
(1)工(量)具:30 m钢卷尺、弦线、小钢尺、石笔。
(2)操作步骤:从曲基本轨始端向尖轨方向量3152.5 mm,划上标记,这一点为第一弯折点位置;再从第一弯折点位置开始向后量3152.5 mm的长度,划上标记,从这,点向曲基本轨始端方向拉弦线,在第一-弯折点位置处测量其矢度。如果是无缝道岔,基本轨始端位置比较难找,则可以从外锁闭的锁闭框中心向始端方向量
3646mm(有的道岔定制时基本轨有加长,可能测量的时候该位置没有轨缝,不用管它),这一点就是基本轨的始端位置。
从第一个弯折点开始,向尖轨中部方向量5804.5 mm,这是第二个弯折点位置,然后从这一点开始向两边各量2 000 mm的距离,拉弦线、量矢度。

三、曲基本轨弯折量的近似计算

曲基本轨的弯折点位置及弯折量应以厂家提供的技术资料为准。但由于单开道岔的型号太多,有时厂家没有提供必要的技术资料,通常只要有一张道岔铺设图,这时就要进行一些近似的计算。
12号单开道岔主要以曲线形尖轨为主,如果采用的是圆曲线形导曲线,其计算过程大致相同。计算时主要考虑圆曲线的理论起点及相切的情况,尖轨尖端如有轨距加宽,还要考虑加宽对弯折量的影响。18 号及以上道岔一般以框架尺寸 控制为主。

1.尖轨尖端轨距无加宽的计算方法

以专线424960kg/m12号道岔曲基本轨弯折点计算为例。该道岔导曲线为切线形圆曲线,尖轨尖端轨距为1435mm。

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图8 专线4249第一个弯折点(单位:mm)

第一个弯折点弯折量y1(图8):

y1=71/4681×4391=66.6mm

式中,71mm为60kg/mAT尖轨的顶面宽度。

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图9 专线4249第二个弯折点(单位:mm)

第二个弯折点弯折量y'2(图9):
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式中,Rn为导曲线内股半径,Rn=350 000-717.5 =349282.5mm。

2360为导曲线理论起点到尖轨尖端的距离,有关这个数据的计算在后面将会提及。

y''2=71/4681×(4681+2000)=101.3mm

y2=y'2-y''2=117.0-101.3=15.7

2.尖轨尖端有轨距加宽的计算

以SC330 60kg/m12号道岔为例,SC330道岔尖轨尖端轨距为1437mm,导曲线为相离半切线型圆曲线,其导曲线理论起点到尖轨尖端的距离为781.3mm,相离量约为11. 95mm,其中各弯折段的长度可以从铺设图中查到的相关数据。图10为该曲基本轨的实际设置情况,与铺设图中的设置不同,计算如下。

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图10 SC330 60kg/m 12号道岔曲基本轨弯折示意(单位:mm)

弯折点到尖轨尖端的距离x为

2÷x=71÷(x+5641),得x=163.5mm

第一弯折点的弯折量y为

y=71÷(5641 + 163. 5)* (3216 - 163.5) =37. 3 mm

第二弯折点后各点支距为:

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同样计算得:y2=47.6mm, y3 =88. 5mm , y4=109.2mm。


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文章来源:

《单开道岔结构与维修养护》[刘建华,冯毅编著] 2013年版

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