铁路道岔基本知识

铁路道岔基本知识

目录

第一章 总论……………………………………………………………（１） 第二章 既有道岔概论…………………………………………………（12） 第三章 道岔病害整治和养护维修……………………………………（14） 第四章 提速道岔的安装、调试………………………………………（28） 附录 常用铁路道岔产品对照表………………………………………（33）

第一章 总论

第一节 轨道连接及交叉设备的作用

道岔是由一条线路分支进入或超越另一条线路的连接及交叉设备分支。道岔是铁 路轨道结构的一个重要组成部分。

各国铁路道岔与线路的比例，随铁路运量、密度的不同而有很大差异。我国是铁 路运量、密度较大的国家之一，因此我国铁路道岔数量较多。据 1997 年统计，我国 共有道岔近 14 万组，平均每公里 1.1 组，正线平均每公里 1.8 组。

在铁路道岔上，存在着一些普通轨道上没有的复杂条件。例如固定辙叉存在轨线 中断，尖轨、护轨和翼轨的冲击角远远大于曲线轨道，道岔区的轨道的竖向和横向刚 度变化远远高于普通轨道等。机车车辆在通过道岔时，轮轨间的作用力也就比普通线 路高很多。所以道岔部分的养护工作量要比同等长度的一般轨道多，而道岔主要部件 的使用寿命也要比普通轨道短。由于这些原因，道岔始终被认为是轨道的一个薄弱环 节，并且往往是影响行车安全和限制行车速度的一个主要原因，也是我们把道岔养护 工作重点的原因。

第二节 道岔和交叉分类

铁路道岔设备包括道岔、交叉、道岔与交叉的组合以及其他轨道设备等。

道岔分为单开道岔、单式对称道岔、单式同侧道岔、对称三开道岔、不对称三开 道岔和套线道岔。 交叉分为直角交叉和菱形交叉两大类。

道岔与交叉的组合包括交分道岔、交叉渡线等几种。 其他轨道设备还有钢轨伸缩调节器和铁鞋脱落器等。

第三节 我国铁路道岔发展概况

解放前我国铁路使用的道岔主要依靠进口。解放初期我国有300种道岔。这些道岔由100多种钢轨制造，仅单开道岔就有6、7、8、9、10、11、12、15、16、24号并10种型号，而且即使是同一轨型同一号码的道岔也可能分为多种型式，如40B钢轨8号道岔,就有“旧型”、“新型”、“暂定型”、“战时型”等多种，这就给道岔的养护维修和更换带来极大不便。建国后我国立即着手研制适应我国铁路具体条件的道 岔。现将我国五十几年来道岔发展情况概述如下。

一、 “50”型、“53”型、“55”型和“57”型道岔

铁道部于1950年颁发的《铁道建筑标准图集》中，规定了8号、10号和12号等三种号码，38kg/m、43kg/m和50kg/m钢轨等三种轨型共9种单开道岔的型式尺寸，简称为“50型”道岔。

1953 年至 1957 年，铁道部又先后规定了8号、9号、10号、11号和12号五种号码，38kg/m、43kg/m 和 50kg/m 三种钢轨共32种单开道岔，以及与之配套的12种型号的交叉渡线、对称道岔和复式交分道岔。按照设计年度区分，这些道岔分别简称为“53”型、“55”型和“57”型道岔。其中“53”型道岔的转辙器基本轨为“切轨底”结构，投入运用后折损严重，很快就停止使用，而“55”型及“57”型则大量投入应用。随着这些型号道岔的推广应用和旧型道岔的逐步淘汰，到50年代末，我国的道岔种类由解放初期的300多种减少为44种(不包括当时进口的前苏联产的P50及P43型钢轨9号及11号单开道岔)。

二、“75”型(含“62”型)道岔 “55”型和“57”型道岔的零件强度较低，垫板及滑床板用 150mm×16mm 的扁钢 制造，轨撑为单墙轨撑。在50年代末期我国开始使用有5个动轴的前进型机车并且以载重50t及60t的货

车取代载重30t的货车以后，“55”型道岔及“57”型道岔的养护难度迅速增加，脱轨事故不断发生，尤其是5动轴机车在8号道岔上脱轨以及4轴货车在交分道岔固定型钝角辙叉上脱轨，成为当时的惯性事故。

