CN117005247A - 一种用于城市轨道交通的新型道岔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通的新型道岔，包含直基本轨、曲线尖轨、直线尖轨、曲基本轨、直向导轨、侧向导轨和组合辙叉，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨采用半径大于或等于680m的导曲线，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨的半径相同，所述组合辙叉的辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角。其曲线半径大于或等于680m，且辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角，使得能够提高侧向通过速度和直向通过速度，能够保证列车以侧向70km/h速度通过道岔时，列车舒适性指标不超限，能够使得道岔的侧向通过速度大于或等于70km/h，能够满足国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求，且能够达到更高的需求。

Description

一种用于城市轨道交通的新型道岔

技术领域

本发明涉及道岔技术领域，特别是一种用于城市轨道交通的新型道岔。

背景技术

道岔是地铁车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备，是地铁轨道的重要组成部分和系统集成，是影响列车运行速度、稳定和安全的关键设备。

1、现有地铁道岔技术方案简述

1)道岔组成及工作原理

如图1所示，单开道岔包含直基本轨1、曲线尖轨2、直线尖轨3、曲基本轨4、直向导轨5、侧向导轨6、组合辙叉7以及道岔用扣件、连接件等。通过转辙设备的驱动带动曲线尖轨2及直线尖轨3实现线性位移，从而保证列车顺利通过道岔直向与侧向两个方向。其中，道岔直向运行时曲线尖轨2打开，直线尖轨3与曲基本轨4密贴，列车通过直基本轨1及直线尖轨3；道岔侧向运行时曲线尖轨2与直基本轨1密贴，直线尖轨3打开，列车通过曲线尖轨2与曲基本轨4。

2)地铁常规道岔简介

目前，国内地铁主要采用7号、9号、12号道岔来满足列车变道、行车折返等要求，7号道岔一般用于车场线，9号及12号道岔用于正线。对于各道岔设备，其号码数越大，道岔直向与侧向形成的辙叉角越小，列车的侧向通过速度越高，道岔规模越大，各常见道岔具体参数详见如下：

2、现有地铁道岔技术方案客观不足

地铁列车通过道岔实现列车的折返，列车通过道岔时间、线路折返能力与道岔侧向通过速度、道岔规模参数息息相关：道岔侧向通过速度越高、道岔规模越小，列车通过道岔时间越短，线路折返能力越强。

国内地铁道岔中折返性能最优的为12号道岔，其侧向通过速度50km/h，道岔规模为37.8m，可满足6辆A型车编组条件下规范要求的“30对/h”折返能力。然而，随着城市人口数量的增长以及出行频率的增加，轨道交通客流量也明显增大，为满足出行的要求，部分城市的骨干线地铁线路已采用8辆A型车大编组方案。经行车效率模拟检算，受侧向通过速度50km/h制约，地铁行业内既有折返能力最优的12号道岔仍无法实现8辆A型车编组条件下规范要求的“30对/h”折返能力，而12号道岔受辙叉角影响亦无法显著提高侧向通过速度。国内大铁虽有侧向通过速度更高的18号道岔，但由于其辙叉角过小不能组成交叉渡线用于地铁线路折返。

通过调研，国外在面临大编组线路工况时研发有欧标14号道岔，该道岔侧向通过速度有所提高，线路折返能力得到提升，但该设备无法引进使用，主要原因包括：首先，该道岔采用欧洲标准，钢轨廓形及信号接口与国内地铁不兼容；其次，该道岔侧向通过速度最高为65km/h，依旧无法满足，国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求(经行车检算，道岔侧向通过速度需求为70km/h)。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的国内外既有地铁道岔存在无法满足8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求的问题，提供一种用于城市轨道交通的新型道岔，其侧向通过速度更高、适应国内地铁标准、规模可控且稳定性与耐久性更佳。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于城市轨道交通的新型道岔，包含直基本轨、曲线尖轨、直线尖轨、曲基本轨、直向导轨、侧向导轨和组合辙叉，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨采用半径大于或等于680m的导曲线，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨的半径相同，所述组合辙叉的辙叉角小于12号道岔的辙叉角且大于18号道岔的辙叉角。

