王拓

和軌道其他位置不同的是，道岔有著特殊的結(jié)構(gòu)，比如轉(zhuǎn)轍器部分和轍叉部分，是軌道最薄弱的位置之一。道岔部分的受力較其他部分要復(fù)雜，由此也產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：道砟易破損，道床易板結(jié)，鋼軌下沉量大。轉(zhuǎn)轍器部分的尖軌和基本軌，轍叉部分的心軌和翼軌共同承擔(dān)著車(chē)輛行駛產(chǎn)生的移動(dòng)荷載。因此這些位置剛度變化顯著，需要進(jìn)行剛度均勻化手段來(lái)消除這些不利影響。

現(xiàn)代有軌電車(chē)道岔軌道剛度的合理配置，會(huì)影響到列車(chē)運(yùn)行的舒適度，軌道幾何形位，養(yǎng)護(hù)維修等很多方面。因此，合理的軌道剛度對(duì)整個(gè)軌道系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，如果軌道剛度過(guò)大，會(huì)使輪軌相互作用加劇，使列車(chē)的運(yùn)行平穩(wěn)性降低，列車(chē)運(yùn)行的舒適性和使用壽命也會(huì)大打折扣；而如果軌道剛度過(guò)小，列車(chē)通過(guò)時(shí)會(huì)使軌道變形過(guò)大，軌道幾何形位難以保證，這樣軌道的維修量則會(huì)大大增大，造成很大的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用和很長(zhǎng)的工作時(shí)間，而且還不能使軌道設(shè)備物盡其用，造成很大的浪費(fèi)。因此，合理的剛度對(duì)軌道系統(tǒng)的平順性有著十分重要的意義，影響著列車(chē)通過(guò)的安全性和舒適性。

法國(guó)的許多鐵路線路都為有砟軌道，因?yàn)榱己玫牡理目梢詾檐壍捞峁└嗟膹椥?，所以法?guó)格外重視道砟的質(zhì)量。法國(guó)鐵道道砟顆粒級(jí)配范圍為35～55mm，而且粒徑均勻。有著這種道砟的道床可以為雙塊式軌枕軌道提供60kN/mm的枕下基礎(chǔ)剛度。法國(guó)道岔有著特殊的剛度結(jié)構(gòu)組合，即基本軌軌下4.5mm彈性墊層，鐵墊板下為6mm的彈性墊層，轍叉下為9mm的彈性墊層。也就是說(shuō)，法國(guó)是通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)道砟來(lái)對(duì)軌道剛度進(jìn)行優(yōu)化的。

為了限制在道岔區(qū)間的鋼軌的動(dòng)位移過(guò)大，在有咋道床的基礎(chǔ)上增加軌下膠墊的剛度。但是這樣做就會(huì)導(dǎo)致道岔區(qū)整體剛度過(guò)大，增加了道岔軌道的附加力，加大了車(chē)輪和軌道之間的相互作用，增加軌下道床和基礎(chǔ)的受力和變形，加快了道岔部件的疲勞損傷。這樣也不能達(dá)到動(dòng)力學(xué)最優(yōu)的原則，并且加大了對(duì)道岔結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)和維修的工作量。

德國(guó)道岔鋼軌的扣件剛度一般可以近似的認(rèn)為是17.5kN/m，道岔部分的軌道的整體剛度一般小于區(qū)間線路剛度。這樣有利于降低道岔軌道的附加力，減小車(chē)輪和軌道之間的相互作用，降低軌下道床和基礎(chǔ)的受力和變形，減緩道岔部件的疲勞損傷。由于道岔區(qū)間剛度比較小，車(chē)輛動(dòng)輪載的影響范圍比較廣，所以，岔枕上分擔(dān)的支承力也較小。