为研制适应轴重21～23t， 直向容许过岔速度80～100km的道岔， 1959～1962年,在铁道部科学技术委员会、工务局、基本建设总局等单位主持下，由专业设计院、山海关桥梁厂、铁道部科学研究院及各铁路局共同开展了道岔标准化工作。1962年通过了我国第一代标准型单开道岔的设计标准，简称为“62”型道岔，1964年发布了38kg/m、43kg/m及 50kg/m钢轨的9号及12号共6种型号单开道岔的49种铁道部部颁标准(TB399—64～TB448-64)。与过去各型道岔相比较，“62”型道岔的性能有了明显提高，主要表现在以下六个方面。

(一)道岔号码由过去的8号、9号、10号、11号和12号5种，简化为 9 号及 12号两种。

(二)“62”型(以及“75”型)道岔的道岔全长、转辙器和辙叉长度与“57”型同号码道岔相同，便于互换。 (三)道岔增设内外轨撑，滑床板、轨撑垫板由150mmX15mm改为180mmX20mm，单墙轨撑改为双墙轨撑，护轨单螺栓改为双螺栓，与滑床板的联结由道钉改为螺栓联结，提高螺栓等级，因此道岔联结零件强度大幅度提高，稳定性增加。

(四)尖轨补强板厚度由10mm增加到12mm，长度相应加长，护轨与基本轨间隔铁由单孔改为双孔，导曲线增设轨撑垫板，使道岔稳定性提高，维修量减少。

(五)发展整铸高锰钢辙叉，钢轨组合式辙叉采用短心轨爬坡式，辙叉趾、跟端设桥型垫板，翼轨采用堆焊加高，轨面与护轨轨头侧面进行淬火，耐磨性能增强。

(六)“62”型(含“75”型)道岔系列的9号交分道岔采用活动心轨型钝角辙叉，交叉渡线的钝角辙叉护轨进行堆焊加高，菱形交叉轨距由 1435mm改为1440mm等，消除了不安全因素。

1972～1974 年，针对“62”型道岔在使用中发现的薄弱环节又进行了修改设计，如第一连接杆由扁钢改为方钢，轨撑螺栓直径由18mm改为22mm等，于1975年对道岔的部标准进行修改，同时取消38kg/m钢轨道岔，只保留43kg/m及50kg/m钢轨的9号和12号共4种单开道岔的部标准。至1977年止共颁布了45个部颁标准(TB399-75～TB445—75、TB447-74)。

在70年代至80年代中期还设计和生产了与“75”型9号、12号标准型单开道岔配套的交分道岔、交叉渡线、6号单式对称道岔、18号大号码道岔、三开道岔、混凝土岔枕道岔等配套的“75”型系列道岔。到90年代初期，我国铁路铺设使用的 “75”型(含“62”型)道岔超过10万组，占全铁路道岔总数的80%以上。

长期的实践证明，“75”型道岔的结构强度和稳定性，可以满足轴重不超过23t、直向过岔速度不超过80～100km/h各型机车车辆安全运行的需要。由于这种道岔价格较低、维修方便、部件互换性强以及在现场已大量使用等原因，在今后相当长一段时间内，“75”型道岔仍将在我国铁路上行车速度较低(不超过 80～100km/h)的次要正线和站线以及专用线上大量使用。

三、“92”型(含过渡型)道岔

随着60kg/m钢轨的推广应用，我国在70年代末开始着手研制与 60kg/m钢轨配套的道岔。考虑到60kg/m钢轨是供重载和较高速度行车情况下使用的，因此设计60kg/m钢轨的配套道岔时，采用了比“75”型道岔更高一级的技术标准。其主要技术标准如下。

(一)轨型为50kg/m及60kg/m(将来还包括 75kg/m)钢轨，不包括 43kg/m钢轨。

(二)平面布置上采用半切线型藏尖式尖轨、圆曲线型导曲线,道岔除尖轨尖端轨距加宽2mm外，其余均为标准轨距，以保证高速行车时的运行平稳。

(三)在垂直于轨道方向上，因使用矮型特种断面尖轨，消除了普通钢轨尖轨那种比基本轨抬高6mm的垂直不平顺，在辙叉部分的心轨与翼轨过渡匹配也较“75”型道岔更合理,以保证高速行车时的纵向稳定。