本发明所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨的半径相同，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨采用半径大于或等于680m的道岔导曲线半径，该道岔导曲线半径高于12号道岔的350m导曲线半径，且高于欧标14号道岔的561m的导曲线半径，且组合辙叉的辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角，保证列车以侧向70km/h速度通过道岔时，列车舒适性指标不超限，即未被平衡离心加速度0.556m/s²＜0.56m/s²的控制限值，未被平衡的离心加速度增量0.594m/s³＜0.6m/s³的控制限值。采用上述方案，能够使得道岔的侧向通过速度大于或等于70km/h，能够满足国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求，且能够达到更高的侧向速度需求。

作为本发明的优选方案，所述曲线尖轨、曲基本轨和侧向导轨的导曲线半径均为680m，能够满足70km/h的列车侧向通过速度，且道岔的规模尺寸较小，线型更好满足。

作为本发明的优选方案，所述组合辙叉的辙叉角为4°5′8″，对应于14号道岔。

作为本发明的优选方案，所述直基本轨、曲基本轨、直向导轨和侧向导轨均采用CHN60钢轨廓形，较欧标14号道岔UIC60钢轨，与国内车辆车轮踏面更加匹配，能够与国内地铁兼容。

作为本发明的优选方案，所述组合辙叉包括：

翼轨一，与内侧的侧向导轨对应设置；

翼轨二，与内侧的直向导轨对应设置；

合金钢心轨，位于所述翼轨一和翼轨二之间，所述合金钢心轨的一端位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置，所述合金钢心轨的另一端与叉跟心轨一、叉跟心轨二的高锰钢心轨跟端相连接。

现有辙叉的心轨是一个整体，因心轨尖部为辙叉主要受力部位，本方案中，将心轨分成合金钢心轨和叉跟心轨一、叉跟心轨二几部分，叉跟心轨一和叉跟心轨二为标准钢轨，合金钢心轨作为主要受力部件，具有高强度、高硬度和高韧性的特点，能大幅度提高材料的硬度和耐磨性能，延长使用寿命；且合金钢心轨与心轨后端的叉跟心轨采用拼接和焊接的方式连接，当合金钢心轨损伤后，能够及时更换，翼轨和心轨后端的叉跟心轨能够继续使用，能够节约成本。采用本方案的组合辙叉方式，为新型道岔的侧向通过速度满足70km/h提供了安全支撑。

作为本发明的优选方案，所述翼轨一和所述叉跟心轨二均采用曲线，所述翼轨一和所述叉跟心轨二的曲线半径与所述曲线尖轨的曲线半径相同，即辙叉区侧向通过线型保持与转辙器侧向一致的半径曲线设计，在保证行车舒适性时，相比直线辙叉方案可压缩道岔规模，缩减列车通过道岔时间，提高折返效率，减小土建规模，进一步降低土建投资。

作为本发明的优选方案，所述曲线尖轨和直线尖轨的尖轨前端均为半割线型，采用半割线型的尖轨前端设计，提高尖轨尖端粗壮度，更有效分担列车车轮的冲击，缓解尖端磨耗速率，延长尖轨使用寿命1倍以上。

作为本发明的优选方案，在翼轨一位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置的部分设置有远离所述翼轨二的弧形凸出部，所述弧形凸出部与所述合金钢心轨之间设置有合金钢镶嵌块，所述弧形凸出部、所述合金钢心轨、合金钢镶嵌块和所述翼轨二相连接。

这种组合辙叉，翼轨一与内侧的侧向导轨对应设置；翼轨二与内侧的直向导轨对应设置；合金钢心轨位于所述翼轨一和翼轨二之间，所述合金钢心轨的一端位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置，所述合金钢心轨的另一端与叉跟心轨一和叉跟心轨二相连接，形成了组合辙叉的基本结构，而翼轨一位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置的部分设置有远离所述翼轨二的弧形凸出部，所述弧形凸出部与所述合金钢心轨之间设置有合金钢镶嵌块，所述弧形凸出部、所述合金钢心轨、合金钢镶嵌块和所述翼轨二相连接，从而提高了辙叉侧向结构强度，避免因列车侧向过岔速度过高造成的对翼轨一的冲击、裂纹、断裂等风险，翼轨一一侧配套安装合金钢镶嵌块，因合金钢材料的高强度、高耐磨及耐冲击等优良的力学性能，进而能够有效抵抗列车车轮的冲击，以保证道岔侧向通过速度提高后，组合辙叉的过车安全。

