铁路车站咽喉区道岔岔心距计算研究*

王顺利 殷 勇 刘 杰 王淑伟

(西南交通大学交通运输与物流学院1) 成都 611756)(西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室2) 成都 611756)(重庆工程职业技术学院智能制造与交通学院3) 重庆 400000)

0 引 言

铁路车站咽喉区道岔岔心距是铁路车站平面、横断面设计的基础.道岔的岔心距计算正确，才能够保证铁路车站的平面设计、车站横断面设计的正确性.TB10099—2019《铁路车站及枢纽设计规范》[1](以下简称《站规》)自2017年12月起实施，道岔号数的选择、道岔岔心距计算中插入的直线段长度等都发生了变化.在《站规》中只是简单给出相关条文及计算的相关图表；相关的其他文献也只是列出《站规》的相关条文，没有对岔心距的相关计算进行分类总结，没有解决在具体计算中遇到的各种实际情况.本文结合《站规》的相关条文针对普速铁路技术站、中间站进行分析，使普速铁路车站道岔号数的选择和道岔岔心距的计算更加容易掌握.

1 道岔号数的选择

1.1 铁路车站及枢纽设计规范相关条文

《站规》第16.5.4条，正线及站线应采用混凝土岔枕道岔.

根据《站规》第16.5.2条，普速铁路技术站、中间站相关道岔号数的选用主要有如下规定[1].

1) 正线道岔的列车直向通过速度不应小于路段设计速度.

2) 用于侧向接发旅客列车的单开道岔不得小于12号.

3) 用于侧向接发货物列车并位于正线的单开道岔，在会让站、越行站、中间站不得小于12号，在其他车站不得小于9号.

4) 正线不应采用复式交分道岔，困难条件下需要采用，不应小于12号.

5) 驼峰溜放部分应采用6号对称道岔；改建困难时，可保留其他对称道岔；当调车场外侧线路连接特别困难时，可采用9号单开道岔.到达场出口、调车场尾部、物流中心及段管线等站线上，可采用6号对称道岔.

6) 其他线路的单开道岔不得小于9号.

1.2 普速铁路技术站及中间站道岔号数判断方法

根据TB/T 2477—2006《铁路道岔的容许通过速度》[2]对道岔的直向通过速度规定，9号道岔直向通过速度100 km/h以下;12号道岔直向通过速度100～160 km/h;160 km/h以上采用18号可动心轨道岔[2].

故针对普速铁路技术站和中间站把速度等级分为直向通过速度100 km/h以下、100～160 km/h两种情况：

1) 直向通过速度100 km/h以下

技术站：侧向接发旅客列车采用12号道岔，其他9号道岔.

中间站：非正线侧向接发旅客列车采用12号道.

岔、正线位置侧向接发列车取12号，其他取9号.

通过以上对比可知，直向通过速度小于100 km/h时，中间站除侧向接发旅客列车取12号外，正线位置侧向只接发货物列车也取12号.

2) 直向通过速度100～160 km/h

技术站、中间站：正线所有道岔取12号，非正线位置侧向接发旅客列车取12号，其他道岔取9号[3-4].

1.3 实例分析

结合图1分析不同情况下道岔号数取值.图1为道岔布置图.

图1 道岔布置图

1) 直向通过速度100 km/h以下

区段站 1/3,13,11,15,14/16,20,18,22侧向需接发旅客列车，为12号道岔；其余道岔为9号道岔.需要特别说明的是在技术站为保证平行作业需要，在咽喉设置有平行渡线，要考虑渡线的分工合理选用道岔号数.如在右端咽喉，14/16和6/8为平行渡线，14/16接发3,4,5道客货列车，6/8方向通向货场办理货场取送车作业，10/12办理1、II道向牵出线12道的调车作业，故6/8,10/12为9号道岔，14/16为12号道岔.

中间站 3,4,6道均双向接发客货列车，1/3,9/11,13/15,17,19,2/4,10/12,14/16,18,22/24需侧向接发旅客列车，取12号；其余道岔取9号.需要特别说明的是21,23,20虽需要接发旅客列车，但是接发旅客列车的位置是道岔的直向，故也是取了9号.5/7,6/8虽然在正线出岔，但侧向不接发列车，故也是取了9号.

