圆曲线正矢在地铁道岔养护维修中的应用

2016-05-21蒋林宏南京地铁运营有限责任公司助理工程师江苏南京210012

铁道运营技术 2016年2期

蒋林宏（南京地铁运营有限责任公司，助理工程师，江苏　南京　210012）

圆曲线正矢在地铁道岔养护维修中的应用

蒋林宏
（南京地铁运营有限责任公司，助理工程师，江苏南京210012）

摘要：通过圆曲线正矢公式、圆曲线弦上任意一点正矢公式、ZY点处正矢公式的推导，并以南京地铁宁天城际P 60-9单开道岔为例，分析、探讨了圆曲线正矢在道岔维修中的具体应用：通过检验和整正曲尖轨、曲基本轨、导曲线平面线型，保持其圆顺度，从而达到道岔方向、框架等病害整治的目的。

关键词：圆曲线正矢；地铁道岔；平面线型；病害整治

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.02.003

道岔作为地铁线路的关键设备，具有尖轨长度较长且缺少扣件固定、尖轨断面削弱、导曲线半径小、存在有害空间、受力复杂等特点。因此，道岔在使用过程中易出现由曲尖轨、曲基本股、导曲线平面线型不良产生的尖轨部分不密贴、侧磨加剧、顶铁不靠贴、框架尺寸过大或过小、轨距递减变化不均匀、曲股方向不圆顺等病害。本文通过推导、分析，探索利用曲线正矢、通过弯轨的手段解决曲尖轨、曲基本轨、导曲线平面线型不良引起的一系列道岔病害，减少钢轨的更换，以达到降低养护维修成本的目的。

1　曲线正矢公式的推导

1.1圆曲线正矢公式的推导在直角三角形OBD中（见图1），根据几何关系有：

地铁曲线最小允许半径为R=150 m，轨道方向测量时，通常采用L=10 m或者L=20 m。

此时园曲线正矢fC≪R，将公式（2）中的fC2忽略不计，产生的计算误差不影响公式的使用，于是

图1　圆曲线正矢公式推导示意图

1.2圆曲线弦上任意一点正矢公式的推导在直角三角形（见图2）OGE中

在直角三角形ODB中

在矩形OGFD中

所以

同上，由于f、fc≪R，将公式（4）中f2、f *fC忽略不计，同时令AF=L左、BF=L右，于是

图2　圆曲线弦上任意一点正矢公式推导示意图

1.3 ZY点处正矢公式的推导当圆曲线与直线直接连接时（见图3），由三角形（-111′）近似的有

由图中圆曲线方程有

由三角形（011′）近似的有

所以

图3　直圆点上正矢公式的推导示意图

2　在保持曲尖轨圆顺中的应用

在道岔的养护维修过程中，会遇到由于各种原因导致的曲尖轨平面线型不良，对此我们可以使用弯轨器进行整正。具体整正方法，现以南京地铁宁天城际60 kg/m钢轨9号单开道岔（图号：城轨237）为例，曲尖轨采用60 AT钢轨制造，展延长为10 684 mm，尖轨前有一段长度为2 354 mm的直线段，圆曲线段长度为：10 684 mm-2 354 mm=8 330 mm。为方便现场量取，采用8m弦长，自尖轨跟向尖轨尖分别量取每隔1 m处曲尖轨所对应正矢值，确定实际值与理论值之间的差值，再利用弯轨器对尖轨进行校正，恢复其圆顺度。各点正矢理论值，如图4，由公式（3）、（5）有：

图4　曲尖轨圆顺度计算示意图

3　在整正曲基本股弯折尺寸中的应用

为满足道岔转辙部分轨距均匀递减等要求，曲基本股必须加以弯折。以南京地铁宁天城际60 kg/m钢轨9号单开道岔（图号：城轨237）为例，曲基本股存在如图5所示弯折点1、弯折点2，由于这两个弯折点的设置，保证了道岔前顺坡终点轨距（1 435 mm）至尖轨尖轨距（1 440 mm）以及直股尖轨尖轨距（1 440 mm）至尖轨中轨距（1 435 mm）的均匀递减、消除了直尖轨中部弯曲的病害。当曲基本股平面线型不良时，应进行弯轨矫正。各弯折点的量取方法及理论值如下：

弯折点1失距：采用4 904 mm长弦进行量取，通过图中几何关系不难得出