作为本发明的优选方案，包括岔枕，所述岔枕上方设有胶垫，所述胶垫上设有铁垫板，所述胶垫的横向中部设有凹槽，所述铁垫板横向中部设有向下的凸起，所述凸起适配设于所述凹槽内。

铁垫板中间支承钢轨的部分增大其厚度，铁垫板两端锚固螺栓部分减小板的厚度，这样在对螺栓施加预紧力后铁垫板将不会发生向上翘曲变形，在钢轨和车辆荷载作用下铁垫板会保持水平向下将力传给板下胶垫，板下胶垫才能提供足够的刚度来改善地铁道岔的刚度不均匀。

作为本发明的优选方案，包括岔枕，所述岔枕上方设有胶垫，所述胶垫上设有铁垫板，所述铁垫板整体的横向中部和所述胶垫的上侧的横向中部均设有向下的反弯变形量。

反弯变形量提供的反变形矢度与施加预紧力后铁垫板的上拱位移相同。这样在施加预紧力之后，铁垫板的上拱位移会和预设的反弯变形相抵消，从而避免在使用过程中铁垫板与板下胶垫分离，出现板下胶垫不能持续为轨道提供刚度的情况。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明所述城市轨道交通的新型道岔，曲线半径大于或等于680m，且辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角，使得能够提高侧向通过速度和直向通过速度，能够保证列车以侧向70km/h速度通过道岔时，列车舒适性指标不超限，能够使得道岔的侧向通过速度大于或等于70km/h，能够满足国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求，且能够达到更高的需求。

2、本发明所述城市轨道交通的新型道岔，基本轨和导轨采用CHN60钢轨，能够匹配国内车辆车轮踏面。辙叉采用锻制合金钢心轨组合辙叉，能够延长辙叉的使用寿命，为新型14号道岔侧向速度达到70km/h提供持续的工作条件。辙叉区侧向通过线型保持与转辙器侧向一致的半径曲线设计，减小土建规模，对所需空间进行了优化，进一步降低土建投资；合金钢心轨能够及时更换，能够节约成本。对岔枕上方进行刚度均匀化设计，使得道岔受损率更低，提高了使用寿命，为新型14号道岔侧向速度达到70km/h提供持续的工作条件。

附图说明

图1是铁路常规道岔的平面结构示意图。

图2是本发明所述的用于城市轨道交通的新型道岔的平面结构示意图；

图3是组合辙叉的平面结构示意图一；

图4是组合辙叉的平面结构示意图二；

图5是交叉渡线的平面结构示意图；

图6是扣件处刚度控制设计示意图一；

图7是扣件处刚度控制设计示意图二；

图8为岔区刚度均匀化设计前刚度分布示意图；

图9为岔区刚度均匀化设计后刚度分布示意图；

图10是采用CHN60钢轨与欧标14号道岔采用UIC60钢轨廓形对比；

图11是轨撑结构使用示意图；

图12是滚轮滑床板系统使用示意图；

图13是防跳限位装置使用示意图；

图14是直基本轨的轨头下颚对曲线尖轨的限制示意图；

图15是尖轨在基本轨侧面的藏尖示意图；

图16是护轨设置示意图。

图标：1-直基本轨；2-曲线尖轨；3-直线尖轨；4-曲基本轨；5-直向导轨；6-侧向导轨；7-组合辙叉；71-合金钢心轨；710-弧形凸出部；72-高锰钢心轨跟端；731-翼轨一；732-翼轨二；74-叉跟心轨一；75-叉跟心轨二；76-合金钢镶嵌块；8-直向护轨；9-侧向护轨；10-岔枕；101-胶垫；102-铁垫板；103-反弯变形量；113-轨头下颚；131-轨撑结构；132-滚轮滑床板系统；135-防跳限位装置；22-CHN60钢轨；23-UIC60钢轨。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于城市轨道交通的新型道岔，参见图2，包含直基本轨1、曲线尖轨2、直线尖轨3、曲基本轨4、直向导轨5、侧向导轨6和组合辙叉7，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6采用半径大于或等于680m的导曲线，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的半径相同，所述组合辙叉7的辙叉角小于12号道岔的辙叉角且大于18号道岔的辙叉角。

