既有线更换道岔后连接曲线的设置与拨量计算
2010-06-21金志文上海铁路局新长工务段
金志文 上海铁路局新长工务段
为迎接第六大提速,我单位对管内14个车站共计58组道岔进行更换,将原有的木枕P50kg/m钢轨12号单开道岔(图号:专线4144)更换为砼枕P50kg/m钢轨12单开道岔(图号:专线4257),因两种道岔相关参数不同(见表1),造成换后侧向股道连接曲线的变化。如何重新设置岔后连接曲线要素,合理计算曲线拨道量,是更换提速道岔时必须重点考虑的关键之一。
表1 两种不同型号道岔主要参数比照
1 更换道岔方案的选择对岔后曲线的影响
因站场平面设置不同,不同的站场更换道岔的方案各有不同。
(1)因两种类型道岔后长不同,当更换道岔与前后道岔、曲线、桥梁、电务设备等夹直线长度满足要求时,保持既有道岔与新换道岔岔中交位置不变。换后对侧向连接曲线位置不影响,仅缩短道岔与连接曲线间的夹直线长度,缩短量为1.092m。
(2)当更换道岔与前后道岔、曲线、桥梁、电务设备等夹直线长度无法满足要求时,根据前后设备的影响情况,对新换道岔中交位置做相应的前后纵移,以确保夹直线及短轨配置要求。由于道岔中交位置发生了变化,造成岔后连接曲线各要素的改变。
2 岔后曲线要素的重设与拨量计算
2.1 曲线半径设置原则
(1)线间距小于5.2m的附带曲线,半径不得小于道岔导曲线半径,同时不宜大于导曲线半径的1.5倍。
(2)半径的选择须同时满足辙叉跟至曲线始点间的夹直线不得短于6m的要求,并满足轨距加宽和外轨超高的递减距离。
(3)半径选择时应以尽量送减少拨道量和拨道长度为原则,减少施工过程中拨道人工的投入,提高施工效率。
(4)岔后连接曲线一般不设缓和曲线。
2.2 计算原理
(1)曲线转角。由于道岔仅发生平面的纵向移动,且邻线走向不变,因此道岔移动前后其岔后曲线转角不发生变化。
(2)相关曲线要素计算(见图1)。
式中:S--线间距
b--道岔后长
图1 曲线要素计算图
(3)曲线拨量计算
为便于现场操作,在计算曲线拨动量时采用切线支距法(见图2)。
图2曲线拨量计算图
Li--各拨点到ZY点曲线长,一般每10m设一测点。
因岔后曲线的夹角不变,且邻线走向不变,故可以将既有曲线与新设曲线列入同一坐标进行计算。
2.3 算例
如图3所示既有1#岔为正线P50-12号左开木枕道岔,3#岔为到发线P50-9号左开木枕道岔,1#道岔与3#道岔间短轨长6.25m,4道连接曲线要素:R旧=300m、T旧=29.161m、L旧=58.140m、а=4°45′49″、夹直线长 L夹1=32.023m、F=42mm、H=15mm、S=5mm。
根据新换道岔构造需要,1#岔-3#岔间短轨长度不得短于10.8m。为减少施工拨动量以及日后养修工作量,设拨后曲线半径 R新=400m、а=4°45′49″、F=31mm、H=10mm、S=0mm。
图3算例图
1#道岔前移长度L新-旧:
3#道岔拨动量y3#:
新设曲线ZY点拨动量y:
新设曲线切线长T新:
新设曲线始点与3#道岔夹直线长度l夹2:
新设曲线ZY点后各测点拨量yi:
表2 各测点拨量表
3 拨道过程控制
3.1 施工前准备工作关键点
(1)道床准备工作:因拨道量大点长,在施工前必须储备足够量的道碴,根据各测点拨道量进行相应宽度的夯实。
(2)既有连接线路的整治:通过计算出来的各点拨量均为理论数值,是建立在既有线路轨向与设计无偏差的前提下,这就要求既有线路的轨向须达到标准。施工前须对既有线轨向进行整治,使之与设计基本相符,以确保新设线路走向达标。另为确保拨道工作顺利进行,施工前须对既有线路(道岔)进行结构状态的全面整治,如线路的锁定、缺少零部件的补齐等。
(3)定位桩的设置:施工前在既有线路上拨道起点开始每10m设一测点,并进行编号。在每个测点对应的路肩上设置定位桩,预先丈量出测点与桩间的距离,并做好记录。做好定位桩的保护,防止因施工干扰造成定位桩的偏移或遗失。
(4)线路限界调查:因连接曲线走向的改变,该段线路既有限界发生变化,施工前必须全面调查该段线路两边建筑物(特别是电务信号机)的限界,提前与相关部门做好协调处理。
3.2 施工过程中控制点
(1)施工时间控制:岔后连接曲线及夹直线(道岔)的拨道工作须与更换道岔施工同步进行,确保道岔开通时岔后各股道同时开通。
(2)拨道过程控制:为确保施工过程中拨道与更换道岔不相互干扰,拨道方向应从曲线尾向道岔方向逐点进行。根据各站场设备特征、拨道量、拨道长度,可分次或分段拨道以达到最终计算效果。
(3)新更换道岔后短轨配设:道岔中交移,岔后连接线路相应加长(本算例中原有6.25m短轨须换成10.8m)。由于岔后连接线路(道岔)发生位移而造成一定量的伸缩,因短轨长度与理论设计长度存在一定偏差,因此新铺道岔岔后短轨应在新铺道岔和新设线路基本就位后再现场进行配置,防止钢轨料不必要的浪费。
(4)线路轨道几何尺寸的整治:道后新设线路拨道量大,且枕下道床破坏大、密实度不足,须在新设线路拨正后,根据设定曲线超高、正矢、加宽等进行全面整治,确保施工结束后行车安全。
3.3 施工后重点控制
(1)若因曲线半径变化影响到曲线加宽的,须及时根据重设加宽值进行整治。
(2)全面复检新设线路几何尺寸,对不达标的处所处理进行及时整治,以达设计要求。
(3)新设曲线各要素及标桩标志须及时重设和刷新。
4 结束语
在第六次大提速期间,我单位通过上述方法完成了10个站场22条曲线的重新设定和改造,在确保施工顺利完成的同时,有效地减少了拨道工作量,提高了施工效率。
该方法在现场施工的应用和改进过程中发现,由于新设岔后连接线路扣件扣压力不均匀、接头扭力矩不足、实际拨道量有偏差等方面原因,造成新设线路整体的伸缩量难以确定。这一问题须在以化计算方法来得到解决。