一種用于現(xiàn)代有軌電車道岔的工電接口結(jié)構(gòu)

王 軍

(中鐵寶橋集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，陜西 寶雞 721006)

一種用于現(xiàn)代有軌電車道岔的工電接口結(jié)構(gòu)

王 軍

(中鐵寶橋集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，陜西 寶雞 721006)

通過分析現(xiàn)代有軌電車交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對與之配套的焊接式槽形鋼軌單開道岔的工電接口結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并探討了有軌道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝與控制方式以及道岔電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備接口設(shè)計(jì)方法，為有軌電車道岔的研制創(chuàng)造了條件。

有軌電車，道岔，工電接口，轉(zhuǎn)轍機(jī)

1 現(xiàn)代有軌電車交通系統(tǒng)概況

現(xiàn)代有軌電車是一種中、低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)，代表了現(xiàn)代交通低碳、環(huán)保、高效的發(fā)展趨勢，能夠作為大運(yùn)量軌道交通的延伸和補(bǔ)充。

現(xiàn)代有軌電車在傳統(tǒng)有軌電車的基礎(chǔ)上進(jìn)行了徹底的技術(shù)革新?，F(xiàn)代有軌電車發(fā)展了鋼輪鋼軌和膠輪導(dǎo)軌兩種軌道技術(shù)，拓展了其應(yīng)用范圍；最新的現(xiàn)代有軌電車采用新型轉(zhuǎn)向架、合理設(shè)置車廂內(nèi)部縱坡，形成了70%和100%低地板有軌電車，方便了乘客使用；車輛可以根據(jù)線路特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，更加時(shí)尚現(xiàn)代，并且能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化生產(chǎn)，根據(jù)客流需要靈活調(diào)整電車運(yùn)載能力；目前，現(xiàn)代有軌電車還發(fā)展了第三軌、電磁感應(yīng)、超級電容、蓄電池等供電方式，能夠更好地實(shí)現(xiàn)與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)。

2 現(xiàn)代有軌電車道岔

現(xiàn)代有軌電車正線軌道道岔基本軌和導(dǎo)軌采用槽形鋼軌。其中59R2槽形軌(符合EN 14811相關(guān)規(guī)定)為有軌電車軌道的主力軌形，斷面形式如圖1所示。槽形鋼軌軌頭與50 kg/m鋼軌軌頭形狀差異較小，如圖1所示，槽形鋼軌本身帶有軌頂坡，當(dāng)其與用50AT型鋼軌制造的尖軌連接時(shí)，可以有效降低加工難度，有利于提高線路平順性。作為軌道系統(tǒng)中的重要組成部分，有軌電車道岔的選型需要考慮滿足運(yùn)營組織靈活多樣的需要，同時(shí)應(yīng)滿足車輛的運(yùn)行條件，并節(jié)約用地。工程實(shí)際中，道岔規(guī)格較多，主要分為直線單開道岔、曲線單開道岔、三開對稱道岔、交叉渡線、單渡線等多種道岔類型。圖2所示為直線單開道岔，轉(zhuǎn)換設(shè)備工電接口位于圖中所示轉(zhuǎn)轍器范圍內(nèi)。

3 有軌電車道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝與控制方式

在輪軌式城市軌道交通系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝方式的選擇，首先要滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要針對不同制式的交通系統(tǒng)具體分析，尤其要與土建及軌道專業(yè)就接口問題進(jìn)行充分溝通。以鋼輪鋼軌有軌電車系統(tǒng)為例，其正線軌道在城市路面敷設(shè)，采用混合路權(quán)時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)須采用“軌道中心嵌入式”安裝方式；若其采用獨(dú)立路權(quán)，專用線路，則可以采用“軌道外側(cè)”安裝方式或“軌道中心嵌入式”安裝。目前，沈陽、蘇州、珠海、廣州等地均有新建有軌電車項(xiàng)目，大連有軌電車目前以傳統(tǒng)有軌電車線路為主。沈陽、蘇州等地現(xiàn)代有軌電車正線道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)采用“軌道中心嵌入式”安裝方式，該方式是將轉(zhuǎn)轍機(jī)置于軌道中間，路面以下，其優(yōu)點(diǎn)是受到的列車沖擊、振動(dòng)較小，充分利用了道岔內(nèi)部空間，安裝機(jī)構(gòu)不分左右開別，并且節(jié)省了土建投資。大連既有有軌電車在獨(dú)立路權(quán)地段，正線道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)采用了“軌道外側(cè)”安裝方式，該安裝方式優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)時(shí)對有軌電車運(yùn)營影響小，缺點(diǎn)是占用軌道外空間。歐洲現(xiàn)代有軌電車采用混合路權(quán)的地段比較多，轉(zhuǎn)轍機(jī)也大多采用“軌道中心嵌入式”安裝方式。有軌電車線路具有獨(dú)立路權(quán)以及混合路權(quán)相結(jié)合的特點(diǎn)，其道岔控制等級沒有國鐵、地鐵高，若采用集中聯(lián)鎖設(shè)備對有軌電車來說過于浪費(fèi)，因此有軌電車大多采用獨(dú)立控制方式。例如沈陽渾南新區(qū)、大連有軌電車就采用了這種方式。該控制方式是將道岔控制設(shè)備安裝在道岔位置附近，無需經(jīng)過運(yùn)營控制中心集中控制指令，由有軌電車車載設(shè)備和軌旁道岔控制設(shè)備的信息交互即可實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換控制[2]。