2) 直向通过速度100～160 km/h.

区段站 正线道岔1/3,5/7,13,2/4,6/8,10/12,14/16,20取12号，非正线侧向接发旅客列车道岔11,15,18,22取12号，其余道岔取9号.需要特别说明的是渡线道岔的号数要取一致，以2/4为例，虽然2没在正线位置，也没侧向接发旅客列车，但4在正线位置，正线通过速度120 km/h,所以2/4取12号.

中间站 正线道岔1/3,5/7,9/11,13/15,17,2/4,6/8,10/12,14/16,22/24取12号，非正线位置侧向接发旅客列车道岔19、18取12号，其余道岔取9号.

2 车站咽喉区相邻道岔岔心距的计算

2.1 对向布置

1) 理论分析 两道岔对向布置，见图2.两道岔的岔心距为[5-8]

L=α1+α3+f+∑Δ

(1)

式中：L为岔心距；a1，a3为道岔前长，道岔号数以及型号确定后，其大小可具体确定；f为插入直线段，其大小要根据两个道岔位置查表确定；Δ为轨缝，插入钢轨长大于12.5 m为0.012 m，小于12.5 m为0.008 m.

图2 两道岔异、同侧对向布置

通过以上分析可知，要计算两对向道岔的岔心距时两个道岔的具体型号和号数已确定，前长a的大小为确定值.剩下的f和Δ需要根据查表的数据进行确定，f的具体值见表1.

由表1可知，插入钢轨大小与对向道岔位置相关及通过列车情况相关.其中线别的到发线是指岔心距处于接发列车进路范围；有列车同时通过两侧线是指有某接发列车进路需同时经过两个道岔的侧向位置.

表1 两对向道岔插入钢轨最小值

2) 实例分析 由图1的区段站可知，正线通过速度130 km/h.两个道岔头头相对的情况有3-5，7-13，4-6，16-18，12-14，8-24.

7-13 正线位置，7的侧向通向机务段，适用于正线通过直线通过速度120～160 km/h无列车同时通过两侧线情况，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

3-5 到发线位置，3、4道旅客列车接发需经过，适用于到发线客车无列车同时通过两侧线，f取0，Δ取0.

4-6 正线位置，4的侧向通向货场，适用于正线通过直线通过速度120～160 km/h无列车同时通过两侧线情况，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

16-18 到发线位置，3、4道旅客列车接发需经过，适用于到发线客车有列车同时通过两侧线，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

12-14 正线位置，12的侧向通向牵出线，适用于正线通过直线通过速度120～160 km/h无列车同时通过两侧线情况，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

8-24 调车作业位置，适用于其他站线货车，f取0，Δ取0.

12号道岔采用50 km/h混专线4257，9号道岔采用50 km/h混专线4251，具体参数见表2.

表2 道岔参数

L7-13=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L3-5=16.853+16.853+0+0=33.706 m

L4-6=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L16-18=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L12-14=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L8-24=16.853+13.839+0+0=30.692 m

2.2 顺向非平行布置

1) 理论分析 两道岔对向布置，见图3.两道岔的岔心距为

L=b1+α3+f+∑Δ

(2)

式中：b为岔后长.

图3 两道岔顺向非平行布置1和2

通过以上分析可知，要计算顺向非平行道岔的岔心距时两个道岔的具体型号和号数已确定，a、b的大小为确定值.剩下的f和Δ需要根据查表的数据进行确定，f的具体值见表3.

由表3可知，插入钢轨大小与两顺向道岔位置及通过列车速度相关；括号里面的数值是指18号道岔时的插入值.

2) 实例分析 由图1的区段站可知，正线通过速度130 km/h.两个道岔头头相对的情况有5-9，9-17，14-20，24-26，具体取值见表3.

表3 两道岔顺向非平行布置插入钢轨最小长度

5-9 到发线位置，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

9-17 其他站线位置，且位于通调车场位置，无旅客列车作业，f取8.0 m，Δ取0.008 m.

14-20 正线位置，直向通过速度130，f取12.5 m，Δ取0.012 m.

24-26 与9-17类似，f取8.0 m，Δ取0.008 m.

