既有線更換道岔后連接曲線的設(shè)置與撥量計(jì)算

金志文 上海鐵路局新長(zhǎng)工務(wù)段

為迎接第六大提速，我單位對(duì)管內(nèi)14個(gè)車站共計(jì)58組道岔進(jìn)行更換，將原有的木枕P50kg/m鋼軌12號(hào)單開道岔（圖號(hào)：專線4144）更換為砼枕P50kg/m鋼軌12單開道岔（圖號(hào)：專線4257），因兩種道岔相關(guān)參數(shù)不同（見表1），造成換后側(cè)向股道連接曲線的變化。如何重新設(shè)置岔后連接曲線要素，合理計(jì)算曲線撥道量，是更換提速道岔時(shí)必須重點(diǎn)考慮的關(guān)鍵之一。

表1 兩種不同型號(hào)道岔主要參數(shù)比照

1 更換道岔方案的選擇對(duì)岔后曲線的影響

因站場(chǎng)平面設(shè)置不同，不同的站場(chǎng)更換道岔的方案各有不同。

（1）因兩種類型道岔后長(zhǎng)不同，當(dāng)更換道岔與前后道岔、曲線、橋梁、電務(wù)設(shè)備等夾直線長(zhǎng)度滿足要求時(shí)，保持既有道岔與新?lián)Q道岔岔中交位置不變。換后對(duì)側(cè)向連接曲線位置不影響，僅縮短道岔與連接曲線間的夾直線長(zhǎng)度，縮短量為1.092m。

（2）當(dāng)更換道岔與前后道岔、曲線、橋梁、電務(wù)設(shè)備等夾直線長(zhǎng)度無法滿足要求時(shí)，根據(jù)前后設(shè)備的影響情況，對(duì)新?lián)Q道岔中交位置做相應(yīng)的前后縱移，以確保夾直線及短軌配置要求。由于道岔中交位置發(fā)生了變化，造成岔后連接曲線各要素的改變。

2 岔后曲線要素的重設(shè)與撥量計(jì)算

2.1 曲線半徑設(shè)置原則

（1）線間距小于5.2m的附帶曲線，半徑不得小于道岔導(dǎo)曲線半徑，同時(shí)不宜大于導(dǎo)曲線半徑的1.5倍。

（2）半徑的選擇須同時(shí)滿足轍叉跟至曲線始點(diǎn)間的夾直線不得短于6m的要求，并滿足軌距加寬和外軌超高的遞減距離。

（3）半徑選擇時(shí)應(yīng)以盡量送減少撥道量和撥道長(zhǎng)度為原則，減少施工過程中撥道人工的投入，提高施工效率。

（4）岔后連接曲線一般不設(shè)緩和曲線。

2.2 計(jì)算原理

（1）曲線轉(zhuǎn)角。由于道岔僅發(fā)生平面的縱向移動(dòng)，且鄰線走向不變，因此道岔移動(dòng)前后其岔后曲線轉(zhuǎn)角不發(fā)生變化。

（2）相關(guān)曲線要素計(jì)算（見圖1）。

式中：S--線間距

b--道岔后長(zhǎng)

圖1 曲線要素計(jì)算圖

（3）曲線撥量計(jì)算

為便于現(xiàn)場(chǎng)操作，在計(jì)算曲線撥動(dòng)量時(shí)采用切線支距法（見圖2）。

圖2曲線撥量計(jì)算圖

Li--各撥點(diǎn)到ZY點(diǎn)曲線長(zhǎng)，一般每10m設(shè)一測(cè)點(diǎn)。

因岔后曲線的夾角不變，且鄰線走向不變，故可以將既有曲線與新設(shè)曲線列入同一坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

2.3 算例

如圖3所示既有1#岔為正線P50-12號(hào)左開木枕道岔，3#岔為到發(fā)線P50-9號(hào)左開木枕道岔，1#道岔與3#道岔間短軌長(zhǎng)6.25m，4道連接曲線要素：R舊=300m、T舊=29.161m、L舊=58.140m、а=4°45′49″、夾直線長(zhǎng) L夾1=32.023m、F=42mm、H=15mm、S=5mm。

根據(jù)新?lián)Q道岔構(gòu)造需要，1#岔-3#岔間短軌長(zhǎng)度不得短于10.8m。為減少施工撥動(dòng)量以及日后養(yǎng)修工作量，設(shè)撥后曲線半徑 R新=400m、а=4°45′49″、F=31mm、H=10mm、S=0mm。