本实施例中，用于城市轨道交通的新型道岔还设有直向护轨8、侧向护轨9等，直向护轨8和直向导轨5之间的限位关系可参考图16，侧向护轨9和侧向导轨6之间的限位关系与图16类似，可以引导和制约车轮的走向，减少对辙叉心轨的磨耗，起到加强辙叉部分结构，增强稳固性的作用。

本实施例中，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的半径相同，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6采用半径大于或等于680m的道岔导曲线半径，该道岔导曲线半径高于12号道岔的350m导曲线半径，且高于欧标14号道岔的561m的导曲线半径，且组合辙叉7的辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角，保证列车以侧向70km/h速度通过道岔时，列车舒适性指标不超限，即未被平衡离心加速度0.556m/s²＜0.56m/s²的控制限值，未被平衡的离心加速度增量0.594m/s³＜0.6m/s³的控制限值。即采用上述方案，能够使得道岔的侧向通过速度大于或等于70km/h，能够满足国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求，且能够达到更高的需求。

当曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的导曲线半径小于680m时，无法满足列车侧向70km/h速度；当曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的导曲线半径超过680m过多时，会导致道岔整体的尺寸过大，或因为尺寸限制而导致线型不匹配，故曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的导曲线半径适宜为680m～695m之间，且最佳选择为导曲线半径为680m，满足70km/h的列车侧向通过速度，且道岔的规模尺寸较小，线型更好满足。

本实施例中，所述直基本轨1、曲基本轨4、直向导轨5和侧向导轨6均采用CHN60钢轨22廓形，较欧标14号道岔UIC60钢轨23，与国内车辆车轮踏面更加匹配，二者廓形对比如图10所示，能够与国内地铁兼容。

本实施例中，如图3所示，所述组合辙叉7包括：

翼轨一731，与内侧的侧向导轨6对应设置；

翼轨二732，与内侧的直向导轨5对应设置；

合金钢心轨71，位于所述翼轨一731和翼轨二732之间，所述合金钢心轨71的一端位于所述翼轨一731和翼轨二732的交叉位置，所述合金钢心轨71的另一端与叉跟心轨一74、叉跟心轨二75的高锰钢心轨跟端72相连接。

相比于现有的12号道岔和欧标14号道岔均采用普通高锰钢辙叉设计，本实施例中，辙叉采用锻制合金钢心轨71的组合辙叉7，心轨采用锻造合金钢心轨71，作为主要的受力位置，且与采用标准钢轨的叉跟心轨一74和叉跟心轨二75拼接或焊连，翼轨也采用标准钢轨制造。心轨采用合金钢母材，经锻造、热处理和探伤检验合格后，应用振动时效处理消除应力，在高精度铣床上进行成型铣削加工；翼轨、叉跟心轨一74和叉跟心轨二75均采用标准钢轨，能满足跨区间无缝线路焊接要求。锻制合金钢心轨71的组合辙叉7具有高强度、高硬度和高韧性的特点，能大幅度提高材料的硬度和耐磨性能，延长使用寿命，且当合金钢心轨71损伤后，能够及时更换，翼轨和心轨后端的叉跟心轨能够继续使用，能够节约成本。

本实施例中，如图4所示，还可以在翼轨一731位于所述翼轨一731和翼轨二732的交叉位置的部分设置有远离所述翼轨二的弧形凸出部710，所述弧形凸出部710与所述合金钢心轨71之间设置有合金钢镶嵌块76，所述弧形凸出部710、所述合金钢心轨71、合金钢镶嵌块76和所述翼轨二相连接。

这种组合辙叉，翼轨一与内侧的侧向导轨对应设置；翼轨二与内侧的直向导轨对应设置；合金钢心轨位于所述翼轨一和翼轨二之间，所述合金钢心轨的一端位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置，所述合金钢心轨的另一端与叉跟心轨一、叉跟心轨二相连接，形成了组合辙叉的基本结构，而翼轨一位于所述翼轨一和翼轨二的交叉位置的部分设置有远离所述翼轨二的弧形凸出部710，所述弧形凸出部710与所述合金钢心轨之间设置有合金钢镶嵌块76，所述弧形凸出部710、所述合金钢心轨、合金钢镶嵌块和所述翼轨二相连接，从而提高了辙叉侧向结构强度，避免因列车侧向过岔速度过高造成的对翼轨一的冲击、裂纹、断裂等风险，翼轨一一侧配套安装合金钢镶嵌块，因合金钢材料的高强度、高耐磨及耐冲击等优良的力学性能，进而能够有效抵抗列车车轮的冲击，以保证道岔侧向通过速度提高后，组合辙叉的过车安全。

