可動(dòng)心軌轍叉單開道岔綜述與展望

邵 壯 趙天運(yùn) 駱 焱 許有全

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055)

1 概述

相較于固定型轍叉，可動(dòng)心軌轍叉消除有害空間，使軌線連續(xù)，并降低列車過(guò)岔時(shí)的不平順[1]。因此，可動(dòng)心軌轍叉單開道岔具有通過(guò)速度高、平穩(wěn)性好、低振動(dòng)和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，并在國(guó)內(nèi)外高速鐵路得到廣泛應(yīng)用[2-3]。

為對(duì)目前可動(dòng)心軌轍叉道岔的研究和應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，針對(duì)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔，綜述其發(fā)展應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)維修，并對(duì)未來(lái)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔技術(shù)發(fā)展提出展望。

2 可動(dòng)心軌轍叉單開道岔的發(fā)展

2.1 高速鐵路可動(dòng)心軌轍叉單開道岔發(fā)展

國(guó)外高速鐵路道岔較為發(fā)達(dá)的國(guó)家有法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和日本等，其中，法國(guó)高速列車可動(dòng)心軌道岔的試驗(yàn)通過(guò)速度最高達(dá)501 km/h[4]。圖1、圖2分別為法國(guó)高速道岔和德國(guó)可動(dòng)心軌轍叉。

圖1 法國(guó)高速可動(dòng)心軌道岔

圖2 德國(guó)可動(dòng)心軌轍叉

20世紀(jì)70年代，我國(guó)開始研發(fā)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔。1972年，首組時(shí)速140 km-50 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔在我國(guó)長(zhǎng)大線使用，為我國(guó)可動(dòng)心軌轍叉技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；1993年，我國(guó)成功研制了時(shí)速160 km-60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔，并在廣深線應(yīng)用。

從1996年開始，我國(guó)陸續(xù)研發(fā)時(shí)速200 km-60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔和時(shí)速250 km-60 kg/m鋼軌18號(hào)、30號(hào)提速道岔，使我國(guó)道岔研發(fā)技術(shù)水平達(dá)到一個(gè)新的層次。

2001年，秦沈客專鋪設(shè)時(shí)速250 km-60 kg/m鋼軌18號(hào)和38號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔。2005年，為滿足我國(guó)高速鐵路建設(shè)的需要，開始研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列高速道岔[5-6]。2005～2007年間，自主研制時(shí)速250 km-60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔。圖3為我國(guó)京津城際用客專18號(hào)高速道岔。

圖3 京津城際18號(hào)可動(dòng)心軌道岔

2008～2011年間，結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，自主研制時(shí)速350 km-60 kg/m鋼軌18號(hào)、42號(hào)和62號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔。其中，鋪設(shè)于哈大客專長(zhǎng)春西站的62號(hào)道岔是目前國(guó)內(nèi)最大號(hào)碼的高速道岔，側(cè)向通過(guò)速度高達(dá)220 km/h。

2.2 城市軌道交通可動(dòng)心軌轍叉單開道岔發(fā)展

近年來(lái)，隨著地鐵車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)需求的增長(zhǎng)，以及城市軌道交通綜合減振降噪技術(shù)研究的深入，可動(dòng)心軌轍叉單開道岔開始逐步應(yīng)用于城市軌道交通線路。

1985年開通運(yùn)營(yíng)的加拿大溫哥華SkyTrain線，正線采用6號(hào)、8號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔。此外，加拿大肯士頓試驗(yàn)線采用5號(hào)可動(dòng)心軌道岔。

1999年開通運(yùn)營(yíng)的馬來(lái)西亞吉隆坡地鐵PUTRA線，正線采用60 kg/m鋼軌8號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔，道岔全長(zhǎng)25 884 mm，列車直向最高通過(guò)速度為直向80 km/h。