L5-9=21.054+13.839+12.5+0.012=47.405 m

L9-17=15.009+13.839+8.0+0.008=36.856 m

L14-20=21.054+16.853+12.5+0.012=50.419 m

L24-26=15.009+13.839+8.0+0.008=36.856 m

2.3 道岔尾部类平行布置

1) 基线同侧布置两个顺向道岔 基线同侧两个道岔顺向布置，两道岔尾部类似于平行布置，根据两个道岔的号数不同有三种布置类型，见图4[9-10].

图4 基线同侧布置两顺向道岔

φ1=φ3，φ1>φ3时，两个道岔平行线在两个道岔中心位置距离最短，考虑到站内线间距情况，两线间如没有特殊情况最小距离一般取5 m，如有特殊情况应综合考虑后取值，此时两道岔中心最小距离为

(3)

φ1<φ3时，两道岔中心距离越来越近，其线间距计算见图5.

图5 基线同侧布置两顺向道岔计算

由图5可知，两个道岔的岔心距离通过做辅助线，分为L1和L2两部分，L1=S2/sinφ1；L2=S1/ctanφ1-S1/ctanφ3=N1×S1-N3×S1=(N1-N3)×S1；L=S2/sinφ1+(N1-N3)×S1.N1为道岔1的号数.

2) 基线异侧两道岔尾部相对 基线异侧两道岔尾部相对布置，见图6.

(4)

式中：S为两线间最小距离，一般取5 m.

图6 基线异侧尾部相对

3) 渡线 见图7.

图7 渡线

由图7可知，两个道岔的岔心距为

(5)

4) 实例分析 由图1的区段站可知，正线通过速度130 km/h.两个道岔存在类平行关系比较有1-3，5-7，9-11，11-15，14-16，18-22，16-24.

1-3，5-7，14-16属于渡线，故岔心距与线间距离及道岔号数相关，道岔都是12号岔，线间距考虑线间无列检作业取5 m，故岔心距为5/sin (4°45′49″)=60.208 m.

11-15，18-22属于基线侧两道岔平行布置形式，道岔都是12号.3道与4道间中间站台宽9 m，3道与4道的线间距为：1.75+1.75+9=12.5 m.11-15，18-22岔心距为：12.5/sin (4°45′49″)=150.521 m.

16-24为基线异侧两道岔尾部相对形式，14/16为12号道岔，24为9号道岔，16-24要求的最小岔心距为5/sin (4°45′49″)=60.208 m.

2.4 间接计算

在计算岔心距时，要明确该岔心距是不是在整个车站咽喉的控制岔心距，控制岔心距可以根据以上分析，分析岔心距的类型，进行分别计算.但是有些道岔的岔心距不是车站咽喉控制岔心距，需要通过间接的方法进行计算.

如图1中的1-7，II道与3道的线间距取5 m，1-7的岔心距=1-3水平距离+3-5岔心距+5-7水平距离.1-3的水平距离=S×ctana=S×N=12×5=60 m.

如图1中的16-24，在以上分析中，16-24最小要求为60.208 m，但是还需要进行验算一下，8、12道岔在水平上处于同一位置，要分别计算L12-15+L14-16水平、L8-24+L24-16，以此来判断哪个是控制车站咽喉的岔心距.

L12-14=16.853+16.853+12.5+0.012=46.218 m

L14-16水平=12×5=60 m

L8-24=16.853+13.839+0+0=30.692 m

L16-24=5/sin (4°45′49″)=60.208 m

L12-14+L14-16水平=106.218 m

L8-24+L16-24=90.9 m

通过以上分析可知，由12-14-16是控制整个车站咽喉的岔心距，16-24的岔心距不能直接计算，要通过12-14-16进行反算.

L16-24=L12-14+L14-16水平-L8-24=75.526 m

3 结 束 语

铁路车站的岔心距计算是铁路车站平面设计的基础.要根据车站的设计参数确定各道岔具体采用的号数，选定好具体对应的道岔型号.根据铁路车站咽喉的道岔配置情况，判定道岔岔心距是对向布置、顺向布置、类平行、间接计算中的哪一种，然后根据相关类型的计算公式进行计算岔心距，在计算过程要注意道岔的a，b，Δ取值，遇到2.4所列间接计算情况需要对岔心距进行检算，确保岔心距计算的正确性.