相比于现有的12号道岔、欧标14号道岔均为直线辙叉设计，本实施例中，如图3所示，采用曲线辙叉设计，所述翼轨一731和所述叉跟心轨二75采用曲线，所述翼轨一731和所述叉跟心轨二75的曲线半径与所述曲线尖轨2的曲线半径相同。即辙叉区侧向通过线型保持与转辙器侧向一致的半径曲线设计，曲线尖轨2、曲基本轨4、侧向导轨6、所述翼轨一731和所述叉跟心轨二75的曲线半径相同，在保证行车舒适性时，当曲线半径为680m时，相比直线辙叉方案可压缩道岔规模约7m，缩减列车通过道岔时间，提高折返效率，减小土建规模，进一步降低土建投资约350万。

本实施例中，所述曲线尖轨2和直线尖轨3的尖轨前端均为半割线型，割距为4mm，采用半割线型的尖轨前端设计，提高尖轨尖端粗壮度，更有效分担列车车轮的冲击，缓解尖端磨耗速率，延长尖轨使用寿命1倍以上。

在现有欧标14号道岔未对岔区刚度进行刚度均匀化设计。对于地铁道岔主要采用单层铁垫板102道岔扣件，这种扣件采用铁垫板作为钢轨连接和承载部件，铁垫板下铺设板下胶垫101来提供刚度，但在对锚固螺栓施加预紧力后，铁垫板将会上拱，与板下胶垫分离，因此板下胶垫对轨道刚度的调节作用受限，道岔纵向的单个扣件的刚度控制的设计值不达标，进而导致地铁道岔区的刚度均匀化效果不佳。由于板下胶垫的受力受限，其利用率有限，导致地铁道岔区刚度均匀化的效果不明显，在运营过程中致使道岔区尖轨、心轨、护轨等处发生磨耗和掉块，轮轨相互作用力增大，增加了列车通过道岔时对道岔结构部件的动力破坏作用，对列车通过岔区的平顺性造成影响。

在本发明中，通过改变铁垫板的结构或者对铁垫板预设反弯变形，从而消除铁垫板的上拱变形，使铁垫板在两端施加预紧力后保持水平状态，并与板下胶垫能够相互贴合，在钢轨和车辆荷载作用下，两者可以保持水平并共同向下发生变形，使板下胶垫充分提供刚度，道岔纵向的每个扣件的刚度控制的设计值达标，使得整个岔区的所有扣件的刚度控制在一定的范围内，进而实现地铁道岔刚度均匀化。下面介绍两种不同的实现方式：

第一种、改变铁垫板的结构。可以采用变截面铁垫板，如图6所示，用于城市轨道交通的新型道岔包括岔枕10，所述岔枕10上方设有胶垫101，所述胶垫101上设有铁垫板102，所述胶垫101的横向中部设有凹槽，所述铁垫板102横向中部设有向下的凸起，所述凸起适配设于所述凹槽内。铁垫板中间支承钢轨的部分增大其厚度，铁垫板两端锚固螺栓部分减小板的厚度，这样在对螺栓施加预紧力后铁垫板将不会发生向上翘曲变形，在钢轨和车辆荷载作用下铁垫板会保持水平向下将力传给板下胶垫，板下胶垫才能提供足够的刚度使得对应扣件的刚度控制的设计值达标，来改善地铁道岔的刚度不均匀。

