鐵路車站咽喉區(qū)道岔岔心距計算研究*

王順利 殷 勇 劉 杰 王淑偉

(西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院1) 成都 611756)(西南交通大學(xué)綜合交通運輸智能化國家地方聯(lián)合工程實驗室2) 成都 611756)(重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造與交通學(xué)院3) 重慶 400000)

0 引 言

鐵路車站咽喉區(qū)道岔岔心距是鐵路車站平面、橫斷面設(shè)計的基礎(chǔ).道岔的岔心距計算正確，才能夠保證鐵路車站的平面設(shè)計、車站橫斷面設(shè)計的正確性.TB10099—2019《鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范》[1](以下簡稱《站規(guī)》)自2017年12月起實施，道岔號數(shù)的選擇、道岔岔心距計算中插入的直線段長度等都發(fā)生了變化.在《站規(guī)》中只是簡單給出相關(guān)條文及計算的相關(guān)圖表；相關(guān)的其他文獻也只是列出《站規(guī)》的相關(guān)條文，沒有對岔心距的相關(guān)計算進行分類總結(jié)，沒有解決在具體計算中遇到的各種實際情況.本文結(jié)合《站規(guī)》的相關(guān)條文針對普速鐵路技術(shù)站、中間站進行分析，使普速鐵路車站道岔號數(shù)的選擇和道岔岔心距的計算更加容易掌握.

1 道岔號數(shù)的選擇

1.1 鐵路車站及樞紐設(shè)計規(guī)范相關(guān)條文

《站規(guī)》第16.5.4條，正線及站線應(yīng)采用混凝土岔枕道岔.

根據(jù)《站規(guī)》第16.5.2條，普速鐵路技術(shù)站、中間站相關(guān)道岔號數(shù)的選用主要有如下規(guī)定[1].

1) 正線道岔的列車直向通過速度不應(yīng)小于路段設(shè)計速度.

2) 用于側(cè)向接發(fā)旅客列車的單開道岔不得小于12號.

3) 用于側(cè)向接發(fā)貨物列車并位于正線的單開道岔，在會讓站、越行站、中間站不得小于12號，在其他車站不得小于9號.

4) 正線不應(yīng)采用復(fù)式交分道岔，困難條件下需要采用，不應(yīng)小于12號.

5) 駝峰溜放部分應(yīng)采用6號對稱道岔；改建困難時，可保留其他對稱道岔；當(dāng)調(diào)車場外側(cè)線路連接特別困難時，可采用9號單開道岔.到達場出口、調(diào)車場尾部、物流中心及段管線等站線上，可采用6號對稱道岔.

6) 其他線路的單開道岔不得小于9號.

1.2 普速鐵路技術(shù)站及中間站道岔號數(shù)判斷方法

根據(jù)TB/T 2477—2006《鐵路道岔的容許通過速度》[2]對道岔的直向通過速度規(guī)定，9號道岔直向通過速度100 km/h以下;12號道岔直向通過速度100～160 km/h;160 km/h以上采用18號可動心軌道岔[2].

故針對普速鐵路技術(shù)站和中間站把速度等級分為直向通過速度100 km/h以下、100～160 km/h兩種情況：

1) 直向通過速度100 km/h以下

技術(shù)站：側(cè)向接發(fā)旅客列車采用12號道岔，其他9號道岔.

中間站：非正線側(cè)向接發(fā)旅客列車采用12號道.

岔、正線位置側(cè)向接發(fā)列車取12號，其他取9號.

通過以上對比可知，直向通過速度小于100 km/h時，中間站除側(cè)向接發(fā)旅客列車取12號外，正線位置側(cè)向只接發(fā)貨物列車也取12號.

2) 直向通過速度100～160 km/h

技術(shù)站、中間站：正線所有道岔取12號，非正線位置側(cè)向接發(fā)旅客列車取12號，其他道岔取9號[3-4].

1.3 實例分析

結(jié)合圖1分析不同情況下道岔號數(shù)取值.圖1為道岔布置圖.

圖1 道岔布置圖

1) 直向通過速度100 km/h以下

區(qū)段站 1/3,13,11,15,14/16,20,18,22側(cè)向需接發(fā)旅客列車，為12號道岔；其余道岔為9號道岔.需要特別說明的是在技術(shù)站為保證平行作業(yè)需要，在咽喉設(shè)置有平行渡線，要考慮渡線的分工合理選用道岔號數(shù).如在右端咽喉，14/16和6/8為平行渡線，14/16接發(fā)3,4,5道客貨列車，6/8方向通向貨場辦理貨場取送車作業(yè)，10/12辦理1、II道向牽出線12道的調(diào)車作業(yè)，故6/8,10/12為9號道岔，14/16為12號道岔.