2005年開通運(yùn)營(yíng)的廣州地鐵4號(hào)線，在大學(xué)城專線段橋上采用了一組60 kg/m鋼軌9號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔，道岔全長(zhǎng)36414 mm，道岔容許通過(guò)速度為直向100 km/h，側(cè)向35 km/h。

2019年開通運(yùn)營(yíng)的溫州市域鐵路S1線，正線采用了60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔，道岔全長(zhǎng)43 200 mm，道岔容許通過(guò)速度為直向160 km/h，側(cè)向50 km/h。

3 可動(dòng)心軌轍叉關(guān)鍵技術(shù)及研究

3.1 車輛-道岔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論研究

車輛-道岔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論研究一直以來(lái)都是鐵路領(lǐng)域的熱門話題。車輛-道岔系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)是輪軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，其目的是研究列車和道岔之間的動(dòng)態(tài)相互關(guān)系。

國(guó)外學(xué)者研究較早，其研究方法大多基于數(shù)學(xué)公式和計(jì)算機(jī)軟件。R.Schmid建立車輛-轉(zhuǎn)向架模型，道岔截面特征采用數(shù)學(xué)公式模擬[7]；Gunter Schupp利用SIMPACK軟件擬合S1002型車輪踏面，研究車輛側(cè)向過(guò)岔時(shí)的動(dòng)力特性[8]；Gumle.Stan等采用NUCARS軟件計(jì)算車輪與護(hù)軌的接觸受力[9]；KO.Endlieher研究轉(zhuǎn)向架通過(guò)轉(zhuǎn)轍器區(qū)域時(shí)的輪軌動(dòng)力特性[10]；C.Andersson等研究轉(zhuǎn)向架通過(guò)轍叉區(qū)域時(shí)的輪軌動(dòng)力特性[11]；Gunter Schupp等通過(guò)考慮多點(diǎn)接觸的情況來(lái)分析車輛-道岔系統(tǒng)動(dòng)力特性。

20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)輔助能力的提高，軟件輔助計(jì)算成為主流的方法。趙國(guó)堂通過(guò)NUCARS軟件研究時(shí)速250 km-18號(hào)可動(dòng)心軌道岔的動(dòng)力響應(yīng)[12]；吳安偉采用SIMPACK軟件建立道岔和機(jī)車模型，模擬計(jì)算客專18號(hào)道岔的動(dòng)力響應(yīng)[13]；曾志平利用MATLAB編程計(jì)算了列車-道岔-橋梁的耦合振動(dòng)特性[14]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)可動(dòng)心軌轍叉轉(zhuǎn)換及鎖閉開展大量研究工作。王平等結(jié)合道岔區(qū)軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于輪軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立岔區(qū)車輛-軌道耦合動(dòng)力分析模型，研究道岔區(qū)多點(diǎn)接觸的輪軌關(guān)系[15]；陳嶸建立車輛-道岔-橋梁的耦合振動(dòng)分析模型，研究整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力特性[16]；馬莉針對(duì)客貨共線12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔，建立車輛-道岔模型并提出道岔線型優(yōu)化方案[17]；聞方宇等利用LMA標(biāo)準(zhǔn)踏面車輪和38號(hào)轍叉模型，研究車輛順向、逆向過(guò)岔時(shí)的車輪接觸狀態(tài)和輪軌相互作用[18]。

3.2 可動(dòng)心軌轍叉轉(zhuǎn)換及鎖閉研究

可動(dòng)心軌轍叉的轉(zhuǎn)換及鎖閉是指將可動(dòng)心軌等可移動(dòng)的部件固定在轍叉開通時(shí)的某個(gè)固定的位置，在列車等外力的作用下位置不會(huì)改變[19]。

道岔的鎖閉方式分為內(nèi)鎖閉和外鎖閉兩種。其中內(nèi)鎖閉的鎖閉機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部，由動(dòng)作桿配合外部連接桿件實(shí)現(xiàn)道岔軌件的固定；外鎖閉的鎖閉機(jī)構(gòu)獨(dú)立于轉(zhuǎn)轍機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換到某特定位置時(shí)，鎖閉機(jī)構(gòu)通過(guò)單獨(dú)的裝置對(duì)軌件進(jìn)行固定。圖4為轍叉心軌的鎖閉裝置。

