普通单开道岔几何尺寸计算

2020年8月31日00:00:13
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以曲线半切线形尖轨、直线辙叉单开道岔为例进行道岔几何尺寸计算。

曲线尖轨大多采用圆曲线线型。其形式很多,有切线形、半切线形、割线形、半割线形等,其中以切线形最为常用,切线形中又以半切线形尖轨最为常用。

半切线形尖轨曲线的理论起点与基本轨相切,在尖轨顶宽一定宽度处(通常为20~40 mm)开始,将曲线改为切线,为避免尖轨尖端过于薄弱,在顶宽为3~5 mm处再作一斜切,如图1。这种形式的曲线尖轨的侧向行车条件较直线尖轨为好,且尖轨比较牢固,加工也比较简单,是我国目前大号道岔的标准尖轨形式。

普通单开道岔几何尺寸计算

半切线形尖轨

曲线尖轨直线辙叉单开道岔的尺寸计算原始参数包括:道岔转辙角α,曲线尖轨长l0,直尖轨长l'0,基本轨前端长q,导曲线半径R,尖轨转辙角β、尖轨跟端支距yg,辙叉趾距n(辙叉理论尖端到趾端的距离)辙叉跟距m(辙叉理论尖端到跟端的距离)等。

设侧股轨道中心线的半径为R,则尖轨工作边的曲率半径R=R0+717.5mm。曲线尖轨的长度与道岔侧线理论顶点位置.轨距递变率、跟端构造、岔枕布置等因素有关,直尖轨的尖端和跟部应与曲尖轨的尖端和跟部对齐。

半切线形尖轨、直线辙叉单开道岔的主要尺寸如图2所示。О点为道岔直股中心线和侧股中心线的交点,又称道岔中心。

普通单开道岔几何尺寸计算

曲线尖轨直线辙叉单开道岔几何尺寸

需要计算的尺寸如下:

道岔前长α(道岔前轨缝中心到道岔中心的距离),道岔后长b(道岔中心到道岔后端轨缝中心的距离);

道岔理论长L1(尖轨实际尖端到辙叉理论尖端的距离);

道岔实际长LQ(道岔前后轨缝中心之间的距离);

跟端之后导曲线支距。

1.道岔基本尺寸计算

由图中道岔几何关系可知,R一Rcosa+Ksina=S则,
普通单开道岔几何尺寸计算

2.道岔导曲线支距计算

在单开道岔上,自尖轨跟端起,以直股基本轨作用边为横坐标轴,导曲线外股钢轨工作边上各点距此轴的垂直距离叫做导曲线支距。导曲线支距对导曲线的圆顺起着十分重要的作用。

通常取直股基本轨作用边正对尖轨跟端处为坐标原点。令导曲线上各支距点i的横坐标为Xi,通常点间距为2m,则其相应的支距y,支距点i所对应的偏角为γi

由图中几何关系知

R-Rcosβ=yg

则可计算出cosβ=(R-yg)÷R,由三角函数可算出sinβ。

又由于Rsinγi=Rsinβ+Xi,则可得到sinγi,进而求得cosγi。

则第i点的支距为

yi=yg+R(cosβ-cosγi)

式中β——道岔转辙角。

3.配轨计算

一组单开道岔,除转辙器、辙叉及护轨外,一般有8根连接轨,分4股,每股⒉根。所谓配轨就是计算这8根钢轨的长度并确定接头的位置。

配轨时应考虑如下一些原则:

(1)转辙器及辙叉的左右基本轨长度,应尽可能一致,以减少基本轨备件的数量,并有利于左右开道岔的互换;

(2)连接部分的钢轨不宜过短,小号码道岔一般不小于4.5m,大号码道岔不小于6.25 m;

(3)配轨时应保证对接接头,并尽量使岔枕布置不发生困难,同时要考虑安装轨道电路绝缘接头的可能性;

(4)充分利用整轨、缩短轨、整轨的整分数倍的短轨,做到少锯切,少废弃,选用钢轨利用率较高的方案。
配轨计算公式如下:
普通单开道岔几何尺寸计算

式中

A0——导曲线理论起点至尖轨实际尖端的距离;

li———基本轨长度;

b——轨头宽度;

Ri——内轨轨头中心处导曲线半径,用下式计算:

Ri=(R-S-b/2)

配轨计算所有公式中角度均以弧度计。

文章来源:

 王兴强,郭兆军主编. 铁路轨道施工及维修[M]. 2014

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