道岔课程设计任务及指导书20150331要点

1、第一部分设计任务与要求1. 确定转辙器主要尺寸2. 确定辙叉和护轨几何尺寸3. 选择导曲线半径4计算道岔主要几何尺寸5. 导曲线支距计算6. 配轨计算7. 配置岔枕8. 绘制道岔总平面布置图（A3-CAD图）第二部分设计资料一、轨道条件钢轨50kg/m，标准长度L=12.5m，区间线路轨枕根数为 1760根/公里，道岔类型为木枕I-甲，标准轨枕长度250cm，钢轨接头处的轨枕间距为440mm,转辙机械拉杆处轨枕间距为 615mm。二、道岔型式（1）转辙器直线尖轨，跟端支距yg=144mm，跟端结构为间隔铁夹板连接，钢轨接头夹板长度lp=820mm，基本轨前端长度 q=2646mm。（2）辙叉及

2、护轨直线辙叉，道岔号码 N=9，辙叉角c=6°20'25，结构形式为钢轨组合式，辙叉前端长度 n=1538mm，辙叉后端长度 m=2050mm。（3）导曲线圆曲线形，不设超高。（4）辙叉跟端至末根岔枕的距离辙叉跟端至末根岔枕的距离L'=6225mm。三、物理参数列车侧向过岔动能损失允许值w0O.65km2/h2,直向过岔动能损失允许值0<9km2/h2°未被平衡的离心加速度容许值a包）.65m/s2。未被平衡的离心加速度增量容许值拆切.5m/s3。四、过岔速度直向过岔允许最高速度Vz=90km/h。侧向过岔允许最咼速度Vs=35km/h 。五、道岔中的

3、轨缝值S2=6mm，共余轨缝 d=8mm。尖轨跟端及辙叉趾端轨缝六、其它参数标准轨距 S=1435mm，轮轨之间的游间(=8mm ,车辆全轴距l=18m，轮对主要尺寸如表1所示；尖轨尖端轨距 S°=i450mm，轨头宽度bo=7Omm，叉心实际尖端宽度 bi=10mm。 表1轮对主要尺寸老称1轮缘髙度轮综隔憧d轮背内fH駆离T轮对宽It耳正常量小最大正常凤小凰大j1车辆轮T 25342213561353135014241421|1394机车轮283323J35613531350142214191596第三部分设计计算一、确定转辙器的几何尺寸1、计算尖轨长度10对于直线尖轨，转辙角 卩

4、等于轮缘冲击角 8,即:根据设计资料可知,8 辽 arcsin尖轨跟端支距yg=144mm。=arcs ino19' 12则尖轨长度lo为:Ygl° sin 8 sin114419' 12 二 6251 mm根据尖轨长度的取值原则，取标准长度L(L=12.5m)的整分数，以充分利用材料，所以尖轨长度I。取因此Jo12. 5=6250 m=arcs in6250“19'13"q=2646mm。2、计算基本轨前端长度q由设计资料可知，基本轨前端长度3、计算基本轨后端长度q'取整个基本轨长lj为一个标准轨长L,即lj=12.5m，则q = lj _

5、 q _ 丨 0cos B 二 12500 - 2646 - 6250cos1°l 9' 13 = 3606 mm 、确定辙叉、护轨及翼轨的几何尺寸1、确定趾距Pn和跟距Pm根据设计资料可知，辙叉角a=6° 20' 25辙叉前端长度n=1538mm，辙叉后端长度m=2050mm，所以有：Ct6° 20'25辙叉趾距Pn二2n sin21538 sin=170 mm22a6° 20'25辙叉跟距P- 2msin-22050 sin -二 227 mm222、辙叉及护轨的间隔尺寸固定辙叉及护轨需要控制的间隔尺寸主要包括：固定辙

