城市轨道交通直线尖轨道岔无缝化策略探讨

尚玉龙

（合肥城市轨道交通有限公司 230000）

摘 要：城市轨道交通具有安全高效、准时快捷以及载客量大等方面的优势，对于缓解城市交通压力、改善居民出行条件有着十分重要意义。了为提高城市轨道交通的便利性，本文详细阐述了直线尖轨道岔无缝化处理的有关策略，希望可以起到参考作用。

关键词：无缝化 直线尖轨道岔 城市轨道交通

当前我国城镇化建设已经进行关键阶段，城市轨道交通建设作为基础设施建设中十分重要的环节，其实用性与安全性是建设单位重点关注的问题。然而随着城市规模的不断扩大，城市人口的不断增加，越来越的大中型城市为了改善居民的出行环境开始对轨道交通设施进行了技术改造，其中轨道交通的直线尖轨道岔无缝化处理是提高轨道交通安全性和便利性的关键。

1.无缝道岔概述

当前我国在无缝道岔铺设方面已经积累了大量和实践经验，应用技术相对成熟，在具体的无缝线路的铺设过程中，为了能够与无缝线路相适应，需要利用高锰钢辙叉技术，全线道岔均采取无缝化设计。然而在直线尖轨道岔方面，无缝化设计相关的受力变形规律仍然需要进一步的研究。

2.直线尖轨交叉渡线有限元模型

2.1设计参数设定

假设道岔道岔几何尺寸依照9号交叉渡线60kg/m钢轨布置。交叉渡线共由9号单开道岔60kg/m与单个菱形交叉组构成，尖轨呈6.45m直线状，藏尖工作尖轨尖端，跟端连接形式为间隔铁式活接头，180m导曲线半径，高锰钢整铸辙叉。

2.2扣件

路基部分扣件型号为DTV12，8.25KN扣压力，扣件材质为橡胶垫板；区间线路部分扣件型号为DTVI2-1，5.3KN扣压力；高架桥部分扣件型号为DTⅢ2，扣件结构为弹性分开式无挡肩结构，12KN/组防爬阻力；区间线路扣件型号为DTⅦ2，4KN扣压力。道岔区不同扣件之间绝地维持0.539m的平均间距，线路区不同扣件之间绝地维持0.625m的平均间距。

3.建立模型

3.1钢轨

采用CAD计算程序对钢轨截面形状进行描述并导入ANSYS。钢轨型号60kg/m，截面面积77.45cm2，弹性模量2.1×1011N/m2，热膨胀系数1.18×10-5m/℃，泊松比为0.3。

3.2桥跨结构

由于桥跨的长期的使用过程中容易出现伸缩变形问题，需要事先进行模拟操作。单个跨梁共含有支座8架，固定支座4架，预留部分纵向位移究竟，通过线性弹簧来对桥墩刚度进行模拟分析，对横向位移进行限制；活动支座4架，并做横向固定处理。桥梁材料弹性模量3.45×1010N/m2，热膨胀系数1.18×10-5m/℃，泊松比为0.2。直线尖轨交叉渡线区域如图1所示，总长度451.634m。辙跟结构如图2所示

4.横向位移与温度力分析

由于桥上无砟轨道交叉中心呈菱形，钢轨受力比较均匀，桥梁结构直接影响到温度力分布状态。直、曲导轨与直、曲基本轨也呈现出相同的受力水平，若对其进行全焊处理，能够确保直股与侧股之间能够均匀受力。由于导轨与桥梁伸缩方向在跨桥升温的条件下基本相同，叠加位移后，相比于对称位置来说导轨位移更加明显。在桥梁伸缩作用下，导轨与尖轨位移值则会对称分布于桥梁平均位移处。

相比于纵向位置与纵向温度，无碎轨道交叉渡线只呈现出很小的横向位移与温度力水平，在各方面因素的影响下，并未体现出像纵向位移与温度力那样明显的规律。由于基本轨几乎不存在横向受力，可以忽略其余位置的作用力影響。

5.讨论

在对无昨轨道交叉渡线变形与受力等方面的因素进行分析发现，轨温变化直接影响到交叉渡线的变形与受力，导轨与基本轨轨温与温度力之间成正向变化关系，基本轨轨温与位移量成反比，该变化规律主要体现在渡线区；轨温升高，间隔铁受力明显增加，轨温升高幅值与基本轨位移成反比。

扣件阻力与增加导轨温度力梯度与基本轨温度力幅值，有利于对钢轨位置进行控制，但不利于桥墩的稳定性。这就需要在设计铺设的过程中根据实际情况对扣件糊弄进行筛选。

为了对导轨位移进行有效的控制，可以适当提升间隔铁数量，平衡螺栓受力水平，然而这种做法几乎不会影响到桥梁支座受力。这表明在维持桥梁稳定性的前提下，钢轨可以通过调整隔铁数量的方式来改善自身的受力情况。从维护轨道框架稳定性以及改善间隔铁受力情况的角度出发，可以用螺栓对间隔铁进行加固处理。

渡线的导轨温度力与基本轨温度力与桥梁温度呈正向变化关系，为了对无昨轨道交叉渡线道岔进行分析，可以参数桥梁温度变化水平参数，而桥梁温度变化情况则需要通过科学、合理的手段结合所采集到的温度数据对该指标参数加强观测与调查。

在布置渡线区钢轨的过程中尽量采用连续梁结构。城市轨道交通普遍速度较慢，在桥梁结构以及轨道平顺性方面不做过高要求。

参考文献：

[1]李笑男.城市轨道交通直线尖轨道岔无缝化研究[D].北京交通大学，2014，05（11）：33-34.

[2]赖治平.直线尖轨道岔与曲线尖轨道岔在城市轨道交通中应用探讨[J].铁道通信信号，2013，10（13）：15-16.