一种地铁隧道用9号单开道岔的制作方法

1.本发明属于地铁道岔技术领域，具体涉及一种地铁隧道用9号单开道岔。

背景技术：

2.随着城市轨道交通的快速发展，人们的出行与生活越来越依赖于地铁、有轨电车等便捷、准时的交通方式。然而，随着城市的发展，城市人口的增加，人们对城市轨道交通行车速度、发车频次需求越来越高。其解决方法除了提高行车速度外，还需要对限制行车速度的区段及设备进行优化改进。地铁折返线是实现地铁车辆换向行驶的区段，国内在该区段一般采用9号单开道岔实现车辆的折返功能。该道岔直向容许通过速度为100km/h，侧向容许通过速度为35km/h，其侧向容许通过速度直接影响着车辆的折返时间与发车间隔。若采用12号甚至更大号码道岔来提高折返速度，则会增大折返区域隧道的开挖面积与长度，增加工程投资。

技术实现要素：

3.本发明提供一种地铁隧道用9号单开道岔，通过对现有9号单开道岔进行优化设计，在保证道岔长度不变的情况下，将9号道岔的侧向通过速度由35km/h提高至45km/h。
4.本发明的技术解决方案：一种地铁隧道用9号单开道岔，包括直基本轨、曲基本轨及设置在直基本轨和曲基本轨之间的曲线尖轨、直线尖轨、曲线导轨、直线导轨、护轨及曲线辙叉，且所述护轨设置在曲线辙叉的两侧且分别位于直基本轨和曲基本轨的内侧；
5.所述曲线辙叉包括心轨、连接在心轨跟端两侧的直线叉跟轨和曲线叉跟轨、以及设置在心轨两侧的直线翼轨及曲线翼轨；
6.所述心轨的两侧工作边分别为曲线工作边和直线工作边，所述直线叉跟轨、直线翼轨位于所述直线工作边一侧，所述曲线叉跟轨、曲线翼轨位于所述曲线工作边一侧；
7.所述曲线尖轨的工作边、曲线导轨的工作边、曲线翼轨的工作边、心轨的曲线工作边及曲线叉跟轨的工作边位于同一条导曲线上，且所述曲线尖轨、曲线导轨、曲线翼轨依次对接，所述直线尖轨、直线导轨、直线翼轨依次对接。
8.进一步的，所述导曲线的曲线半径为280-300m，优选290m。
9.进一步的，所述直基本轨与曲线尖轨密贴段的工作边向外偏移距离3-4mm,以增加曲线尖轨直线段宽度3-4mm。
10.进一步的，所述曲线尖轨、直线尖轨均采用60at2钢轨制成，且所述导曲线的实际起点位于曲线尖轨直线段宽度53mm断面处，且采用相离半切线型，相离值为8mm。
11.进一步的，所述曲线辙叉采用拼装结构，且所述心轨采用合金钢心轨，所述直线叉跟轨、曲线叉跟轨、直线翼轨及曲线翼轨均采用chn60钢轨。
12.本发明与现有技术相比具有的优点和效果：
13.1、本发明通过将现有9号单开道岔的导曲线半径增大至280-300m并侵入整个辙叉部分，使其侧向允许通过速度提高至45km/h。
14.2、本发明为了保证道岔尖轨的耐磨性，将道岔线型设计为相离半切线型，最大限度的增加曲线尖轨直线段的长度。同时将直基本轨密贴段工作边铣削3-4mm(等同将曲线尖轨轨头加宽3-4mm)，提高曲线尖轨和基本轨密贴段的整体粗壮度，以提高曲线尖轨的使用寿命。
15.3、本发明采用60at2钢轨作为道岔的尖轨，增大了基本轨和尖轨的高差，方便了弹性夹的安装，有效解决了现有地铁类道岔尖轨采用60at1尖轨(尖轨和基本轨的高差较小)，道岔滑床台壁厚较薄，而造成滑床台板断裂的病害。
16.4、本发明将辙叉设计为曲线辙叉，满足了道岔曲线侵入整个辙叉部分的设计要求。
附图说明
17.图1为本发明的平面线型示意图，
18.图2为图1中基本轨与尖轨密贴段的放大示意图，