(四)采用矮型特种断面钢轨尖轨，其中60kg/m及75kg/rn钢轨道岔使用6OAT钢轨、50kg/m钢轨道岔使用50AT钢轨。

(五)尖轨尖端采用藏尖式结构，12号单开道岔尖轨跟端采用弹性可弯式结构，9号单开道岔、9号和12号交分道岔尖轨采用间隔铁式跟端结构。

(六)辙叉采用高锰钢整铸辙叉和可动心轨辙叉两种形式。 其中高锰钢整铸辙叉采用前后分腿式结构，9号和12号辙叉的跟距分别比“57”型及“75”型道岔同号辙叉长721mm和1092mm。

(七)提高护轨强度和可靠度。护轨有槽型及H型两种。其中槽型护轨采用U1C33号槽钢制造，H型护轨用低一级钢轨制造(例如60kg/m钢轨的辙叉护轨用50kg/m钢轨制造)。为t提高护轨在高速行车时的安全度，护轨轨顶比基本轨轨顶高12mm。

(八)道岔扣件强度较“75”型有较大提高。例如采用楔型可调式轨撑、刚性分开式弧型扣板式扣件，导曲线部分使用螺纹道钉，取消钩头道钉等等。

此种道岔的研制工作自70年代后期开始，由于有些关链技术难度较大，所以整个研制时间较长。例如特种断面尖轨跟端加工技术在1986年才通过技术鉴定，用于牵引弹性可弯尖轨和可动心轨的转辙机在1991年才通过鉴定，因此这种道岔在1992年才定型，定名为“92”型道岔。

随着60kg/m钢轨的大量铺设,“92”型道岔在我国已大量推广应用， “92”型道岔已在我国正线道岔总数中占相当大的比重。这种道岔的主要结构，如矮型特种断面钢轨藏尖式尖轨、H 型(或槽型)护轨、可调式轨撑、整铸前后分腿式高锰钢辙叉或可动心轨辙叉等等，性能已达到世界铁路90年代水平，因此它将作为我国常速(100～120km/k)和快速(120～160km/h)铁路线路的正线道岔而大量使用。

我国铁路在70年代后期已开始铺设60kg/m钢轨，当时“92”型道岔尚未定型生产。因此我国生产了一批采用普通60kg/m钢轨刨制的爬坡式尖轨和整铸高锰钢前后分腿式辙叉。其性能介于“75”型和“92”型之间，因此称之为“过渡型道岔”原计划过渡型道岔在“92”型道岔投产后即予停产，但因弹性可弯尖轨跟端加工技术到1986年才通过铁道部技术鉴定，因此直到1987年才停止“过渡型道岔”批量生产。至1996年底,我国铁路的60kg/m钢轨地段共有5000余组“过渡型道岔”，在相当长时期内还不能全部换掉。

“75”型道岔的普及和“92”型道岔的推广应用，使我国铁路道岔有了适应于低速不超过（80～100km/h)和快速行车120 km/h所需的系列道岔，今后在相当长的时期内将继续大量使用。对于“92”型道岔系列，先后编制了50kg/m、60kg/m钢轨9号、12号单开道岔、交叉渡线、复式交分道岔标准图。提速道岔的研制开发后，混凝土岔枕被大量采用，以及各单位对92型道岔新的要求，92新型道岔还在不断开发和改造应用75kg/m钢轨道岔因推广数量较少，现只在大秦线有9号、12号固定型和可动心轨道岔在使用。

四、提速道岔的研制

随着我国经济的迅速发展，铁路受到公路、民航的强烈竞争，开行快速、准高速或高速列车已经列入我国铁路议事日程。1994年修订公布的《铁路主要技术政策》中，对我国铁路行车速度提出了以下不同层次的目标值。在沿海经济发达、客流集中 的东部走廊，发展最高速度250km/h及其以上的高速客运专线；准高速线路最高速度160km/h。繁忙干线上旅客列车最高速度140km/h，货物列车最高速度90km/h。其它 线路上旅客列车最高速度逐步提高到80～100km/h。

从1996年开始，我国的广深及沪宁、京秦等四大干线已先后逐步开行准高速及提速列车,这就要求我国铁路及早研制性能比“92”型道岔更高的、适应速度在l60km/h及以上的道岔。1995年12月由铁道部工务局、电务局和建设司联合召开的“60kg/m钢轨提速道岔设计标准审查会”，规定了这种道岔的主要技术条件。

1.旅客列车直向容许通过速度为 160km/h。 2.货物列车直向容许通过速度为90km/h(轴重23t); 3.侧向允许通过速度为50km/h。 (一)道岔结构 1.总图

