三开道岔的地铁应用问题及应对措施论文
关键词：三开道岔；地铁；结构特征；结构优化
1概述
三开道岔又称复式异侧对称道岔，是复式道岔中较常用的一种形式，相当于两组异侧顺接的单开道岔，但其长度却远比两组单开道岔的长度之和短。因此，常用于铁路轮渡桥头引线、驼峰编组场以及地形狭窄等有特殊需要的地段［1］。三开道岔由一组转辙器、一组中间辙叉、两组后端辙叉、护轨及连接钢轨组成(如图1所示)。随着国内地铁建设的发展，三开道岔逐渐得到了推广和应用。上海是首次把三开道岔应用到地铁领域的城市，天津、哈尔滨地铁工程建设中也采用了三开道岔。地铁一般建设于城市建筑密集、交通拥挤区域，采用三开道岔具有缩短道岔长度，减小车站的开挖规模，缩短车站长度，减少工程投资，降低车站施工难度等优点［2-4］。采用60kg/m钢轨9号三开道岔，可缩短车站长度约60m(如图2所示)，每个工程可节省投资约1500万元［5］，尚不包括减少拆迁、管线改移，城市道路路面破除、恢复及疏解等间接费用。三开道岔在地铁特殊地段的应用优势明显，推动了地铁道岔技术的发展，但工程应用中尚存在一些问题及不足，需要加以改进和优化。以天津地铁6号线三开道岔的应用为例，介绍三开道岔建设及运营中发现的问题及应对措施。
2三开道岔结构特征
天津地铁6号线采用60kg/m钢轨9号对称三开道岔［6］，主要结构特点如下:(1)转辙器由直向尖轨、侧向尖轨、基本轨(各2根)组成，采用直向尖轨在前、侧向尖轨在后的平面形式，其中直向尖轨与另一侧的侧向尖轨由拉杆连接而成;尖轨采用60AT1钢轨制造，跟端为活接头式。(2)辙叉部分包括1组中间辙叉和2组后端辙叉，中间辙叉为双边曲线辙叉，后端辙叉为直线辙叉。(3)采用H形护轨，中间辙叉的护轨工作边为曲线，两后端辙叉的护轨为直线，均采用50kg/m钢轨制造。(4)采用Ⅱ型弹条分开式扣件系统，钢轨及辙叉下设置10mm厚弹性垫板，铁垫板下设置12mm厚弹性垫板;道岔轨下基础采用短枕式整体道床。
3三开道岔在地铁应用中的问题及应对措施
4三开道岔结构优化建议
总结上海、天津等地三开道岔使用经验，给出三开道岔结构设方面的优化建议，以方便三开道岔制造、铺设和养护维修。(1)尖轨采用直线密贴线形［11］三开道岔结构设计中侧向尖轨与直向尖轨、直向尖轨与曲基本轨采用曲线密贴线形，如图6(a)所示。尖轨密贴由直线密贴段和曲线密贴段组成，对尖轨加工和组装精度要求较高，不利于铺设、调试和养护维修，建议尖轨采用直线密贴线形，如图6(b)。尖轨密贴为一直线段，加工和组装简单，方便现场调试和养护维修，缺点是尖轨冲击角［12］较大。三开道岔只适用于存车线，使用频率较低且通过速度要求不高，轮轨冲击力增大对尖轨磨耗及使用寿命影响不大。(2)缩短尖轨活动段长度尖轨活动段越长、弹性变形越大，其不足位移量也会随之增大，容易导致尖轨最小轮缘槽减小、轨距偏差较大等问题，三开道岔直向尖轨，侧向尖轨活动段长度分别为7254mm、6607mm，比单开道岔活接头尖轨分别长413mm、1060mm。三开道岔尖轨前端强度削弱较大，更不利于最小轮缘槽、轨距等尺寸的保持。建议缩短尖轨活动段长度，以减少弹性变形和位移不足。可以通过前移尖轨跟端接头位置、增大尖轨半切断面的方式来缩短尖轨活动段长度。
5结束语
(1)三开道岔转辙器部分组装和铺设精度要求较高，建议采用厂内组装，以提高现场铺设精度，降低调试难度。(2)建议转辙器部分轨下基础采用钢桁架长岔枕，以提高转辙器整体铺设精度。(3)尖轨最小轮缘槽可以通过调整尖轨动程和间隔铁偏差、尖轨轨底与滑床台间隙值来实现。(4)尖轨采用直线密贴线形，以方便尖轨制造、组装、调试和养护维修;建议缩短尖轨活动段长度，以减少尖轨位移不足对最小轮缘槽和轨距的影响。
参考文献
［1］蒋昕．城市轨道交通用60kg/m钢轨9号对称三开道岔的设计［J］．铁道标准设计，2013，57(8):42-44
［2］马振海，于春华．城轨交通工程对称三开道岔的研究与应用［J］．铁道工程学报，2010，27(10):99-100
［3］孟凡铁．天津地铁6号线三开道岔的应用研究［J］．铁道标准设计，2012，56(11):9-10
［4］李俊玺．上海市轨道交通12号线轨道新技术的设计与应用［J］．铁道标准设计，2017，61(4):7-8
［5］赵源．城市轨道交通三开道岔的应用与完善措施［J］．上海建设科技，2012，33(3):6-7
［6］中铁工程设计咨询集团有限公司．专线9775－V－10060kg/m钢轨9号对称三开道岔［Z］．北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2006
［7］国家铁路局．TB/T412—2014标准轨距铁路道岔技术条件［S］．北京:中国铁道出版社，2014
［8］中华人民共和国铁道部．铁运［2006］146号铁路线路修理规则［S］．北京:中国铁道出版社，2013
［9］天津轨道交通集团有限公司．天津地铁60kg/m钢轨9号对称三开道岔制造、铺设和养护维修技术文件［Z］．天津:天津轨道交通集团有限公司，2013
［10］国家铁路局．TB/T3307.1—2014高速铁路道岔制造技术条件第1部分:制造与组装［S］．北京:中国铁道出版社，2014
［11］郝瀛．铁道工程［M］．北京:中国铁道出版社，2000
［12］铁道部第三勘测设计院．道岔设计手册［M］．北京:人民铁道出版社，1975.