圖4 轍叉心軌鎖閉裝置

目前，我國(guó)可動(dòng)心軌轍叉的使用中，配套的轉(zhuǎn)轍設(shè)備主要有S700K型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、ZYJ7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)和ZDJ9型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)[20]。

此外，奧鋼聯(lián)Hydronics公司開發(fā)的Hydrostar Combi 500型(組合式道岔轉(zhuǎn)換系統(tǒng))轉(zhuǎn)轍設(shè)備，僅采用1臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍器尖軌和可動(dòng)心軌部分的轉(zhuǎn)換和鎖閉，曾在奧地利聯(lián)邦鐵路繁忙干線安裝使用[21]。

針對(duì)可動(dòng)心軌轍叉轉(zhuǎn)換及鎖閉的理論研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行大量研究。徐井芒[22]等考慮道岔鋼軌、聯(lián)結(jié)零件和轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于傳統(tǒng)車輛-道岔耦合動(dòng)力學(xué)模型研究不足位移、頂鐵離縫和扣件橫向剛度對(duì)鎖閉裝置受力的影響；于浩[23]等以客專18號(hào)道岔外鎖閉裝置為研究對(duì)象，基于有限元理論建立可動(dòng)心軌和鎖閉裝置實(shí)體模型，研究滑床板摩擦系數(shù)、夾雜異物等對(duì)心軌轉(zhuǎn)換及鎖閉力的影響；劉宇光[19]以客專18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉用S600型內(nèi)鎖閉轉(zhuǎn)轍機(jī)為研究對(duì)象，探討心軌變形、鎖閉軸受力及疲勞損傷等內(nèi)容。

3.3 可動(dòng)心軌轍叉病害傷損研究

在列車長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的條件下，可動(dòng)心軌轍叉易出現(xiàn)病害和軌件傷損等情況。朔黃線重載鐵路可動(dòng)心軌轍叉心軌和翼軌曾出現(xiàn)磨耗嚴(yán)重、心軌豎向不密貼和軌腰打孔位置軌面壓寬等問(wèn)題[24]，道岔心軌部分軌距不良、心軌滑床板凹凸不平和鎖閉裝置病害等問(wèn)題也尤為嚴(yán)重[25]。

寧啟線60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌提速道岔[GLC(06)01]曾出現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換卡阻、道岔不密貼、道岔表示不良、導(dǎo)曲線末端支距偏差過(guò)大[26]等問(wèn)題。黔桂線60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌提速道岔(CZ2516D)出現(xiàn)了心軌滑床板連續(xù)吊板和心軌部分螺栓松動(dòng)等病害。

客專60 kg/m鋼軌18號(hào)高速道岔曾出現(xiàn)可動(dòng)心軌及翼軌磨耗嚴(yán)重、軌底裂紋、可動(dòng)心軌反位不密貼和可動(dòng)心軌與滑床臺(tái)不密貼等問(wèn)題[27]。可動(dòng)心軌滑床臺(tái)空吊嚴(yán)重時(shí)，可造成滑床板壓斷甚至心軌折斷。