第二种、对铁垫板预设反弯变形。为了抵消铁垫板向上的翘曲变形，在锚固螺栓施加紧固扭矩前，可以在铁垫板中间预设如图7所示的反变形，用于城市轨道交通的新型道岔包括岔枕10，所述岔枕10上方设有胶垫101，所述胶垫101上设有铁垫板102，所述铁垫板102整体的横向中部和所述胶垫101的上侧的横向中部均设有向下的反弯变形量103，反弯变形量103提供的反变形矢度与施加预紧力后铁垫板的上拱位移相同。这样在施加预紧力之后，铁垫板的上拱位移会和预设的反弯变形相抵消，从而避免在使用过程中铁垫板与板下胶垫分离，出现板下胶垫不能持续为轨道提供刚度的情况，使得板下胶垫能提供足够的刚度使得对应扣件的刚度控制的设计值达标，来改善地铁道岔的刚度不均匀。本实施例中，可通过改变铁垫板的结构，消除铁垫板的翘曲变形，在荷载作用下使铁垫板与板下胶垫水平接触并共同垂直向下发生变形，让板下胶垫充分提供刚度作用，提高地铁道岔刚度均匀化。且保持地铁道岔不同区域的刚度一致性，提高车辆过岔区的平顺性，减小钢轨磨耗程度，降低道岔区域养护成本，提高乘车舒适性。采用刚度均匀化设计处理提高本设备支承刚度均匀性，提升列车过岔时行车舒适性与稳定性，图8为岔区刚度均匀化设计前刚度分布示意图，图9为岔区刚度均匀化设计后刚度分布示意图，刚度均匀化设计前道岔区刚度分布在73～104kN/mm，刚度均匀化设计后道岔区刚度分布在73～80kN/mm。

实施例2

本实施例提供一种用于城市轨道交通的新型道岔，在实施例1的基础上，道岔可以采用4°5′8″辙叉角，对应14号道岔号码；辙叉角介于12号道岔的4°45′49″与18号道岔的3°10′47″之间，可组成交叉渡线用于地铁列车折返。

具体的，本实施例提供的用于城市轨道交通的新型道岔，由转辙器、连接部分、组合辙叉、护轨组成，形成一副具有一个直股轨道和一个侧股轨道的单开道岔，通过所述单开道岔的一个直股轨道和一个侧股轨道将车辆引向两个方向。

如图2，转辙器包括基本轨、尖轨和联接部分，基本轨、尖轨设置1：40轨底坡或轨顶坡；联接部分包括轨撑结构131、弹性夹式滑床板、滚轮滑床板系统132、限位器结构、牵引点和防跳限位装置135，基本轨包括直基本轨1和曲基本轨4；尖轨包括直线尖轨3和曲线尖轨2；直基本轨1与曲线尖轨2同侧；曲基本轨4与直线尖轨3同侧。

转辙器采用弹性可弯尖轨，尖端为藏尖式，跟端设置限位器结构，基本轨外侧设置轨撑结构131，尖轨下设置滚轮滑床板系统132。在整个尖轨长度范围内的岔枕10面上，设承托尖轨和基本轨的弹性夹式滑床板；在基本轨的外侧设轨撑结构131，提高基本轨抗倾翻能力，如图11所示。在尖轨下设置滚轮滑床板系统132，如图12所示。尖轨跟端采用限位器结构，防止尖轨爬行及更好的传递温度力。为保证尖轨和基本轨密贴及线型稳定性，转辙器部分设置两个牵引点，第一牵引点动程为160mm，第二牵引点动程为70mm，从而实现道岔开通正线和侧线两个方向。基尖轨密贴状态时尖轨与基本轨的轨头下颚113配合防跳，如图14所示；斥离状态设置适合于滚轮滑床板系统132的防跳限位装置135，如图13所示，尖轨防跳措施能够优化轮轨动力学指标，防止或减少尖轨拱腰等病害，改善运行状态。

尖轨为弹性可弯结构，对工作边轨底进行刨切，降低尖轨理论弯折点区域的横向刚度，从而减小扳动力。尖轨与基本轨的贴靠方式为垂直藏尖式结构，藏尖深度为3mm；曲线尖轨2、直基本轨1采用水平藏尖结构，如图15所示，直基本轨工作边水平刨切3mm，以提高尖轨粗壮度。尖轨工作边和非工作边斜度均为1:4；尖基轨密贴区段的斜面贴合配合藏尖结构，能够提高列车逆向运行的安全性，加强尖轨尖端附近区域的稳定性。

当列车侧向通过道岔时，道岔需要开通侧线方向，此时曲线尖轨2与直基本轨1处于密贴状态，直线尖轨3与曲基本轨4处于斥离状态，列车侧向通过道岔速度为70km/h；当列车直向通过道岔时，道岔需要开通直线方向，此时曲线尖轨2与直基本轨1处于斥离状态，直线尖轨3与曲基本轨4处于密贴状态，列车直向通过道岔速度为160km/h。

