道岔群内成组更换道岔定位控制技术探讨

俞友强 中国铁路上海局集团有限公司金温铁路有限责任公司

1 概述

道岔与接头、曲线并称为线路三大薄弱环节，是制约线路通过速度、通过总重的重要因素。为适应现代化铁路“安全、高速、重载”的发展要求，线路设备需要更新改造，其中道岔的升级改造如将低强度的木枕更换为混凝土岔枕，成为线路设备大修的重要项目之一。

道岔定位是道岔预铺及道岔更换施工过程中技术难度最大也最关键的工序。新道岔定位的准确性直接影响岔前、岔后配轨及线路平面线型。因此在预铺组装新道岔时,必须提前确定预铺新道岔相对既有道岔的定位位置，并在既有道岔上做好标记。

既有金温货线温州站18组、温州西站36组P43木枕道岔已使用二十余年，道岔设备已达大修周期且面临淘汰，为确保运输安全，按照三年隐患整治部署，2021年底前完成道岔设备升级改造。本文结合金温货线温州西站道岔群5组（20#、22#、24#、26#、28#）P43-1/9木枕单开道岔（道岔前长13.839 m，后长15.009 m）更换为同号码砼枕P50-1/9（图号为cz2209，道岔前长13.839 m，后长15.009 m)道岔改造施工，探讨道岔群内成组更换道岔施工过程中新岔位置定位控制方法及其施工注意事项。

2 道岔基本术语

标准的单开道岔如图1所示。道岔主向中心线与侧向中心线的交点为道岔中心。从道岔设计中心到道岔直基本轨前端轨缝中心距离为道岔前长，从道岔设计中心到辙叉跟端轨缝中心距离为道岔后长。

图1 单开道岔示意图

道岔中心是道岔主线和侧线的线路中心线交点，它不仅是道岔平面主要尺寸的控制点，也是道岔设计、铺设、维修以及更换施工的关键点。能否准确定位道岔中心，将直接影响岔前、岔后线路衔接，影响道岔岔后线路开档及岔后直线间距，使岔后线路出现明显方向不良的问题。

3 道岔定位方法

结合道岔设计原理及现场经验总结，道岔定位方法一般分为岔首定位法、岔中定位法和岔尾定位法三种。其中岔首定位法是指利用既有道岔始端的前基本轨接头位置对道岔进行定位的方法,由于该方法需考虑两根基本轨的相错量，因此存在一定定位误差。岔尾定位法是指利用既有道岔岔后接头（一般采用直股）位置进行定位的方法,该方法中由于未考虑岔后接头的爬行位移，因此也存在一定定位误差。相比较之下,岔中定位法定位精度较高，且适用于同号码不同类型的道岔更换定位,因此岔中定位法是现场普遍采用的一种方法。岔中定位法根据量取的参数不同,又细分为三种。

第一种方法是在确定线上既有道岔设计总布置图号后，从既有道岔岔前直股接头处（有缝道岔含4 mm轨缝，无缝道岔为焊缝接头处）向岔尾方向用长钢尺量出道岔设计前长,再用支矩尺（或方尺)沿直股钢轨工作边垂直丈量1/2轨距，即可确定出道岔设计中心位置。但是由于该方法没有考虑道岔钢轨组件爬行位移，误差较大，因此一般不单独采用此方法进行测量。

由道岔设计原理可知，确定设计型号的道岔辙叉心理论尖端到设计中心的距离是唯一确定的数值，因此通过确定道岔的辙叉心理论尖端位置即可定位道岔中心位置。基于上述推导，第二种方法是根据既有道岔总布置图及辙叉心设计图，确定线上既有道岔的岔趾、岔跟位置，再量取道岔辙叉心尖趾距等相关尺寸确定辙叉心理论尖端位置，最后利用道岔辙叉心理论尖端到道岔中心设计距离确定道岔设计中心位置。

第三种方法是根据道岔中心是道岔直向、侧向中心线交点的定义，利用经纬仪测量定位道岔中心。在该方法中，测量前需对道岔前后线路方向进行拨道，保证道岔平面线形位置正确，线路连接平顺。测量过程中，将两台经纬仪分别架设在已拨正的两股道的中线位置，测得直向、侧向中心线的交点即是道岔中心。

