道岔群內(nèi)成組更換道岔定位控制技術(shù)探討

俞友強(qiáng) 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司金溫鐵路有限責(zé)任公司

1 概述

道岔與接頭、曲線并稱為線路三大薄弱環(huán)節(jié)，是制約線路通過速度、通過總重的重要因素。為適應(yīng)現(xiàn)代化鐵路“安全、高速、重載”的發(fā)展要求，線路設(shè)備需要更新改造，其中道岔的升級改造如將低強(qiáng)度的木枕更換為混凝土岔枕，成為線路設(shè)備大修的重要項目之一。

道岔定位是道岔預(yù)鋪及道岔更換施工過程中技術(shù)難度最大也最關(guān)鍵的工序。新道岔定位的準(zhǔn)確性直接影響岔前、岔后配軌及線路平面線型。因此在預(yù)鋪組裝新道岔時,必須提前確定預(yù)鋪新道岔相對既有道岔的定位位置，并在既有道岔上做好標(biāo)記。

既有金溫貨線溫州站18組、溫州西站36組P43木枕道岔已使用二十余年，道岔設(shè)備已達(dá)大修周期且面臨淘汰，為確保運(yùn)輸安全，按照三年隱患整治部署，2021年底前完成道岔設(shè)備升級改造。本文結(jié)合金溫貨線溫州西站道岔群5組（20#、22#、24#、26#、28#）P43-1/9木枕單開道岔（道岔前長13.839 m，后長15.009 m）更換為同號碼砼枕P50-1/9（圖號為cz2209，道岔前長13.839 m，后長15.009 m)道岔改造施工，探討道岔群內(nèi)成組更換道岔施工過程中新岔位置定位控制方法及其施工注意事項。

2 道岔基本術(shù)語

標(biāo)準(zhǔn)的單開道岔如圖1所示。道岔主向中心線與側(cè)向中心線的交點(diǎn)為道岔中心。從道岔設(shè)計中心到道岔直基本軌前端軌縫中心距離為道岔前長，從道岔設(shè)計中心到轍叉跟端軌縫中心距離為道岔后長。

圖1 單開道岔示意圖

道岔中心是道岔主線和側(cè)線的線路中心線交點(diǎn)，它不僅是道岔平面主要尺寸的控制點(diǎn)，也是道岔設(shè)計、鋪設(shè)、維修以及更換施工的關(guān)鍵點(diǎn)。能否準(zhǔn)確定位道岔中心，將直接影響岔前、岔后線路銜接，影響道岔岔后線路開檔及岔后直線間距，使岔后線路出現(xiàn)明顯方向不良的問題。

3 道岔定位方法

結(jié)合道岔設(shè)計原理及現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，道岔定位方法一般分為岔首定位法、岔中定位法和岔尾定位法三種。其中岔首定位法是指利用既有道岔始端的前基本軌接頭位置對道岔進(jìn)行定位的方法,由于該方法需考慮兩根基本軌的相錯量，因此存在一定定位誤差。岔尾定位法是指利用既有道岔岔后接頭（一般采用直股）位置進(jìn)行定位的方法,該方法中由于未考慮岔后接頭的爬行位移，因此也存在一定定位誤差。相比較之下,岔中定位法定位精度較高，且適用于同號碼不同類型的道岔更換定位,因此岔中定位法是現(xiàn)場普遍采用的一種方法。岔中定位法根據(jù)量取的參數(shù)不同,又細(xì)分為三種。

第一種方法是在確定線上既有道岔設(shè)計總布置圖號后，從既有道岔岔前直股接頭處（有縫道岔含4 mm軌縫，無縫道岔為焊縫接頭處）向岔尾方向用長鋼尺量出道岔設(shè)計前長,再用支矩尺（或方尺)沿直股鋼軌工作邊垂直丈量1/2軌距，即可確定出道岔設(shè)計中心位置。但是由于該方法沒有考慮道岔鋼軌組件爬行位移，誤差較大，因此一般不單獨(dú)采用此方法進(jìn)行測量。

由道岔設(shè)計原理可知，確定設(shè)計型號的道岔轍叉心理論尖端到設(shè)計中心的距離是唯一確定的數(shù)值，因此通過確定道岔的轍叉心理論尖端位置即可定位道岔中心位置?；谏鲜鐾茖?dǎo)，第二種方法是根據(jù)既有道岔總布置圖及轍叉心設(shè)計圖，確定線上既有道岔的岔趾、岔跟位置，再量取道岔轍叉心尖趾距等相關(guān)尺寸確定轍叉心理論尖端位置，最后利用道岔轍叉心理論尖端到道岔中心設(shè)計距離確定道岔設(shè)計中心位置。