中間站 3,4,6道均雙向接發(fā)客貨列車，1/3,9/11,13/15,17,19,2/4,10/12,14/16,18,22/24需側(cè)向接發(fā)旅客列車，取12號；其余道岔取9號.需要特別說明的是21,23,20雖需要接發(fā)旅客列車，但是接發(fā)旅客列車的位置是道岔的直向，故也是取了9號.5/7,6/8雖然在正線出岔，但側(cè)向不接發(fā)列車，故也是取了9號.

2) 直向通過速度100～160 km/h.

區(qū)段站 正線道岔1/3,5/7,13,2/4,6/8,10/12,14/16,20取12號，非正線側(cè)向接發(fā)旅客列車道岔11,15,18,22取12號，其余道岔取9號.需要特別說明的是渡線道岔的號數(shù)要取一致，以2/4為例，雖然2沒在正線位置，也沒側(cè)向接發(fā)旅客列車，但4在正線位置，正線通過速度120 km/h,所以2/4取12號.

中間站 正線道岔1/3,5/7,9/11,13/15,17,2/4,6/8,10/12,14/16,22/24取12號，非正線位置側(cè)向接發(fā)旅客列車道岔19、18取12號，其余道岔取9號.

2 車站咽喉區(qū)相鄰道岔岔心距的計算

2.1 對向布置

1) 理論分析 兩道岔對向布置，見圖2.兩道岔的岔心距為[5-8]

L=α1+α3+f+∑Δ

(1)

式中：L為岔心距；a1，a3為道岔前長，道岔號數(shù)以及型號確定后，其大小可具體確定；f為插入直線段，其大小要根據(jù)兩個道岔位置查表確定；Δ為軌縫，插入鋼軌長大于12.5 m為0.012 m，小于12.5 m為0.008 m.

圖2 兩道岔異、同側(cè)對向布置

通過以上分析可知，要計算兩對向道岔的岔心距時兩個道岔的具體型號和號數(shù)已確定，前長a的大小為確定值.剩下的f和Δ需要根據(jù)查表的數(shù)據(jù)進行確定，f的具體值見表1.

由表1可知，插入鋼軌大小與對向道岔位置相關(guān)及通過列車情況相關(guān).其中線別的到發(fā)線是指岔心距處于接發(fā)列車進路范圍；有列車同時通過兩側(cè)線是指有某接發(fā)列車進路需同時經(jīng)過兩個道岔的側(cè)向位置.

表1 兩對向道岔插入鋼軌最小值

2) 實例分析 由圖1的區(qū)段站可知，正線通過速度130 km/h.兩個道岔頭頭相對的情況有3-5，7-13，4-6，16-18，12-14，8-24.

7-13 正線位置，7的側(cè)向通向機務(wù)段，適用于正線通過直線通過速度120～160 km/h無列車同時通過兩側(cè)線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

3-5 到發(fā)線位置，3、4道旅客列車接發(fā)需經(jīng)過，適用于到發(fā)線客車無列車同時通過兩側(cè)線，f取0，Δ取0.

4-6 正線位置，4的側(cè)向通向貨場，適用于正線通過直線通過速度120～160 km/h無列車同時通過兩側(cè)線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

16-18 到發(fā)線位置，3、4道旅客列車接發(fā)需經(jīng)過，適用于到發(fā)線客車有列車同時通過兩側(cè)線，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

12-14 正線位置，12的側(cè)向通向牽出線，適用于正線通過直線通過速度120～160 km/h無列車同時通過兩側(cè)線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

8-24 調(diào)車作業(yè)位置，適用于其他站線貨車，f取0，Δ取0.

12號道岔采用50 km/h混專線4257，9號道岔采用50 km/h混專線4251，具體參數(shù)見表2.

表2 道岔參數(shù)

L7-13=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L3-5=16.853+16.853+0+0=33.706 m

L4-6=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L16-18=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L12-14=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L8-24=16.853+13.839+0+0=30.692 m

2.2 順向非平行布置

1) 理論分析 兩道岔對向布置，見圖3.兩道岔的岔心距為

L=b1+α3+f+∑Δ

(2)

式中：b為岔后長.

圖3 兩道岔順向非平行布置1和2

通過以上分析可知，要計算順向非平行道岔的岔心距時兩個道岔的具體型號和號數(shù)已確定，a、b的大小為確定值.剩下的f和Δ需要根據(jù)查表的數(shù)據(jù)進行確定，f的具體值見表3.

由表3可知，插入鋼軌大小與兩順向道岔位置及通過列車速度相關(guān)；括號里面的數(shù)值是指18號道岔時的插入值.

2) 實例分析 由圖1的區(qū)段站可知，正線通過速度130 km/h.兩個道岔頭頭相對的情況有5-9，9-17，14-20，24-26，具體取值見表3.

表3 兩道岔順向非平行布置插入鋼軌最小長度

5-9 到發(fā)線位置，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

9-17 其他站線位置，且位于通調(diào)車場位置，無旅客列車作業(yè)，f取8.0 m，Δ取0.008 m.