圖3算例圖

1#道岔前移長(zhǎng)度L新-舊：

3#道岔撥動(dòng)量y3#：

新設(shè)曲線ZY點(diǎn)撥動(dòng)量y：

新設(shè)曲線切線長(zhǎng)T新：

新設(shè)曲線始點(diǎn)與3#道岔夾直線長(zhǎng)度l夾2：

新設(shè)曲線ZY點(diǎn)后各測(cè)點(diǎn)撥量yi：

表2 各測(cè)點(diǎn)撥量表

3 撥道過程控制

3.1 施工前準(zhǔn)備工作關(guān)鍵點(diǎn)

（1）道床準(zhǔn)備工作：因撥道量大點(diǎn)長(zhǎng)，在施工前必須儲(chǔ)備足夠量的道碴，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)撥道量進(jìn)行相應(yīng)寬度的夯實(shí)。

（2）既有連接線路的整治：通過計(jì)算出來的各點(diǎn)撥量均為理論數(shù)值，是建立在既有線路軌向與設(shè)計(jì)無偏差的前提下，這就要求既有線路的軌向須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。施工前須對(duì)既有線軌向進(jìn)行整治，使之與設(shè)計(jì)基本相符，以確保新設(shè)線路走向達(dá)標(biāo)。另為確保撥道工作順利進(jìn)行，施工前須對(duì)既有線路（道岔）進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)的全面整治，如線路的鎖定、缺少零部件的補(bǔ)齊等。

（3）定位樁的設(shè)置：施工前在既有線路上撥道起點(diǎn)開始每10m設(shè)一測(cè)點(diǎn)，并進(jìn)行編號(hào)。在每個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路肩上設(shè)置定位樁，預(yù)先丈量出測(cè)點(diǎn)與樁間的距離，并做好記錄。做好定位樁的保護(hù)，防止因施工干擾造成定位樁的偏移或遺失。

（4）線路限界調(diào)查：因連接曲線走向的改變，該段線路既有限界發(fā)生變化，施工前必須全面調(diào)查該段線路兩邊建筑物（特別是電務(wù)信號(hào)機(jī)）的限界，提前與相關(guān)部門做好協(xié)調(diào)處理。

3.2 施工過程中控制點(diǎn)

（1）施工時(shí)間控制：岔后連接曲線及夾直線（道岔）的撥道工作須與更換道岔施工同步進(jìn)行，確保道岔開通時(shí)岔后各股道同時(shí)開通。

（2）撥道過程控制：為確保施工過程中撥道與更換道岔不相互干擾，撥道方向應(yīng)從曲線尾向道岔方向逐點(diǎn)進(jìn)行。根據(jù)各站場(chǎng)設(shè)備特征、撥道量、撥道長(zhǎng)度，可分次或分段撥道以達(dá)到最終計(jì)算效果。

（3）新更換道岔后短軌配設(shè)：道岔中交移，岔后連接線路相應(yīng)加長(zhǎng)（本算例中原有6.25m短軌須換成10.8m）。由于岔后連接線路（道岔）發(fā)生位移而造成一定量的伸縮，因短軌長(zhǎng)度與理論設(shè)計(jì)長(zhǎng)度存在一定偏差，因此新鋪道岔岔后短軌應(yīng)在新鋪道岔和新設(shè)線路基本就位后再現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配置，防止鋼軌料不必要的浪費(fèi)。

（4）線路軌道幾何尺寸的整治：道后新設(shè)線路撥道量大，且枕下道床破壞大、密實(shí)度不足，須在新設(shè)線路撥正后，根據(jù)設(shè)定曲線超高、正矢、加寬等進(jìn)行全面整治，確保施工結(jié)束后行車安全。

3.3 施工后重點(diǎn)控制

（1）若因曲線半徑變化影響到曲線加寬的，須及時(shí)根據(jù)重設(shè)加寬值進(jìn)行整治。

（2）全面復(fù)檢新設(shè)線路幾何尺寸，對(duì)不達(dá)標(biāo)的處所處理進(jìn)行及時(shí)整治，以達(dá)設(shè)計(jì)要求。

（3）新設(shè)曲線各要素及標(biāo)樁標(biāo)志須及時(shí)重設(shè)和刷新。

4 結(jié)束語

在第六次大提速期間，我單位通過上述方法完成了10個(gè)站場(chǎng)22條曲線的重新設(shè)定和改造，在確保施工順利完成的同時(shí)，有效地減少了撥道工作量，提高了施工效率。

該方法在現(xiàn)場(chǎng)施工的應(yīng)用和改進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于新設(shè)岔后連接線路扣件扣壓力不均勻、接頭扭力矩不足、實(shí)際撥道量有偏差等方面原因，造成新設(shè)線路整體的伸縮量難以確定。這一問題須在以化計(jì)算方法來得到解決。