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提高机车车辆过岔速度的措施
摘要：提高行车速度是提高铁路运输能力的主要措施之一。道岔的过岔速度是控制行车速度的重要因素。解决道岔的过岔速度的主要措施是铺设提速道岔
关键词：提速道岔，直向过岔，侧向过岔
目前我国铁路主要干线的提速道岔特点如下：
随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，要求铁路提供快捷、方便、安全舒适的运输手段。旅客列车的运行速度提高、货物列车提高就具有重要的意义。为适应速度的提高，铺设提速道岔就是必不可少的措施。
我国自行设计制造的提速道岔为60钢轨或PD3钢轨12号道岔，有高锰钢整铸辙叉和可动心轨辙叉两类，道岔的基础主要为混凝土岔枕。转辙器部分的尖轨用60AT轨制作根部结构为弹性可弯式，外锁闭装置。尖轨和可动心轨为两点或三点分动牵引扳动。采用Ⅱ型或Ⅲ型扣件。
目前主要干线的提速道岔特点如下：
①道岔各部分位轨距均为1435mm，各钢轨件均设置1:40的轨底坡。改善了道岔区的轮轨相互作用，提高了列车通过道岔区的平顺性。
②岔枕的布置均垂直于之股中心线，带钢岔枕的道岔全长范围内岔枕间距均为600mm各类转换设备、密贴检查器以及外锁闭装置全部隐藏在钢岔枕内。不带钢岔枕的间距也作了调整，这样，提速道岔无论采用木岔枕或混凝土岔枕，均能保证留有足够的空间，便于捣固作业。
③尖轨用60AT轨制作，长度12.4—14.2m，两尖轨不设连接杆，采用分动转换方式，总扳动力低于转辙机的额定荷载。尖轨根部设有限位器，既可控制尖轨爬行，又可起到释放和传递无缝道岔温度力的作用。
④可动心轨辙叉采用钢轨组合式，翼轨用60kg/m钢轨或模锻特种端面轨制造。心轨用60AT轨制造。在心轨第一牵引点处的轨底下部采用热锻工艺锻出转换柄，转换杆通过翼轨底与转辙机连接。翼轨有长短两种类型，无缝道岔时采用长翼轨型，普通道岔时为短翼轨型。
为防止心轨侧磨，侧线设分开式护轨，用50kg/m钢轨制作，护轨顶面高出基本轨顶面12mm。
⑤尖端和可动心轨均设2个或3个牵引点，并安装外锁闭装置。尖轨上装有密贴检查器，对尖轨与基本轨的密贴进行检测。
⑥高锰钢整铸辙叉翼轨缓冲段冲角由46′减缓至34′，直向护轨缓冲段冲角由50′减缓至30′。这样就减小了冲击，有利于提高直向过岔速度。
⑦道岔各部分钢轨顶面均进行全长淬火。
⑧道岔直股钢轨全部采用焊接接头，与高锰钢整铸辙叉连接采用冻结或胶接接头，并开始使用可焊岔心。
⑨混凝土岔枕的承载能力为正弯矩23.6kN.m，负弯矩—17.7kN.m，比Ⅲ型枕的承载能力分别提高22.9%和0.6%，岔枕顶面为无挡肩设计，长度为2.6—4.8m。
⑩除尖轨和可动心轨处外，无论是木岔枕还是混凝土岔枕，轨下及垫板下均设有弹性垫层。
1.过岔速度的分析。
对一组单开道岔来说，侧向过岔速度受转辙器、导曲线、辙叉和护轨以及道岔后连接线路四个部分的通过速度来制约。其中每一部分的允许通过速度都影响整个道岔的通过速度。其中辙叉部分按目前的结构形式、强度条件和平面设计来看，其侧向过岔允许速度常可高于转辙器和导曲线的允许速度，道岔后的连接线路按规定其允许通过速度可高于道岔导曲线的允许通过速度。因此，侧向通过速度主要有转辙器和导曲线这两个部位允许的通过速度来决定。