19.图3为本发明曲线辙叉的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图1、2、3和具体实施方式对本发明进行详细说明。
21.一种地铁隧道用9号单开道岔，包括直基本轨1、曲基本轨2及设置在直基本轨1和曲基本轨2之间的曲线尖轨3、直线尖轨4、曲线导轨5、直线导轨6、护轨7及曲线辙叉8，且所述护轨7设置在曲线辙叉8的两侧且分别位于直基本轨1和曲基本轨2的内侧；
22.所述曲线辙叉8包括心轨8-1、连接在心轨8-1跟端两侧的直线叉跟轨8-2和曲线叉跟轨8-3、以及设置在心轨8-1两侧的直线翼轨8-4及曲线翼轨8-5；
23.所述心轨8-1的两侧工作边分别为曲线工作边和直线工作边，所述直线叉跟轨8-2、直线翼轨8-4位于所述直线工作边一侧，所述曲线叉跟轨8-3、曲线翼轨8-5位于所述曲线工作边一侧；
24.所述曲线尖轨3的工作边、曲线导轨5的工作边、曲线翼轨8-5的工作边、心轨8-1的曲线工作边及曲线叉跟轨8-3的工作边位于同一条导曲线上，且所述曲线尖轨3、曲线导轨5、曲线翼轨8-5依次对接，所述直线尖轨4、直线导轨6、直线翼轨8-4依次对接。
25.本发明通过控制最大未被平衡离心加速度和最大未被平衡离心加速度时变率两个指标确定所述导曲线半径为280-300m，且通过采用质点运动和动力学分析的方法，对导曲线半径280、290、300m的道岔侧向通过速度进行计算，得出如下结论：当道岔的侧向设计速度为45km/h时,导曲线半径为290m时未被平衡离心加速度及其增量均较半径280m、300m时要小，因此所述导曲线的曲线半径优选290m。
26.为了增大了基本轨和尖轨的高差，方便了弹性夹的安装，有效解决现有地铁类道岔尖轨采用60at1尖轨(尖轨和基本轨的高差较小)，道岔滑床台壁厚较薄，易造成滑床台板断裂的病害。所述曲线尖轨3、直线尖轨4均采用60at2钢轨制成。同时为了保证道岔尖轨的耐磨性，特将道岔线型设计为相离半切线型，相离值越大，尖轨粗壮度越好。但当相离值增加到一定程度后，尖轨的冲击角会增大，动能损失也会增大，为了同时满足道岔尖轨的耐磨性及合理的动能损失值，相离值设计为8mm，曲线尖轨导曲线实际起点设计在尖轨宽度53mm
断面处，在保证冲击角满足通过速度要求的前提下，最大限度的增加曲线尖轨直线段的长度。同时将直基本轨1与曲线尖轨3密贴段的工作边向外偏移距离d,偏移距离d优选3-4mm,以增加曲线尖轨3直线段宽度3-4mm。具体实施时将直基本轨密贴段的工作边铣削3-4mm(等同将曲线尖轨轨头加宽3-4mm)，提高曲线尖轨和直基本轨密贴段的整体粗壮度，以提高曲线尖轨的使用寿命。
27.为了保证辙叉曲股侧的通过速度可达到45km/h，本发明采用曲线辙叉，且道岔的导曲线侵入整个辙叉曲股侧，即曲线翼轨8-5的工作边、心轨8-1的曲线工作边及曲线叉跟轨8-3的工作边均位于道岔的导曲线上。且曲线辙叉8采用合金钢拼装辙叉，所述心轨8-1采用合金钢心轨，以提高耐磨性能，延长使用寿命；所述直线叉跟轨8-2、曲线叉跟轨8-3、直线翼轨8-4及曲线翼轨8-5均采用chn60钢轨，以能满足跨区间无缝线路焊接要求。
28.本发明通过对地铁折返线60kg/m钢轨9号单开道岔平面线型及结构的优化设计，将既有道岔的侧向通过速度从35km/h提高到了45km/h；对尖轨的轨型进行了优化设计，在地铁道岔设计中尖轨首次采用60at2钢轨，方便弹性夹的安装，并通过增加曲线尖轨的粗壮度，保证曲线尖轨在地铁道岔频繁折返过程中更加的耐磨；辙叉采用合金钢拼装曲线辙叉，既保证了辙叉曲股侧的通过速度可以达到45km/h，又能满足无缝线路的使用要求。