6、叉咽喉轮缘槽宽度 b、查照间隔Di及D2、护轨轮缘槽tg和护轨各部分长度、 翼轨轮缘槽tw和翼轨各部分长度、 有害空间lh。A) 固定辙叉咽喉轮缘槽宽度 ti辙叉咽喉轮缘槽应保证具有最小宽度的轮对一侧车轮轮缘紧贴基本轨时，另一侧车轮轮缘不撞击辙叉的翼缘，如图 1所示。其最不利组合需满足：tmin Smax - T d min其中道岔轨距允许的最大正误差为3mm，轮对车轴弯曲导致内侧距减少2mm，取车辆轮计算，则:1 一 14353”1350 -2 -22 =68 mm为了避免扩大有害空间，t1不宜过宽，取t1=68mm。图1固定辙叉咽喉轮缘槽B) 查照间隔Di及D2护轨作用边至心轨作用边的查照

7、间隔D1应使最大宽度的轮对通过辙叉时，其一侧轮缘受护轨的引导，而另一侧轮缘不冲击叉心或滚入另一线，如图2所示。其最不利组合需満足:D1 - T d max考虑到车轴弯曲致使轮背内侧距增大2mm的影响，取(T+d)较车辆轮更大的机车轮进行计算，求得:Di _ 1356234 = 1392 mmDi 二 1393 mmi护轨作用边至翼轨作用边的查照间隔D2应使最小宽度的轮对直向通过辙叉时不被卡住，如图2所示。D2必须満足：D2 一 Tmin取T较机车轮更小的车辆轮进行计算，并考虑到车轴弯曲致使轮背内侧距减小2mm的影响，求得：D2 - 1350 - 2 = 1348 mmD2 = 1 3 4 7m

8、mC）护轨轮缘槽如图2所示，护轨中间平直段轮缘槽 tg1应保证D1不超出规定的容许范围，并由下式计算：tg1 = S - D1- 2式中，2mm为护轨侧面磨耗限度。取。1= 1393mm，则:tg1 = S - D1 - 2 = 1435 - 1393 - 2 = 40 mm为使车辆轮缘顺利进入护轨轮缘槽内，护轨平直段两端应分别设置缓冲段和开口段，如图2。缓冲段终端轮缘槽tg2应保证等同于咽喉轮缘槽的通过条件，即：tg2= t1 =68mm。在缓冲段外端，再设开口段，开口段终端轮缘槽应保证线路轨距最大（即标准轨距加宽15mm，再考虑6mm的正误差，即Smax=1435+15+6=1456）的条

9、件下，能顺利通过最小宽度的轮对， 而不撞击护轨的终端开口。取（T+d）较机车轮更小的车辆轮进行计算，由此得：tg3 - Smax -（Td）min = 1456 -（1350 22 - 2） = 86 mm现行采用tg3 =90 mm。D ）辙叉翼轨轮缘槽根据图2可知，辙叉翼轨平直段轮缘槽tw应保证查照间隔不超出规定的容许范围，即tw = D1 - D2我国现行采用tw=46 mm。采用不同的D" D2组合，得到tw=1393-1347=46 mm辙叉翼轨轮缘槽也有过渡段和开口段，其终端轮缘槽宽度、缓冲段的冲角与护轨类似。E) 有害空间lh辙叉有害空间长度I h采用下式计算：b b1

10、 h :si na1 1式中，bi为叉心实际尖端宽度。因为 =cot= N，所以上式可以近似表sin a tana示为：lh t(+bi) >N取ti=68mm , bi=10mm，得到9号道岔对应的有害空间长度lh=(68+10) 9=702 mm。F) 护轨各部分长度护轨平直段长度x,应覆盖辙叉咽喉至叉心顶宽50mm处，外加两侧各延长一定长度C(C=100300mm )的范围；缓冲段长度 X1按两端轮缘宽度以及护轨缓冲角计算确定；开口 段长度X2一般为150mm (如图2所示)。根据直向过岔速度要求，护轨缓冲段冲角w0=V：汉sin2比兰9，得：991sin gg M9030即(1B