当道岔直向运行时，辙叉部位存在着有害空间，车轮从翼轨滚向心轨时，将对心轨产生强烈的冲击。另外，当列车逆向过岔时，车轮轮缘将与辙叉上的护轨缓冲段的作用边以及辙叉咽喉至岔心尖端的缓冲段作用边相撞。而当顺向过岔时，车轮则将与护轨及翼轨的另一缓冲段所用边相撞。因此直向过岔速度主要取决于撞击时的动能损失值。
机车车辆由直线进入道岔侧线时，在开始迫使其改变运行方向的瞬间，将发生车轮与钢轨的撞击。这时，车辆的一部分动能将转变为对钢轨的挤压和机车车辆走行部分横向弹性变形的位能，这就是动能损失值。
2.提高过岔速度的措施。
综上所述，完善道岔结构，改进道岔的平面和立面设计，有可能提高列车通过道岔的速度。在考虑提高过岔速度时，也分侧向和直向速度两个方面。
（1）措施
①加大道岔的导曲线半径，减少车轮对道岔各部位的冲击，是提高侧向过岔速度的主要措施。加大道岔的导曲线半径可以采用大号码道岔来实现。但道岔号数增加后，道岔的长度也增加了。如我国18号道岔全长为54米较12号道岔长17米，较9号道岔长25米这需要相应增加站场长度因此在使用上受到一定限制。
②采用对称道岔，在道岔号数相同时导曲线半径可以比单开道岔增大约一倍，可提高侧向过岔速度约30%—40%。但对称道岔的两股均为曲线，这将使原来为直股的运行条件变坏。因而仅适应两个方向上的列车通过速度和行车密度相近的地段。
③以曲线尖轨取代直线尖轨或采用曲线辙叉，都可以达到加大导曲线半径的目的。
④采用变曲率的导曲线，可以减少车轮进入曲线时的冲角，降低轮轨撞击的动能损失，减少未被平衡离心加速度的变化率，因而可提高侧向过岔速度。
为提高直向过岔速度，应尽量减少各部位的冲角。
我国现有道岔的直向和侧向护轨缓冲段与直线尖轨几乎有相同的冲角，这样做的目的，是把直向的侧向护轨设计成对称的形式，以便于制作、备料和左右开道岔通用。但也存在着直向护轨冲角与直向过岔速度不相适应的情况。因此，在直向过岔速度明显高于侧向过岔速度的道岔上有时可采用不等长护轨，适当加长直股方向护轨缓冲段长度，以减小护轨部位冲角，提高直向过岔速度。
翼轨和护轨一样，在其缓冲段上也存在着冲角。在一般辙叉设计中，直向和侧向翼轨都做成对称的形式，冲角采用与护轨相同的数值。这样在道岔的直向过岔速度上，也有与护轨类似的问题。
翼轨从辙叉咽喉至叉心端的冲角βω是一个控制直向过岔速度的重要因素，因为在一般最常见的道岔上，其值较其他几个冲角都大。例如，在我国现有的12号道岔上，βω=1°32′40″，较βω和 βω′都大，这就影响了直向过岔速度的提高，尤其在高速行车时，它将使翼轨承受较大的水平冲击荷载，也相应的使车辆通过辙叉时产生突然的横向力。因此，国外在高速道岔的辙叉平面设计中，为减小辙叉部分的冲角，普遍加长翼轨及护轨缓冲段长的度同时改变翼轨在辙叉理论中心处的外形。例如将翼轨平直段的弯折点不设在辙叉理论尖端的位置，而是后移到心轨顶宽20—25mm处，这样就减小了车轮对翼轨的冲角。
提高道岔直向过岔速度的另一个有效措施，是采用可动部件辙叉，消灭有害空间，保证列车过岔时轨线的连续。
为减小车辆直线过岔时车轮对护轨的冲击，可使用弹性护轨。
综上所述，铺设提速道岔对提高机车车辆的过岔速度具有非常重要的意义。