國(guó)內(nèi)學(xué)者多采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的方法對(duì)可動(dòng)心軌轍叉病害進(jìn)行分析。董彥錄通過(guò)對(duì)60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔(CZ2516、SC325)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)短心軌尖端易出現(xiàn)軌頭側(cè)面水平裂紋及軌底裂紋病害，并提出造成此類病害的原因?yàn)殚L(zhǎng)短心軌拼接采用爬坡形式，短心軌凸臺(tái)設(shè)計(jì)存在薄弱，在反復(fù)外力作用下容易產(chǎn)生疲勞裂紋[28]；高進(jìn)旺總結(jié)75 kg/m鋼軌可動(dòng)心轍叉的典型病害，發(fā)現(xiàn)可動(dòng)心轍叉部分的心軌和翼軌磨耗發(fā)展較快、可動(dòng)心豎向不密貼以及鋼軌打孔位置頂面壓寬等病害，并分析出造成此現(xiàn)象的原因在于其受暗坑吊板的影響、鋼軌表面硬度不均勻以及道岔幾何尺寸不良等[24]；邱金帥以客專60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心道岔為對(duì)象，發(fā)現(xiàn)高速道岔易出現(xiàn)心軌裂紋、叉心磨耗和翼軌水平裂紋(見圖5)等，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)軌面剝離掉塊(見圖6)，并提出這些典型病害是由于在鋪設(shè)時(shí)狀態(tài)不良、運(yùn)營(yíng)中養(yǎng)護(hù)維修不當(dāng)所造成[29]。

圖5 翼軌軌頂橫向裂紋

圖6 翼軌軌頂剝離掉塊

3.4 可動(dòng)心軌轍叉養(yǎng)護(hù)維修研究

可動(dòng)心軌轍叉的病害傷損是鐵路長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的必然問(wèn)題，及時(shí)養(yǎng)護(hù)維修可延緩病害的發(fā)展。首先，養(yǎng)護(hù)維修最直接的方式就是利用現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行及時(shí)修理或更換。根據(jù)國(guó)內(nèi)可動(dòng)心軌轍叉的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，主要措施有：定期巡查線路、調(diào)整道岔幾何形位、加強(qiáng)可動(dòng)心部分搗固保養(yǎng)、心軌預(yù)防性打磨、鋼軌探傷檢測(cè)、更換轍叉部件和積極推廣鋼軌涂油等新工藝[30]。

此外，實(shí)際養(yǎng)護(hù)維修中，常發(fā)現(xiàn)可動(dòng)心軌轍叉的某些結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行優(yōu)化或加強(qiáng)。部分學(xué)者對(duì)可動(dòng)心軌轍叉結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究。劉皓提出將可動(dòng)心轍叉整體式間隔鐵結(jié)構(gòu)修改為分體式間隔鐵結(jié)構(gòu)，使得心軌拆卸過(guò)程中無(wú)需加熱拆解間隔鐵，僅拆除翼軌側(cè)螺栓即可將間隔鐵分離，大幅提高轍叉的可維護(hù)性[31]；何樂(lè)平針對(duì)客專60 kg/m鋼軌42號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔，通過(guò)理論計(jì)算分析影響搬動(dòng)力的原因，提出可以通過(guò)優(yōu)化心軌線型、滑床臺(tái)采用減摩裝置、減少心軌可動(dòng)段長(zhǎng)度、合理優(yōu)化牽引點(diǎn)布置、選擇牽引動(dòng)程、適當(dāng)優(yōu)化鋼軌刨切量等方法來(lái)降低道岔心軌搬動(dòng)力和不足位移[32]；鄒小魁等針對(duì)60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌道岔(SC325)轍叉長(zhǎng)心軌的疲勞斷裂問(wèn)題進(jìn)行研究，通過(guò)有限元理論計(jì)算，分析長(zhǎng)心軌受力影響因素，最終提出通過(guò)減少可動(dòng)心軌轍叉咽喉位置的岔枕間距、優(yōu)化彈性墊板剛度以及降低心軌位置高度等措施，有效提高長(zhǎng)心軌使用壽命[33]。

3.5 可動(dòng)心軌轍叉更換和改造技術(shù)

可動(dòng)心軌轍叉道岔的在線服役中，當(dāng)其即將達(dá)到使用壽命時(shí)需進(jìn)行更換或改造[34]。大多數(shù)情況下，列車運(yùn)行天窗時(shí)間較短，對(duì)更換和改造的要求也較高?？蓜?dòng)心軌轍叉的更換和改造技術(shù)是可動(dòng)心軌技術(shù)的關(guān)鍵。