第三種方法是根據(jù)道岔中心是道岔直向、側(cè)向中心線交點(diǎn)的定義，利用經(jīng)緯儀測量定位道岔中心。在該方法中，測量前需對道岔前后線路方向進(jìn)行撥道，保證道岔平面線形位置正確，線路連接平順。測量過程中，將兩臺經(jīng)緯儀分別架設(shè)在已撥正的兩股道的中線位置，測得直向、側(cè)向中心線的交點(diǎn)即是道岔中心。

4 金溫貨線溫州西站道岔群改造實(shí)例

既有金溫貨線溫州西站道岔群5組（20#、22#、24#、26#、28#）P43-1/9木枕單開道岔，如圖2所示。

圖2 金溫貨線溫州西站道岔群示意圖

由圖所示，20#岔后至22#岔前夾直線長度為4.45 m，不符合“正線不短于6.25 m，到發(fā)線不短于4.5 m”的設(shè)計規(guī)范要求；24#岔后（曲股）至26#岔前夾直線方向不良，目測既有24#岔位置需往22#岔方向串動。使用經(jīng)緯儀測得24#岔中位置需往岔前方向移動497 mm，前其余道岔位置結(jié)合夾直線長度要求進(jìn)行調(diào)整。

道岔中心移動量或定位過程中積累產(chǎn)生的誤差值將直接反應(yīng)在道岔與其岔后線路的匹配順接上。如20#岔前6.25 m短軌調(diào)整為6.0 m，則該道岔曲股橫向偏量為（6.25 m-6.0 m）/9≈28 mm，即影響整個道岔群橫移量為28 mm。

既有22#岔前短軌4.45 m加上20#岔前移0.25 m，施工后22#岔前短軌長度為4.45+0.25=4.7 m，岔枕間隔600 mm，則需調(diào)整短軌長度為4.8 m。故22#岔后移0.1 m，22#岔曲股橫向偏量為28 mm-0.1 m/9=16.8 mm；22#岔直股橫向偏量28 mm。28#岔直、曲股橫向偏量均為16.8 mm。24#岔由于岔中前移497 mm，22#岔后移0.1 m，更換后岔前短軌長度為：16.38 m-0.497 m-0.1 m=15.783 m；岔后直股短軌長度為16.45 m+0.497 m=16.947 m。

岔后曲股鋼軌伸長：0.497m/cos6°20′25″≈0.5 m。

金溫貨線溫州西站道岔群改造后如圖3所示。

圖3 金溫貨線溫州西站道岔群定位改造后示意圖

按照圖3定位施工，20#-28#岔群成組更換道岔后岔間短軌長度、岔后直、曲軌與岔后線路方向良好，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

5 注意事項

（1）如施工過程中新岔中心縱向移動n?mm，應(yīng)考慮岔后曲股鋼軌接頭與側(cè)股鋼軌之間n/N?mm（其中N為道岔號）的橫向偏差錯牙問題。如新岔中心往岔首方向移動時則側(cè)股需往外側(cè)撥動，反之往內(nèi)側(cè)撥動。

（2）在道岔群成組更換道岔施工時，可對既有道岔“中交”位置、渡線方向、線間距、岔區(qū)縱斷面等進(jìn)行合理調(diào)整，使岔區(qū)平、縱斷面得到改善。根據(jù)調(diào)查情況確定新岔定位，應(yīng)考慮新、舊道岔長度不一時產(chǎn)生的道岔間短軌長度的調(diào)整量，使岔中前移和后移量盡量一致，以控制整個道岔群的撥動量。

（3）鋪設(shè)混凝土枕道岔時，因受設(shè)計圖位置的限定，鋼軌設(shè)計位置不能隨意變動，橫向偏差則會體現(xiàn)在通長枕木后的線路方向不良上。特別是在更換渡線道岔時，因其岔后通長枕木間的短岔枕數(shù)量較少，故其連接的方向偏差就集中體現(xiàn)在短岔枕范圍內(nèi)，容易出現(xiàn)明顯的方向不良。

（4）當(dāng)岔后曲股方向不宜變動時，應(yīng)將舊道岔中交位置作為新岔中交。

（5）現(xiàn)場既有道岔因常年運(yùn)營及維修工作影響，道岔轍叉心、鋼軌組件等均會出現(xiàn)不同程度的位移爬行，特別是木枕道岔扣件阻力及道床縱向阻力較小，即使安裝防爬器、支撐等設(shè)備也不能很好地控制道岔鋼件的爬行位移，直接利用岔首定位法進(jìn)行道岔中心確定會造成道岔位置定位誤差，實(shí)際施工過程中應(yīng)綜合利用上述方法進(jìn)行道岔位置綜合定位。

（6）岔群內(nèi)如既有道岔間或岔后線路方向不良時，應(yīng)使用經(jīng)緯儀（或全站儀）測量并結(jié)合換岔施工進(jìn)行定位調(diào)整，確保新岔位置準(zhǔn)確。

（7）新岔定位必須結(jié)合岔后股道線間距，如岔后線路直線不直或曲線不順時，應(yīng)與道岔定位一并測試。