（1）因?yàn)榈啦淼能壍绖偠容^小，僅僅只有17.5kN/mm，很容易出現(xiàn)鋼軌的豎向位移過(guò)大，尤其是在動(dòng)荷載條件下，導(dǎo)致道岔區(qū)間軌道大部分下沉較為嚴(yán)重。由于動(dòng)態(tài)位移的增大，產(chǎn)生對(duì)軌道形位不利的影響，同時(shí)它也會(huì)增大轉(zhuǎn)轍器部分基本軌與尖軌的相對(duì)位移，尤其是在尖軌的中部，這個(gè)部分產(chǎn)生的相對(duì)位移最大。雖然牽引裝置的鎖閉力量大，但是因?yàn)闋恳拈g距太長(zhǎng)，還是會(huì)使尖軌在荷載未到達(dá)之前提前受力。另外，在車(chē)輪動(dòng)態(tài)荷載的作用下，在不平順動(dòng)態(tài)系數(shù)的影響下，將會(huì)導(dǎo)致軌道的不平順急劇增加。這不但會(huì)使列車(chē)振動(dòng)加劇，而且還會(huì)使鋼軌的應(yīng)力增加。所以，在對(duì)道岔剛度的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)中，扣件剛度并不是越低越好，而是根據(jù)各種限制條件來(lái)進(jìn)行合理的選擇。

（2）因?yàn)檐壍绖偠冗^(guò)低引起鋼軌動(dòng)態(tài)位移過(guò)大，同時(shí)鋼軌的應(yīng)力也會(huì)增大，在比較惡劣的條件下，鋼軌的應(yīng)力能達(dá)到122MPa。這對(duì)于復(fù)雜的道岔區(qū)段，特別是在經(jīng)過(guò)剖切后的尖軌和心軌，導(dǎo)致其受力過(guò)大而降低了強(qiáng)度安全系數(shù)。

20世紀(jì)80年代左右，我國(guó)鐵路道岔扣件系統(tǒng)采用兩種扣件，即轉(zhuǎn)轍器部分和轍叉部分采用分開(kāi)式扣件，而其他部分采用不分開(kāi)式扣件。而經(jīng)歷1996年鐵路系統(tǒng)提速后，道岔的扣件系統(tǒng)也有所發(fā)展，整個(gè)道岔系統(tǒng)均采用分開(kāi)式扣件。

中國(guó)鐵路道岔的發(fā)展是根據(jù)我國(guó)各種地理環(huán)境和社會(huì)需求而設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造的道岔，并以這些道岔為基礎(chǔ)，通過(guò)吸取國(guó)外道岔的優(yōu)點(diǎn)和不斷地自我創(chuàng)新和設(shè)計(jì)研究，對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善，還有進(jìn)行不斷地試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的。

中國(guó)道岔的剛度配置是以線路容許通過(guò)速度和道岔區(qū)基礎(chǔ)情況為依據(jù)來(lái)進(jìn)行的，針對(duì)不同的道岔結(jié)構(gòu)采用不同的部件剛度匹配。道岔區(qū)的軌下膠墊一般取值較大，這樣有利于減小基本軌和尖軌、心軌與翼軌之間的剛度差距，從而可以避免產(chǎn)生尖軌或者心軌手里不利的現(xiàn)象，這樣軌道的橫向穩(wěn)定可以得到保證；而道岔的板下膠墊采用較小的剛度，有利于使鋼軌的疲勞損傷速率減緩，使輪載的動(dòng)附加力得以降低，是列車(chē)振動(dòng)得以減緩，使岔枕和道床的受力和變形得以減輕。

[1]衛(wèi)超，顧保南．歐洲現(xiàn)代有軌電車(chē)的發(fā)展及其啟示[J]．城市軌道交通研究，2008（1）：11．

[2]劉翠艷，方力，郭志方，等．對(duì)我國(guó)城市有軌電車(chē)技術(shù)發(fā)展的思考[J]．城市軌道交通研究，2000（1）：17．

[3]徐正和．現(xiàn)代有軌電車(chē)的崛起和探索[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2005（2）：12～13．

[4]薛美根，楊立峰．現(xiàn)代有軌電車(chē)主要特征與國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究[J]．城市交通，2008（6）：716～717．

[5]王浩川，郭志方，方力，劉翠艷．對(duì)我國(guó)城市有軌電車(chē)技術(shù)發(fā)展的思考[J]．城市軌道交通研究，2000（1）：17～18．