可動(dòng)心軌轍叉的更換和改造技術(shù)大致包括同種類型轍叉原位更換和與固定型轍叉互相替換兩種。栗培印結(jié)合京廣、津浦、京九等高速鐵路干線的提速施工改造，總結(jié)了在既有線改造中更換可動(dòng)心軌提速道岔的特點(diǎn)，列舉其前期準(zhǔn)備、場(chǎng)外預(yù)鋪、插鋪前準(zhǔn)備、封閉施工及施工后養(yǎng)護(hù)等施工組織及施工流程[35]；汪訓(xùn)海研究60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉的在線更換技術(shù)，充分考慮轍叉結(jié)構(gòu)特征和現(xiàn)場(chǎng)條件，詳細(xì)介紹了可動(dòng)心軌轍叉的更換方式、施工組織、施工工藝、機(jī)具配備以及安全措施等，為可動(dòng)心軌轍叉更換技術(shù)提供了可行的指導(dǎo)方案[36]。

4 可動(dòng)心軌轍叉道岔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

可動(dòng)心軌轍叉道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)全壽命周期安全使用具有重要影響。相較于固定型轍叉，可動(dòng)心軌轍叉部件種類繁多，鋼軌選型、刨切、聯(lián)結(jié)方式等對(duì)于養(yǎng)護(hù)維修甚至結(jié)構(gòu)安全性也有根源性影響。

4.1 重載道岔可動(dòng)心軌轍叉

大秦鐵路曾采用75 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉單開道岔，其中轍叉翼軌采用60AT1鋼軌鍛壓的特種斷面翼軌，翼軌后端焊接普通鋼軌，心軌利用60AT1鋼軌拼接而成，短心軌后端設(shè)置斜接頭。由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)條件惡劣，可動(dòng)心軌轍叉壽命較短、養(yǎng)護(hù)維修工作量較大，目前已更換為固定型轍叉道岔[37]。

即將應(yīng)用于幾內(nèi)亞西芒杜鐵路的40 t軸重68 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔[38]，其轍叉翼軌采用TY鋼軌制造，長(zhǎng)心軌和短心軌均采用60AT1鋼軌制造，其中叉跟尖軌采用68 kg/m鋼軌制造。

4.2 提速道岔可動(dòng)心軌轍叉

我國(guó)研制60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔和60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔。

60 kg/m鋼軌12號(hào)可動(dòng)心軌轍叉采用鋼軌組合型，長(zhǎng)、短心軌均采用60AT1鋼軌加工，翼軌為60 kg/m鋼軌，其中長(zhǎng)心軌后端設(shè)置彈性可彎段，短心軌末端為滑動(dòng)端。

60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉同樣采用鋼軌組合式，長(zhǎng)、短心軌均采用60AT1鋼軌加工[39]，短心軌末端設(shè)置斜接頭滑動(dòng)端，翼軌采用模鍛翼軌與60 kg/m鋼軌焊接而成的長(zhǎng)翼軌，心軌與翼軌后端采用連體式間隔鐵聯(lián)結(jié)。

4.3 高速道岔可動(dòng)心軌轍叉

秦沈客專用60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔和38號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔[40]，心軌均采用60AT1鋼軌制造，長(zhǎng)心軌跟端為彈性可彎結(jié)構(gòu)。短心軌跟端采用斜接頭(見圖7)的方式與岔跟尖軌相連。翼軌采用60AT1鋼軌鍛壓成型，翼軌跟端與心軌通過(guò)間隔鐵相連，翼軌加裝卡鐵以減少心軌跳動(dòng)。

圖7 轍叉短心軌跟端斜接頭結(jié)構(gòu)