14-20 正線位置，直向通過速度130，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

24-26 與9-17類似，f取8.0 m，Δ取0.008 m.

L5-9=21.054+13.839+12.5+0.012=47.405 m

L9-17=15.009+13.839+8.0+0.008=36.856 m

L14-20=21.054+16.853+12.5+0.012=50.419 m

L24-26=15.009+13.839+8.0+0.008=36.856 m

2.3 道岔尾部類平行布置

1) 基線同側(cè)布置兩個順向道岔 基線同側(cè)兩個道岔順向布置，兩道岔尾部類似于平行布置，根據(jù)兩個道岔的號數(shù)不同有三種布置類型，見圖4[9-10].

圖4 基線同側(cè)布置兩順向道岔

φ1=φ3，φ1>φ3時，兩個道岔平行線在兩個道岔中心位置距離最短，考慮到站內(nèi)線間距情況，兩線間如沒有特殊情況最小距離一般取5 m，如有特殊情況應(yīng)綜合考慮后取值，此時兩道岔中心最小距離為

(3)

φ1<φ3時，兩道岔中心距離越來越近，其線間距計算見圖5.

圖5 基線同側(cè)布置兩順向道岔計算

由圖5可知，兩個道岔的岔心距離通過做輔助線，分為L1和L2兩部分，L1=S2/sinφ1；L2=S1/ctanφ1-S1/ctanφ3=N1×S1-N3×S1=(N1-N3)×S1；L=S2/sinφ1+(N1-N3)×S1.N1為道岔1的號數(shù).

2) 基線異側(cè)兩道岔尾部相對 基線異側(cè)兩道岔尾部相對布置，見圖6.

(4)

式中：S為兩線間最小距離，一般取5 m.

圖6 基線異側(cè)尾部相對

3) 渡線 見圖7.

圖7 渡線

由圖7可知，兩個道岔的岔心距為

(5)

4) 實例分析 由圖1的區(qū)段站可知，正線通過速度130 km/h.兩個道岔存在類平行關(guān)系比較有1-3，5-7，9-11，11-15，14-16，18-22，16-24.

1-3，5-7，14-16屬于渡線，故岔心距與線間距離及道岔號數(shù)相關(guān)，道岔都是12號岔，線間距考慮線間無列檢作業(yè)取5 m，故岔心距為5/sin (4°45′49″)=60.208 m.

11-15，18-22屬于基線側(cè)兩道岔平行布置形式，道岔都是12號.3道與4道間中間站臺寬9 m，3道與4道的線間距為：1.75+1.75+9=12.5 m.11-15，18-22岔心距為：12.5/sin (4°45′49″)=150.521 m.

16-24為基線異側(cè)兩道岔尾部相對形式，14/16為12號道岔，24為9號道岔，16-24要求的最小岔心距為5/sin (4°45′49″)=60.208 m.

2.4 間接計算

在計算岔心距時，要明確該岔心距是不是在整個車站咽喉的控制岔心距，控制岔心距可以根據(jù)以上分析，分析岔心距的類型，進行分別計算.但是有些道岔的岔心距不是車站咽喉控制岔心距，需要通過間接的方法進行計算.

如圖1中的1-7，II道與3道的線間距取5 m，1-7的岔心距=1-3水平距離+3-5岔心距+5-7水平距離.1-3的水平距離=S×ctana=S×N=12×5=60 m.

如圖1中的16-24，在以上分析中，16-24最小要求為60.208 m，但是還需要進行驗算一下，8、12道岔在水平上處于同一位置，要分別計算L12-15+L14-16水平、L8-24+L24-16，以此來判斷哪個是控制車站咽喉的岔心距.

L12-14=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L14-16水平=12×5=60 m

L8-24=16.853+13.839+0+0=30.692 m

L16-24=5/sin (4°45′49″)=60.208 m

L12-14+L14-16水平=106.218 m

L8-24+L16-24=90.9 m

通過以上分析可知，由12-14-16是控制整個車站咽喉的岔心距，16-24的岔心距不能直接計算，要通過12-14-16進行反算.

L16-24=L12-14+L14-16水平-L8-24=75.526 m

3 結(jié) 束 語

鐵路車站的岔心距計算是鐵路車站平面設(shè)計的基礎(chǔ).要根據(jù)車站的設(shè)計參數(shù)確定各道岔具體采用的號數(shù)，選定好具體對應(yīng)的道岔型號.根據(jù)鐵路車站咽喉的道岔配置情況，判定道岔岔心距是對向布置、順向布置、類平行、間接計算中的哪一種，然后根據(jù)相關(guān)類型的計算公式進行計算岔心距，在計算過程要注意道岔的a，b，Δ取值，遇到2.4所列間接計算情況需要對岔心距進行檢算，確保岔心距計算的正確性.