如图2所示，连接部分包括直向导轨5和侧向导轨6。

如图2所示，组合辙叉置于道岔侧线钢轨和道岔主线钢轨相交处。护轨设置于组合辙叉两侧，且位于基本轨内侧。连接部分连接转辙器和辙叉区，辙叉区指组合辙叉7，在连接部分配置直股连接线3根，曲股连接线3根。所述岔枕横向铺设在钢轨下，道床上，道岔全长范围内岔枕10均垂直于直股方向布置。

如图16，为防止车轮掉道，在组合辙叉两侧，基本轨内侧位置设置护轨，护轨采用分开式槽型，顶面高于导轨顶面12mm；组合辙叉置于道岔侧线钢轨和道岔主线钢轨相交处。针对城市轨道交通行车密度高，为提高辙叉的使用寿命，辙叉采用合金钢拼装式辙叉，合金钢拼装式辙叉具有高强度、高硬度和高韧性的特点。合金钢拼装式辙叉心轨采用锻造合金钢心轨71与叉跟标准钢轨的叉跟心轨拼接或焊连，翼轨采用在线淬火钢轨制造。心轨采用合金钢母材，经锻造、热处理和探伤检验合格后，应用振动时效处理消除应力，在高精度铣床上进行成型铣削加工。

如图5，交叉渡线道岔是由4组单开道岔与一组菱形交叉相连接组成。即采用新型14号道岔即可满足国内地铁兼容，还能够达到侧向70km/h的通过速度，且能够组成交叉渡线用于地铁线路折返，而且能够达到国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求。

新型14号道岔的主要尺寸和技术标准如下：

1、道岔主要尺寸：

采用单圆曲线，尖轨前部线型为半割线型，相割值4mm；

如图2所示，道岔全长L＝46300mm；

前长a＝21927mm；

后长b＝24373mm；

导曲线半径R＝680m；

基本轨前长：q＝1955mm；

道岔理论全长：Lt＝39900mm；

辙叉角度：α＝4°5′8″；

曲线尖轨2的长度：l＝14340mm；

单开辙叉趾距：n＝2751mm；

(交叉渡线锐角辙叉趾距：n＝1844mm；交叉渡线角辙叉趾距：n＝3432mm)

单开辙叉跟距：m＝4445mm；

(交叉渡线锐角辙叉跟距：n＝2359mm；交叉渡线角辙叉跟距：n＝3432mm)

轨距：S＝1435mm.

2、主要技术标准

直向通过速度：V_直＝160km/h；

侧向通过速度：V_侧＝70km/h；

动能损失：ω₀＝0.612km²/s²其中控制限值：0.65km²/s²；

未被平衡离心加速度：a₀＝0.556m/s²其中控制限值：0.56m/s²；

未被平衡的离心加速度增量：其中控制限值：0.6m/s³。

本实施例的有益效果主要体现在如下几个方面：

一、可于国内城市轨道交通中应用。国铁中虽研发有18、42号道岔等大号码道岔产品，但受制于道岔辙叉角过小18号辙叉角度α为3°10′47″，42号辙叉角度α为1°12′50.13″，无法组装成交叉渡线供列车折返；同时城市环境复杂，选线自由度受限，地下线居多，采用长度较长的大号道岔，工程代价太大，且可能空间不够。新型14号道岔的辙叉角度α为4°5′8″，辙叉角度相比于18号道岔较小，可组装成交叉渡线，方便应用于城市轨道交通。

二、侧向过岔速度提升。地铁运行速度相比高铁较低，国内12号道岔已经满足直向过岔速度120km/h的要求，而限制地铁列车折返能力的为道岔侧向过岔速度。目前，对于8A编组线路，12号标准道岔基本满足27～28对/h站前折返能力。新型14号道岔直向设计通过速度不低于160km/h，侧向通过速度不低于70km/h，侧向速度较12号道岔提升20km/h，突破了既有地铁道岔无法满足8A编组线路30对/h折返能力要求的技术瓶颈。

三、改进辙叉材料。传统道岔的辙叉采用高锰钢整铸辙叉，高锰钢强度低，铸造缺点多，使用寿命短；高锰钢辙叉钢轨现场难以相互焊接，且厂内焊接造价较高。为进一步提高辙叉钢轨耐磨性和强度，新型14号道岔的组合辙叉采用合金钢拼装辙叉，贝氏体钢是一种因特殊结晶组织而使得硬度和韧性大为提高的钢种；心轨采用锻造合金钢与高锰钢叉跟拼接或焊连，翼轨采用在线淬火钢轨制造，大幅度提高辙叉的硬度和耐磨性能，延长使用寿命。