時(shí)速250 km和時(shí)速350 km客專18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉心軌均采用60AT2鋼軌制造[41-42]，與秦沈客專道岔一致，長(zhǎng)心軌跟端采用彈性可彎結(jié)構(gòu)。短心軌跟端為滑動(dòng)端并設(shè)置斜接頭。長(zhǎng)、短心軌拼裝方式與法客道岔類似。為避免心軌過(guò)早受力，相較于秦沈客專18號(hào)道岔，心軌理論尖端后移。時(shí)速250 km客專道岔和時(shí)速350 km客專道岔的心軌藏尖方式不同，翼軌均采用既有特種斷面軋制而成，并設(shè)置間隔鐵以限制尖軌跳動(dòng)。

時(shí)速350 km-42號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔心軌采用60AT2鋼軌[43]，采用雙肢彈性可彎結(jié)構(gòu)(見圖8)。長(zhǎng)、短心軌跟端鍛壓并與其后端導(dǎo)軌直接焊連。轍叉翼軌采用新軋制的特種斷面翼軌加工而成，并與普通60 kg/m鋼軌焊接成長(zhǎng)翼軌。為抑制心軌跳動(dòng)，用頂鐵扣壓心軌，并在翼軌上設(shè)置防跳卡鐵，同時(shí)將心軌前端設(shè)置在間隔鐵以下。

圖8 轍叉心軌雙肢彈性可彎結(jié)構(gòu)

4.4 小號(hào)碼可動(dòng)心軌轍叉

道岔采用可動(dòng)心軌轍叉可以完全消除轍叉有害空間，由于小號(hào)碼道岔轍叉角度較大，心軌不易搬動(dòng)等問(wèn)題成為了小號(hào)碼可動(dòng)心軌轍叉的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

一種小號(hào)碼可動(dòng)心軌轍叉道岔為60 kg/m鋼軌9號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔[44]，可動(dòng)心軌為組合式，長(zhǎng)心軌和短心軌均采用60AT1鋼軌制造，長(zhǎng)心軌跟端設(shè)置彈性可彎段，短心軌采用錯(cuò)動(dòng)式。翼軌采用特種斷面鋼軌制造。

另一種小號(hào)碼可動(dòng)心軌轍叉道岔為50 kg/m鋼軌7號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔[45]，其可動(dòng)心部分為樞軸式。樞軸式可動(dòng)心軌軌件包括樞軸式尖軌和兩根叉跟尖軌，可動(dòng)心軌后端設(shè)置間隔鐵，以樞軸為旋轉(zhuǎn)中心實(shí)現(xiàn)心軌的轉(zhuǎn)換。此種結(jié)構(gòu)由于叉跟尖軌斜貼合過(guò)渡，造成可動(dòng)心軌轍叉部分縱向不連續(xù)。

5 可動(dòng)心軌轍叉單開道岔制造及鋪設(shè)

可動(dòng)心軌轍叉單開道岔的制造和鋪設(shè)直接影響其自身服役性能，與列車運(yùn)行舒適性、安全性及后期運(yùn)營(yíng)條件下的養(yǎng)護(hù)維修工作量密切相關(guān)。

經(jīng)過(guò)大量工程實(shí)踐，我國(guó)可動(dòng)心軌轍叉道岔制造已較為成熟，并擁有著豐富的客運(yùn)專線可動(dòng)心道岔制造經(jīng)驗(yàn)。劉皓研究客運(yùn)專線60 kg/m鋼軌18號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔的組裝工藝和質(zhì)量控制技術(shù)，通過(guò)對(duì)組裝流程、方法和控制的總結(jié)，對(duì)可動(dòng)心軌轍叉的制造、鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)提供了指導(dǎo)[46]；何平介紹高速道岔可動(dòng)心軌軌件的組裝流程，分析廠內(nèi)組裝轍叉時(shí)產(chǎn)生吊板問(wèn)題的原因，最后對(duì)缺陷控制提出合理建議[47]。