(l)保留原有道岔中心至辙叉理论中心的距离(理论导程后长 b0)为 17250mm。

(2)侧线线型采用R=350m的圆曲线，保留直线型辙叉，尖轨在宽2mm断面前斜切作藏尖处理(曲、直尖轨斜切投影长分别为298mm及 173mm)。轨距全部为1435mm。

(3)加长尖轨至13880mm，跟端与基本轨接头对齐。

⑷固定辙叉加长至5998mm；可动心轨辙叉分左右开；全长13192mm。

(5)固定辙叉采用不等长护轨，直股及侧股护轨分别长 6900rnm及 4800mmI可动心轨辙叉侧股设长5400mm的防磨护轨。

(6)道岔全长为37800mm(固定辙叉)及43200mm(可动心轨辙叉)。 (7)道岔区轨枕间距一律采用600mm，全部垂直于直股布置。 (8)轨道电路绝缘接头设在道岔侧股。 2.结构

⑴道岔区设置1：40轨底坡或轨顶坡，以利于与相邻钢轨联结或焊接。

(2)转辙器部分尖轨用60AT轨加工制造。竖切区段配合基本轨轨头下额加工的1.4斜坡加强断面。尖端采用藏尖式结构，藏入轨距线内 3mm。跟端通过模压加工使之成为标准60kg/m钢轨断面，与导曲线钢轨焊接。可弯部分轨底不作切削。尖轨置于水平滑床台上。

(3)尖轨跟端附近设置限位器，限制与基本轨的相对纵向位移不大于±5mm。 (4)固定辙叉采用高锰钢整体铸造，翼轨缓冲段加长，冲击角减小至 36’ 。

(5)护轨采用50kg/m标准轨制造，结构为H型，高于走行轨12mm。直向护轨缓冲段冲击角减小至30’。 (6)可动心轨辙叉的长、短心轨用60AT轨加工并组合。长心轨跟端经模压加工使之成为标准60kg/m钢轨断面，并与叉后连接轨焊接，形成可弯式跟端结构.短心轨经弯折，配合叉跟尖轨形成斜接头。翼轨用标准60kg/m钢轨制造。用于跨区间超长无缝线路时，考虑长心轨跟端后温度力的传递，采用长翼轨方案，将长心轨跟端固定区通过间隔铁与翼轨联结；用于普通无缝线路(不与道岔焊接)时，因叉后无温度力的影响，采用短翼轨方案。

(7)为防止可动心轨侧磨影响及与翼轨的密贴，侧股设置防磨护轨。

(8)道岔区钢轨扣件采用弹性分开式结构—Ⅱ型弹条扣件。通过铁垫板上的铁座、T型螺栓固定。 (9)用于木岔枕和顶应力混凝土岔枕的钢轨垫板截面尺寸分别为190mm×25mm及170mm×20mm，均指钢轨中轴线处最小厚度。

(10)道岔区直股轨道钢轨接头全部采用焊接，仅高锰钢辙叉趾、跟端采用冻结或胶结接头，绝缘接头为胶结结构。

(11)道岔钢轨件均进行全长轨头表面淬火。 3.轨下基础

(1)道岔区轨下基础有木岔枕及预应力混凝土岔枕两种。木岔枕断面为260mm×160mm，长度为2.6～4.8m；预应力混凝土岔枕断面为上宽 260mm，底宽300mm，高220mm，长度为2.7～4.8m，无挡肩，顶埋塑料套管，通过螺栓固定垫板。

(2)在道岔可动部件转换牵引点及密贴检查器部位，采用钢岔枕，各种转换设备杆件均放置在钢岔枕内。 (3)除尖轨、可动心轨外，不论是木岔枕或是混凝土岔枕，钢轨件与金属垫板之间均设置5mm厚的橡胶垫层。在金属垫板与木岔枕之间设 5rnm厚塑料垫层,与混凝土岔枕之间设10mm厚橡胶垫层。