29.上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：包括直基本轨(1)、曲基本轨(2)及设置在直基本轨(1)和曲基本轨(2)之间的曲线尖轨(3)、直线尖轨(4)、曲线导轨(5)、直线导轨(6)、护轨(7)及曲线辙叉(8)，且所述护轨(7)设置在曲线辙叉(8)的两侧且分别位于直基本轨(1)和曲基本轨(2)的内侧；所述曲线辙叉(8)包括心轨(8-1)、连接在心轨(8-1)跟端两侧的直线叉跟轨(8-2)和曲线叉跟轨(8-3)、以及设置在心轨(8-1)两侧的直线翼轨(8-4)及曲线翼轨(8-5)；所述心轨(8-1)的两侧工作边分别为曲线工作边和直线工作边，所述直线叉跟轨(8-2)、直线翼轨(8-4)位于所述直线工作边一侧，所述曲线叉跟轨(8-3)、曲线翼轨(8-5)位于所述曲线工作边一侧；所述曲线尖轨(3)的工作边、曲线导轨(5)的工作边、曲线翼轨(8-5)的工作边、心轨(8-1)的曲线工作边及曲线叉跟轨(8-3)的工作边位于同一条导曲线上，且所述曲线尖轨(3)、曲线导轨(5)、曲线翼轨(8-5)依次对接，所述直线尖轨(4)、直线导轨(6)、直线翼轨(8-4)依次对接。2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：所述导曲线的曲线半径为280-300m。3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：所述导曲线的曲线半径为290m。4.根据权利要求1或2或3所述的一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：所述直基本轨(1)与曲线尖轨(3)密贴段的工作边向外偏移距离3-4mm,使曲线尖轨(3)直线段的宽度增加3-4mm。5.根据权利要求4所述的一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：所述曲线尖轨(3)、直线尖轨(4)均采用60at2钢轨制成，且所述导曲线的实际起点位于曲线尖轨(3)直线段宽度53mm断面处，并采用相离半切线型，相离值为8mm。6.根据权利要求4所述的一种地铁隧道用9号单开道岔，其特征在于：所述曲线辙叉(8)采用拼装结构，且所述心轨(8-1)采用合金钢心轨，所述直线叉跟轨(8-2)、曲线叉跟轨(8-3)、直线翼轨(8-4)及曲线翼轨(8-5)均采用chn60钢轨。

技术总结

一种地铁隧道用9号单开道岔，包括直基本轨、曲基本轨、曲线尖轨、直线尖轨、曲线导轨、直线导轨、护轨及曲线辙叉；所述曲线辙叉包括心轨、直线叉跟轨和曲线叉跟轨、直线翼轨及曲线翼轨，且所述心轨的两侧工作边分别为曲线工作边和直线工作边；所述曲线尖轨的工作边、曲线导轨的工作边、曲线翼轨的工作边、心轨的曲线工作边及曲线叉跟轨的工作边位于同一条导曲线上，且所述曲线尖轨、曲线导轨、曲线翼轨依次对接，所述直线尖轨、直线导轨、直线翼轨依次对接。本发明通过将现有9号单开道岔的导曲线半径增大至280-300m并侵入整个辙叉部分，使其侧向允许通过速度提高至45km/h。向允许通过速度提高至45km/h。向允许通过速度提高至45km/h。