我國(guó)可動(dòng)心軌轍叉道岔的鋪設(shè)技術(shù)已達(dá)到較高水平。王修強(qiáng)結(jié)合京廣線60 kg/m鋼軌18號(hào)提速道岔自身超長(zhǎng)、超重等施工難點(diǎn)，提出此項(xiàng)施工的困難性，通過(guò)預(yù)鋪、準(zhǔn)備、封鎖施工，僅用130 min完成2組可動(dòng)心軌轍叉道岔的施工[48]；丁愛國(guó)結(jié)合圃田車站的現(xiàn)場(chǎng)條件和具體施工情況，比較分析幾種道岔鋪設(shè)施工的施工方案，最終采用預(yù)鋪移位的方法，即首先在預(yù)鋪設(shè)平臺(tái)上進(jìn)行道岔的組裝，然后推進(jìn)拼接并精細(xì)調(diào)，最終完成了可動(dòng)心軌轍叉道岔的鋪設(shè)[49]；申澤新介紹京秦線玉田站更換改進(jìn)型12號(hào)可動(dòng)心道岔施工工藝和質(zhì)量控制技術(shù)，總結(jié)更換提速道岔的主要施工內(nèi)容、施工方法、人員組織等關(guān)鍵技術(shù)，可作為既有線提速改造的參考[50]。

6 展望

(1)時(shí)速400 km高速鐵路道岔研制

目前，國(guó)家鐵路局正組織開展《“十四五”鐵路發(fā)展規(guī)劃》的研究編制工作，將推動(dòng)時(shí)速400 km級(jí)高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。成渝中線高速鐵路是我國(guó)首條預(yù)留400 km/h條件的高速鐵路，需要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步研究高速道岔以滿足時(shí)速400 km級(jí)的通過(guò)速度要求，為未來(lái)應(yīng)用于時(shí)速400 km速度等級(jí)線路道岔提供技術(shù)儲(chǔ)備。

(2)重載鐵路道岔心軌耐磨性及強(qiáng)度提升研究

大秦重載鐵路曾應(yīng)用可動(dòng)心軌轍叉道岔，但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，發(fā)現(xiàn)轍叉心軌短期內(nèi)出現(xiàn)較嚴(yán)重的磨耗，與此同時(shí)，心軌常出現(xiàn)裂紋甚至軌面剝離掉塊等病害。重載鐵路用可動(dòng)心軌轍叉的病害問(wèn)題造成高額的養(yǎng)護(hù)維修成本，卻又沒(méi)有良好的解決方案。因此，有必要針對(duì)心軌耐磨性及強(qiáng)度提升展開研究，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，以滿足重載鐵路可動(dòng)心軌轍叉道岔的使用需求。

(3)城市軌道交通用小號(hào)碼7號(hào)、9號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔研制

隨著我國(guó)軌道交通城市化進(jìn)程的加快，車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)和正線線路的減振降噪需求日益迫切。目前50 kg/m鋼軌7號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔為樞軸式，尖軌跟端活接頭的存在使得軌線并不連續(xù)。因此，需研發(fā)新型50 kg/m鋼軌7號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔，消除軌線的不連續(xù)，以及雙肢彈性可彎60 kg/m鋼軌9號(hào)可動(dòng)心軌轍叉道岔，降低道岔全長(zhǎng)。

(4)可動(dòng)心軌轍叉下剛度設(shè)計(jì)，心軌與滑床臺(tái)密貼保持方法及可動(dòng)心軌轍叉快速更換優(yōu)化研究

在可動(dòng)心軌轍叉道岔長(zhǎng)期服役中，轍叉心軌軌面剝離掉塊及滑床臺(tái)板斷裂現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，主要原因是轍叉區(qū)剛度設(shè)置不合理，以及滑床臺(tái)板空吊。因此轍叉區(qū)合理剛度設(shè)計(jì)及心軌與滑床臺(tái)密貼保持方法研究應(yīng)為目前可動(dòng)心軌轍叉的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。