(二)转换技术

1.尖轨及可动心轨均采用两点牵引实施转换。 2.道岔可动部伴采用外锁闭及密贴检查器。

3.两尖轨互不联结，转换时起动及锁闭有少许时间差(分动转换)。 (三)厂内组装

道岔出厂前逐组在厂内进行组装调试(含转换设备)，确认合格后， 根据用户要求，分解或分段发运。

五、时速 200km 道岔的研制

提速道岔经设计试制并批量生产和现场铺设后，近十年的来修改，现已定型，并不断推广现已形成9号、12号、18号、30号系列提速道岔。在此基础上又研制开发了郑漯高速实验段12号高速道岔和秦沈18号38号高速道岔。尤其京秦改造采用vz200可动心轨道岔及后期的改进型道岔，30号改进型道岔，这些道岔定型并成为我国铁路系统供快速、准高速以至高速行车线路的主型道岔，预期今后十年我国将形成适应低速(“75”型)、快速(“92”型)、准高速(提速道岔)和高速行车几个层次的道岔系列，铁路道岔的安全性、稳定性等各方面均将有较大提高，有的道岔性能将达到世界先进水平，为中国建成时速350km的高速线路打下基础。

第四节 国外同类道岔发展概况

近年来国外铁路的发展，除新建高速客运专线外，对既有干线围绕客运提速、货运重载的目标进行技术改造是共同的趋势。改造既有线的重要方面是研制、试验并 推广新型结构的道岔。

道岔区不可避免的轨道刚度急剧变化、轨下基础的非等弹性及量值较大的轨面几何不平顺等特点导致其与机车车辆相互作用的荷载及变形的复杂性、主要部件使用寿命短、养护维修工作量大，成为限制列车通过速度的薄弱环节。国外近代道岔的发展虽取决于各自的运营条件、轨道和机车车辆状况而各有差异，但都致力于强化结构 (包括金属部件、轨下基础及转换设备)、提高材质与工艺以及限制道岔区轨道平剖面几何不平顺等方面，不仅在结构上力求延长部件使用寿命及维修省力化，而且通过道岔区轨道科学管理的途径确保其与运营条件的适应性。

一、道岔几何特征及平面

1、国外既有干线为适应客运提速、货运重载要求而进行技术改造，对于道岔而言，重点是提高直向过岔速度及强化道岔部件结构。因此，尽可能保留原有的辙叉号数，控制道岔全长尺寸的变动，以避免引起过大的站场改建工程。如要求侧向也以较高速度通过时，则换铺大号码道岔。在辙叉号数不变的情况下，为适应道岔侧向一定的运行要求，在道岔平面布置上也表现出一定的灵活性。如德国铁路就出现同一导曲线半径不同辙叉号数或同一辙叉号不同导曲数半径的平面布置，奥地利、瑞士等国铁路也有类似的情况。

2、各国既有铁路单开道岔导曲线半径多为圆曲线。对于限制导曲线通过速度的基本参数,各国铁路的采用值有较大差异。

3、固定型辙叉一般为直线型，也有导曲线部分进入辙叉的形式。德国、法国广泛采用曲线型辙叉。这样在辙叉号数不变的条件下，可加大导曲线半径。

4、既有线改造大量采用用可动心轨辙叉，主要是用于速度较高的区段。此外也有与固定型辙叉跟距相同的可动心轨辙叉(枢轴式)，如前苏联的P65轨11号可动心轨辙叉及澳大利亚货运专线上使用高锰钢铸造可动心轨辙叉。奥地利UIC54轨12号则是可动翼轨辙叉。

5、固定型辙叉的护轨平面多为折线型。针对单开道岔正、侧向容许通过速度的差异而设置不同长度的护轨缓冲段。日本则采用圆弧型，使不同轮轨游间的车轮通过护轨时的冲击效应不是常量。

6、单开道岔直股轨距基本与区间轨道一致，并有缩减的趋势，如德国为1432mm、 瑞士1433mm 及前俄罗斯为1520mm 等。

二、道岔结构 (一)轨型

各国铁路多根据机车车辆轴重、运输密度及运行速度选用钢轨类型。对于既有线改造，轨型普遍选用重量≥60kg√m的钢轨，如德、法的 UIc60，前苏联的P65、P75, 日本的60；美国的132RE、136RE等。

(二)转辙器部分

既有线改造用道岔转辙器仍沿用双尖轨在基本轨框架内转换的结构。基本轨框架除在与尖轨密贴区段两者共同承受竖向荷载外，还在尖轨全长范围内承受轮轨相互作用水平力。用标准轨加工的基本轨在与尖轨密贴段轨头下腭作1：4或1：3斜切，配合尖轨相应剖面构成藏尖式结构，以提高逆向运行的安全性和加强尖轨尖端附近断面。

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