11、g 兰 arcsin =1° 54' 36.77,30丿取sin Q_ 132得：g = arcs in1=1° 47' 27g35护轨平直段x的计算如下：” t + 506850| -XV 1062 mmtan a tan6 ° 20' 25 取 C=100 mm，则平直段长度为 x=x'+2C=1062+2150=1262 mm。(注意：C=100300mm，具体取多少，应使护轨开口段末端处距接头的距离D满足安装夹板的要求)护轨缓冲段段xi的计算如下:xt g2 -t g1 68 - 40Q96X1896 mmsin gJ/ 3

12、2护轨开口段段X2的计算如下：护轨开口段长度 x2=150mm。故护轨工作边延展长度为：lg = X2 Xi ' X2) = 1262 2896150 = 3354 mm检算护轨开口段末端处距接头的距离D是否满足安装夹板的要求，即：820=410 mm5050D 二 m_x1 _x2 _C2050 - 896 - 150 - 100 -454 mmtan atan6 ° 20' 25故满足要求D=454 mm>410 mmG)翼轨各部分长度辙叉翼轨各部分的长度可比照护轨进行计算，翼轨缓冲段和开口段的轮缘槽以及翼轨冲角与护轨部分相同，即：tw2 二 tg2 二 h

13、 = 68 mmtw3 二 tg3 =9°mm、=y = 1° 47' 27翼轨轮缘槽为tw应覆盖辙叉咽喉至叉心顶宽50mm处。计算图示如图3所示，B表示辙叉咽喉至叉心尖端处翼轨与心轨的夹角。由根据图t XW 2v - arctan 2a t1勿2arcta n 6846-682-1° 7' 122tan 6° 20' 25取翼轨开口端 X5=150mm，由翼轨各部分的延展长度l Xi X2 X3 X4 X5,可得:t1n _2 sin -2二（1538 - 一2sin502sin 6° 20' 252=2844

14、mmt1+2sin268 -+sin1 ° 47' 2746检算翼轨开口段末端处距接头的距离D2 sin -2tw2 "w 150sin :w68+6° 20' 25 cos1° 7' 12150是否满足安装夹板的要求，即:再由图3中的几何关系，可得:502 sina-2m -t w2_ t wcossin -wDlp2 p820410 mm2'w' , 150_ t w3 _ t w22050 -506° 20' 25 2sin 68 - 46 cos 1° 47' 27 si

15、n1 ° 47' 27 1502290 - 68=746mm故满足条件D=746mm>410mm三、选择导曲线半径1、求导曲线外轨半径Ro由 K _ n 匕=1538+820/2=1948mm，取 K 的最小值 Kmin=1948mm ,21435R01948sincosK sin :6° 20' 25cos 1° 19' 13y gcos 二 i144cos 6° 20' 25183881mm因圆曲线半径须取为 10m整数倍，故取Rg=180m=180000mm。因此R0 =R0 . S = 180000 +二 1

16、80717. 5mm2 22、用R。反求后插直线长度KS _R0cos ； -cos 二 j ygsin :1435 - 180717.5( cos 1 ° 19' 13 _ cos 6° 20' 25)- 144sin6 ° 20' 25 2116mm将K取整，得K=2116mm。K Kmin =1948 mm又知，一般要求 K=24m，所以K=2116mm满足要求。3、检算选用的导曲线半径能否满足动能损失要求由Ro=18OOOOmm,轮轨之间的游间3=8mm，车辆全轴距l=18m，侧向过岔允许速度Vs=35km/h，可求得:二Vs22

17、352R01800000. 11km2/h 2 :：:0. 65km2/h2（满足要求）10003523. 62R00. 53m/s3. 62180000:=0-0. 65 m/s2 (满足要求)3中 _ 1000 汉 vs 一 3. 63 x R0l21000 疔 二 0. 28m/s3 ：:3. 62180000180. 5 m/s3 （满足要求）所以R0取180m（180000mm）时符合要求。四、计算道岔主要几何尺寸1、道岔理论全长Lt根据尖轨长度10,转辙角B,辙叉角a,导曲线外轨半径R0，后插直线长度K的取值,可得:Lt=l 0 COS -6250 cos1Rd sino1913:

18、-sin 匸 】K cos :180717. 5 sin6 ° 20'25 - sin 1 ° 19' 13 2116 cos620'25f!24145mm2、确定道岔实际全长LqLq =qLtm = 26462414520508 二 28849 mm3、确定道岔后长b2tan 22 =空52050-2 tan 6° 20 252=15009 mm4、确定道岔前长a = Lq_ b = 28849 - 15009 二 13840 mm五、配轨计算一组单开道岔,除转辙器、辙叉及护轨外，在其范围内一般有8根钢轨，应通过计算确号面70-22180

19、7175 + 汉(6° 20' 25 - 119'13 忌 2116-1538-8-2 6定其配置长度及接头位置。配轨时应遵循以下原则:1）转辙器及辙叉的左右股钢轨基本长度，应尽可能一致，以简化基本轨备件的规格, 并有利于左右开道岔的互换；2） 连接部分的钢轨不宜过短，小号码道岔钢轨长度一般不应小于4.5 m ,大号码道岔不应小于6.25 m；3）应保持接头相对，便于岔枕布置，并应考虑安装轨道电路绝缘接头的可能性；4）充分利用整轨、标准缩短轨、整轨的整分数倍的短轨，做到少锯切，少废弃，选择钢轨利用率较高的方案。已知：直股和曲股基本轨长 打=|j = 12500mm，尖

20、轨尖端轨距S0=1450mm，可求得:I1丨2Lq - I j -= 28849 - 12500 - 38 = 16325 mm=16395mm1516 = Lt -1 0 cos - _ n _ -1 - 2； 2-24145 - 6250 cos1 ° 19' 13 - 1538 - 8 - 26二 16337mm(b )兀17 + 18 = q + 10 - S0 tan B + R0 - S 妝一 0 ) + K + m - 2® - l jl2 丿180广70、=I 180717.5 - 1435 - -°(6° 20' 25

21、- 1° 19' 13)汇I2 - 28 - 1250026466250 - 1450 tan1 ° 19' 13=16217mm取:l 1 = 5325mm J =11000mml3 = 6895mm , I4 = 9500mmI5 = 6837mm |6 = 9500mm17 = 5217mm |8 =11000mm(注意：I2, I4, b, b可以保持不变，但ll , I3 , I5 , 17应根据自己的计算结果调整)六、导曲线支距计算以导曲线起点为坐标原点，以直线基本轨作用边为横坐标，自坐标原点开始令导曲线上各支距测点的横

22、向坐标 xi依次为2000mm整数倍。可得相应的支距yi为：y y° R0 cos b - cos y式中，i的值可以由下式计算：sin y = sinXi终点处，si n(ata n(1/9)=144/6250+xn/180717.5，即Xn=15793.2mm计算结果见表2。表2导曲线支距计算表Xisin ycos Ycos B - cos Yyi0200040006000800010000120001400015793.2计算结果复核：终点处支距为：S-K sin a=1435-2116Xsin(atan(1/9)=?mm，故计算结果正确。七、配置岔枕1、轨枕伸出钢轨的长度M一 2500-1435M?mm2、确定岔枕的间距Q为使道岔的轨下基础具有均匀的刚性，道岔的间距应尽可能保持一致。转辙器和辙叉范围内的岔枕间距，通常采用0.9倍区间线路的枕木间距，其它部位取为0.951倍。道岔钢轨接头处的岔枕间距应与区间线路同类型钢轨接头处轨枕间距保持一致，并使轨缝位于间距的中心。铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕，均应与道岔的直股方向垂直。辙叉部分的岔枕，应与辙叉角的角平分线垂直，从辙叉趾前第二根岔枕开始，逐渐由垂直角平分线方 向转到垂直于直股的方向。岔枕的间距，在转辙器部分按直线上股计量，在导曲线及转向过渡段按直线下股计量，在