道岔群內成組更換道岔定位控制技術探討

俞友強 中國鐵路上海局集團有限公司金溫鐵路有限責任公司

1 概述

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

道岔定位是道岔預鋪及道岔更換施工過程中技術難度最大也最關鍵的工序。新道岔定位的準確性直接影響岔前、岔后配軌及線路平面線型。因此在預鋪組裝新道岔時,必須提前確定預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，道岔設備已達大修周期且面臨淘汰，為確保運輸安全，按照三年隱患整治部署，2021年底前完成道岔設備升級改造。本文結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 道岔基本術語

標準的單開道岔如圖1所示。道岔主向中心線與側向中心線的交點為道岔中心。從道岔設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線的線路中心線交點，它不僅是道岔平面主要尺寸的控制點，也是道岔設計、鋪設、維修以及更換施工的關鍵點。能否準確定位道岔中心，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，使岔后線路出現明顯方向不良的問題。

3 道岔定位方法

結合道岔設計原理及現場經驗總結，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場普遍采用的一種方法。岔中定位法根據量取的參數不同,又細分為三種。

第一種方法是在確定線上既有道岔設計總布置圖號后，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，因此一般不單獨采用此方法進行測量。

由道岔設計原理可知，確定設計型號的道岔轍叉心理論尖端到設計中心的距離是唯一確定的數值，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?，第二種方法是根據既有道岔總布置圖及轍叉心設計圖，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計距離確定道岔設計中心位置。

第三種方法是根據道岔中心是道岔直向、側向中心線交點的定義，利用經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，將兩臺經緯儀分別架設在已撥正的兩股道的中線位置，測得直向、側向中心線的交點即是道岔中心。

4 金溫貨線溫州西站道岔群改造實例

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，到發線不短于4.5 m”的設計規范要求；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，前其余道岔位置結合夾直線長度要求進行調整。

道岔中心移動量或定位過程中積累產生的誤差值將直接反應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，達到驗收標準。

5 注意事項

（1）如施工過程中新岔中心縱向移動n?mm，應考慮岔后曲股鋼軌接頭與側股鋼軌之間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股需往外側撥動，反之往內側撥動。

（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、岔區縱斷面等進行合理調整，使岔區平、縱斷面得到改善。根據調查情況確定新岔定位，應考慮新、舊道岔長度不一時產生的道岔間短軌長度的調整量，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）鋪設混凝土枕道岔時，因受設計圖位置的限定，鋼軌設計位置不能隨意變動，橫向偏差則會體現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量較少，故其連接的方向偏差就集中體現在短岔枕范圍內，容易出現明顯的方向不良。

（4）當岔后曲股方向不宜變動時，應將舊道岔中交位置作為新岔中交。

（5）現場既有道岔因常年運營及維修工作影響，道岔轍叉心、鋼軌組件等均會出現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行道岔中心確定會造成道岔位置定位誤差，實際施工過程中應綜合利用上述方法進行道岔位置綜合定位。

（6）岔群內如既有道岔間或岔后線路方向不良時，應使用經緯儀（或全站儀）測量并結合換岔施工進行定位調整，確保新岔位置準確。

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