4 道岔電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備接口設(shè)計(jì)

中鐵寶橋開發(fā)的有軌電車焊接式槽形鋼軌道岔采用了“軌道中心嵌入式”轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝方式。轉(zhuǎn)轍機(jī)放置于線路中間，為整體“地箱”結(jié)構(gòu)，鋪裝后位于路面以下，用專用蓋板覆蓋，便于日常維護(hù)。道岔轉(zhuǎn)轍器模型如圖3所示。

道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備由國內(nèi)鐵路信號專業(yè)機(jī)構(gòu)研發(fā)(見圖4)，中鐵寶橋進(jìn)行道岔的接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1)首先由道岔總體設(shè)計(jì)計(jì)算得到尖軌扳動(dòng)力、尖軌動(dòng)程、尖軌開口值等主要數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)轍機(jī)選型，校核轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換性能。

2)轉(zhuǎn)轍機(jī)護(hù)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該護(hù)軌結(jié)構(gòu)采用了特殊的折線形，由鋼板組焊成F形。既確保轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝區(qū)域方正，又保證了尖軌轉(zhuǎn)換所需空間，另外該護(hù)軌起到了隔離路面材料，為轉(zhuǎn)轍機(jī)提供安裝支撐的作用。

3)根據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備外框架需求尺寸以及道岔轉(zhuǎn)轍器橫向允許空間確定安裝空間(地箱)尺寸,見圖5中尺寸D。

D=S-2(K1+K2)。

其中，S為軌距；K1為護(hù)軌開口值；K2為護(hù)軌寬度。

4)根據(jù)該“地箱式”轉(zhuǎn)轍機(jī)的牽引特點(diǎn)，確定其拉桿、表示桿穿越護(hù)軌、尖軌時(shí)的預(yù)留孔位。

5)轉(zhuǎn)轍機(jī)上表面承載板安裝設(shè)計(jì)。采用六顆螺釘將承載板與護(hù)軌外支撐樁豎向固定，見圖5中A位置。支撐樁表面鉆制6×M16孔(見圖6)，既起到對護(hù)軌的加強(qiáng)作用，又為承載板的固定及路面豎向荷載的傳遞提供支持。

6)與轉(zhuǎn)轍機(jī)配套的電氣集線盒位于基本軌外側(cè)。道岔大底板上相應(yīng)位置設(shè)置安裝孔8×M16孔。

5 應(yīng)用實(shí)例

道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝實(shí)景見圖7。

該道岔供電接口結(jié)構(gòu)已經(jīng)被成功應(yīng)用于中鐵寶橋59R2鋼軌6號有軌電車道岔產(chǎn)品當(dāng)中，并且于2013年12月通過了由北京城建設(shè)計(jì)研究總院主持的新產(chǎn)品試制試鋪審查，審查結(jié)論為：“轉(zhuǎn)換設(shè)備采用整體地箱結(jié)構(gòu)，動(dòng)作桿、表示桿設(shè)置合理，動(dòng)作轉(zhuǎn)換靈活可靠，道岔各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)條件要求，道岔設(shè)計(jì)和制造達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。同意通過技術(shù)審查，可上道使用”。作為中鐵寶橋有軌電車道岔家族中的首位成員，該道岔的工電結(jié)合部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為后續(xù)有軌電車道岔的研制創(chuàng)造了良好條件。

[1] 徐壽偉.沈陽市渾南新區(qū)現(xiàn)代有軌電車一期工程軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)評述[J].都市快軌交通，2013(6)：190-193.

[2] 徐 鼎，張 靜.現(xiàn)代有軌電車行車控制方案設(shè)計(jì)[J].都市快軌交通，2013(6)：167-170.

[3] 王國軍，賈利生，韓 曉.有軌電車道岔控制方案及安裝方式研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(1)：284-285.

A sort of interface for the connection of mechanism and electricity in modern tram turnout

Wang Jun

(ChinaRailwayBaojiBridgeGroupCo.,Ltd,Baoji721006,China)

According to the analysis of the development for modern tramcar traffic system, the paper researches the power interface structure of welding channel-section single turnout, explores the installation and controlling approaches of tramcar switch machine, as well as the turnout electricity transfer equipment connection design methods, so as to create conditions for the research on tramcar turnout.

tramcar, turnout, power interface, switch machine

1009-6825(2015)07-0147-02

2014-12-28

王 軍(1980- )，男，工程師

U213.6

A