上述实施例所述的用于城市轨道交通的新型道岔，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6的半径相同，所述曲线尖轨2、曲基本轨4和侧向导轨6采用半径大于或等于680m的道岔导曲线半径，且组合辙叉7的辙叉角小于12号道岔的辙叉角、大于18号道岔的辙叉角，使得能够提高侧向通过速度和直向通过速度，能够保证列车以侧向70km/h速度通过道岔时，列车舒适性指标不超限，能够使得道岔的侧向通过速度大于或等于70km/h，能够满足国内8辆A型车编组“30对/h”折返能力需求，且能够达到更高的需求；基本轨和导轨采用CHN60钢轨，能够匹配国内车辆车轮踏面。辙叉采用锻制合金钢心轨71的组合辙叉7，能够延长辙叉的使用寿命，为新型14号道岔侧向速度达到70km/h提供持续的工作条件。辙叉区侧向通过线型保持与转辙器侧向一致的半径曲线设计，减小土建规模，对所需空间进行了优化，进一步降低土建投资；合金钢心轨71能够及时更换，能够节约成本。对岔枕10上方进行刚度均匀化设计，使得道岔受损率更低，提高了使用寿命，为新型14号道岔侧向速度达到70km/h提供持续的工作条件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于城市轨道交通的新型道岔，包含直基本轨(1)、曲线尖轨(2)、直线尖轨(3)、曲基本轨(4)、直向导轨(5)、侧向导轨(6)和组合辙叉(7)，其特征在于，所述曲线尖轨(2)、曲基本轨(4)和侧向导轨(6)采用半径大于或等于680m的导曲线，所述曲线尖轨(2)、曲基本轨(4)和侧向导轨(6)的半径相同，所述组合辙叉(7)的辙叉角小于12号道岔的辙叉角且大于18号道岔的辙叉角。

2.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述曲线尖轨(2)、曲基本轨(4)和侧向导轨(6)的导曲线半径均为680m。

3.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述组合辙叉(7)的辙叉角为4°5′8″。

4.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述直基本轨(1)、曲基本轨(4)、直向导轨(5)和侧向导轨(6)均采用CHN60钢轨(22)廓形。

5.根据权利要求1-4任一所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述组合辙叉(7)包括：

翼轨一(731)，与内侧的所述侧向导轨(6)对应设置；

翼轨二(732)，与内侧的所述直向导轨(5)对应设置；

合金钢心轨(71)，位于所述翼轨一(731)和翼轨二(732)之间，所述合金钢心轨(71)的一端位于所述翼轨一(731)和翼轨二(732)的交叉位置，所述合金钢心轨(71)的另一端与叉跟心轨一(74)、叉跟心轨二(75)的高锰钢心轨跟端(72)相连接。

6.根据权利要求5所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述翼轨一(731)和所述叉跟心轨二(75)均采用曲线，所述翼轨一(731)和所述叉跟心轨二(75)的曲线半径与所述曲线尖轨(2)的曲线半径相同。

7.根据权利要求5所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，所述曲线尖轨(2)和直线尖轨(3)的尖轨前端均为半割线型。

8.根据权利要求5所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，在所述翼轨一(731)位于所述翼轨一(731)和翼轨二(732)的交叉位置的部分设置有远离所述翼轨二(732)的弧形凸出部(710)，所述弧形凸出部(710)与所述合金钢心轨(71)之间设置有合金钢镶嵌块(76)，所述弧形凸出部(710)、合金钢心轨(71)、合金钢镶嵌块(76)和翼轨二(732)相连接。

9.根据权利要求1-4任一所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，包括岔枕(10)，所述岔枕(10)上方设有胶垫(101)，所述胶垫(101)上设有铁垫板(102)，所述胶垫(101)的横向中部设有凹槽，所述铁垫板(102)横向中部设有向下的凸起，所述凸起适配设于所述凹槽内。

10.根据权利要求1-4任一所述的用于城市轨道交通的新型道岔，其特征在于，包括岔枕(10)，所述岔枕(10)上方设有胶垫(101)，所述胶垫(101)上设有铁垫板(102)，所述铁垫板(102)整体的横向中部和所述胶垫(101)的上侧的横向中部均设有向下的反弯变形量(103)。