鐵路車站咽喉區道岔岔心距計算研究*

王順利 殷 勇 劉 杰 王淑偉

(西南交通大學交通運輸與物流學院1) 成都 611756)(西南交通大學綜合交通運輸智能化國家地方聯合工程實驗室2) 成都 611756)(重慶工程職業技術學院智能制造與交通學院3) 重慶 400000)

0 引 言

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

1 道岔號數的選擇

1.1 鐵路車站及樞紐設計規范相關條文

《站規》第16.5.4條，正線及站線應采用混凝土岔枕道岔.

根據《站規》第16.5.2條，普速鐵路技術站、中間站相關道岔號數的選用主要有如下規定[1].

1) 正線道岔的列車直向通過速度不應小于路段設計速度.

2) 用于側向接發旅客列車的單開道岔不得小于12號.

3) 用于側向接發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) 正線不應采用復式交分道岔，困難條件下需要采用，不應小于12號.

5) 駝峰溜放部分應采用6號對稱道岔；改建困難時，可保留其他對稱道岔；當調車場外側線路連接特別困難時，可采用9號單開道岔.到達場出口、調車場尾部、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 普速鐵路技術站及中間站道岔號數判斷方法

根據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

技術站：側向接發旅客列車采用12號道岔，其他9號道岔.

中間站：非正線側向接發旅客列車采用12號道.

岔、正線位置側向接發列車取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，中間站除側向接發旅客列車取12號外，正線位置側向只接發貨物列車也取12號.

2) 直向通過速度100～160 km/h

技術站、中間站：正線所有道岔取12號，非正線位置側向接發旅客列車取12號，其他道岔取9號[3-4].

1.3 實例分析

結合圖1分析不同情況下道岔號數取值.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

區段站 1/3,13,11,15,14/16,20,18,22側向需接發旅客列車，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站為保證平行作業需要，在咽喉設置有平行渡線，要考慮渡線的分工合理選用道岔號數.如在右端咽喉，14/16和6/8為平行渡線，14/16接發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，10/12辦理1、II道向牽出線12道的調車作業，故6/8,10/12為9號道岔，14/16為12號道岔.

中間站 3,4,6道均雙向接發客貨列車，1/3,9/11,13/15,17,19,2/4,10/12,14/16,18,22/24需側向接發旅客列車，取12號；其余道岔取9號.需要特別說明的是21,23,20雖需要接發旅客列車，但是接發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，但側向不接發列車，故也是取了9號.

2) 直向通過速度100～160 km/h.

區段站 正線道岔1/3,5/7,13,2/4,6/8,10/12,14/16,20取12號，非正線側向接發旅客列車道岔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要取一致，以2/4為例，雖然2沒在正線位置，也沒側向接發旅客列車，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，非正線位置側向接發旅客列車道岔19、18取12號，其余道岔取9號.

2 車站咽喉區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已確定，前長a的大小為確定值.剩下的f和Δ需要根據查表的數據進行確定，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及通過列車情況相關.其中線別的到發線是指岔心距處于接發列車進路范圍；有列車同時通過兩側線是指有某接發列車進路需同時經過兩個道岔的側向位置.

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的側向通向機務段，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線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

3-5 到發線位置，3、4道旅客列車接發需經過，適用于到發線客車無列車同時通過兩側線，f取0，Δ取0.

4-6 正線位置，4的側向通向貨場，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線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

16-18 到發線位置，3、4道旅客列車接發需經過，適用于到發線客車有列車同時通過兩側線，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

12-14 正線位置，12的側向通向牽出線，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線情況，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

8-24 調車作業位置，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，具體參數見表2.

表2 道岔參數

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已確定，a、b的大小為確定值.剩下的f和Δ需要根據查表的數據進行確定，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；括號里面的數值是指18號道岔時的插入值.

2) 實例分析 由圖1的區段站可知，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，且位于通調車場位置，無旅客列車作業，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) 基線同側布置兩個順向道岔 基線同側兩個道岔順向布置，兩道岔尾部類似于平行布置，根據兩個道岔的號數不同有三種布置類型，見圖4[9-10].

圖4 基線同側布置兩順向道岔

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.

2) 基線異側兩道岔尾部相對 基線異側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的區段站可知，正線通過速度130 km/h.兩個道岔存在類平行關系比較有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相關，道岔都是12號岔，線間距考慮線間無列檢作業取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 束 語

鐵路車站的岔心距計算是鐵路車站平面設計的基礎.要根據車站的設計參數確定各道岔具體采用的號數，選定好具體對應的道岔型號.根據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，然后根據相關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.