4 金温货线温州西站道岔群改造实例

既有金温货线温州西站道岔群5组（20#、22#、24#、26#、28#）P43-1/9木枕单开道岔，如图2所示。

图2 金温货线温州西站道岔群示意图

由图所示，20#岔后至22#岔前夹直线长度为4.45 m，不符合“正线不短于6.25 m，到发线不短于4.5 m”的设计规范要求；24#岔后（曲股）至26#岔前夹直线方向不良，目测既有24#岔位置需往22#岔方向串动。使用经纬仪测得24#岔中位置需往岔前方向移动497 mm，前其余道岔位置结合夹直线长度要求进行调整。

道岔中心移动量或定位过程中积累产生的误差值将直接反应在道岔与其岔后线路的匹配顺接上。如20#岔前6.25 m短轨调整为6.0 m，则该道岔曲股横向偏量为（6.25 m-6.0 m）/9≈28 mm，即影响整个道岔群横移量为28 mm。

既有22#岔前短轨4.45 m加上20#岔前移0.25 m，施工后22#岔前短轨长度为4.45+0.25=4.7 m，岔枕间隔600 mm，则需调整短轨长度为4.8 m。故22#岔后移0.1 m，22#岔曲股横向偏量为28 mm-0.1 m/9=16.8 mm；22#岔直股横向偏量28 mm。28#岔直、曲股横向偏量均为16.8 mm。24#岔由于岔中前移497 mm，22#岔后移0.1 m，更换后岔前短轨长度为：16.38 m-0.497 m-0.1 m=15.783 m；岔后直股短轨长度为16.45 m+0.497 m=16.947 m。

岔后曲股钢轨伸长：0.497m/cos6°20′25″≈0.5 m。

金温货线温州西站道岔群改造后如图3所示。

图3 金温货线温州西站道岔群定位改造后示意图

按照图3定位施工，20#-28#岔群成组更换道岔后岔间短轨长度、岔后直、曲轨与岔后线路方向良好，达到验收标准。

5 注意事项

（1）如施工过程中新岔中心纵向移动n•mm，应考虑岔后曲股钢轨接头与侧股钢轨之间n/N•mm（其中N为道岔号）的横向偏差错牙问题。如新岔中心往岔首方向移动时则侧股需往外侧拨动，反之往内侧拨动。

（2）在道岔群成组更换道岔施工时，可对既有道岔“中交”位置、渡线方向、线间距、岔区纵断面等进行合理调整，使岔区平、纵断面得到改善。根据调查情况确定新岔定位，应考虑新、旧道岔长度不一时产生的道岔间短轨长度的调整量，使岔中前移和后移量尽量一致，以控制整个道岔群的拨动量。

（3）铺设混凝土枕道岔时，因受设计图位置的限定，钢轨设计位置不能随意变动，横向偏差则会体现在通长枕木后的线路方向不良上。特别是在更换渡线道岔时，因其岔后通长枕木间的短岔枕数量较少，故其连接的方向偏差就集中体现在短岔枕范围内，容易出现明显的方向不良。

（4）当岔后曲股方向不宜变动时，应将旧道岔中交位置作为新岔中交。

（5）现场既有道岔因常年运营及维修工作影响，道岔辙叉心、钢轨组件等均会出现不同程度的位移爬行，特别是木枕道岔扣件阻力及道床纵向阻力较小，即使安装防爬器、支撑等设备也不能很好地控制道岔钢件的爬行位移，直接利用岔首定位法进行道岔中心确定会造成道岔位置定位误差，实际施工过程中应综合利用上述方法进行道岔位置综合定位。

（6）岔群内如既有道岔间或岔后线路方向不良时，应使用经纬仪（或全站仪）测量并结合换岔施工进行定位调整，确保新岔位置准确。

（7）新岔定位必须结合岔后股道线间距，如岔后线路直线不直或曲线不顺时，应与道岔定位一并测试。