道岔课程设计任务及指导书0331汇总

第一部分 设计任务与要求1. 确定转辙器主要尺寸2. 确定辙叉和护轨几何尺寸3. 选择导曲线半径4. 计算道岔主要几何尺寸5. 导曲线支距计算6. 配轨计算7. 配置岔枕8. 绘制道岔总平面布置图（ A3-CAD 图）第二部分 设计资料一、轨道条件钢轨50kg/m，标准长度L=12.5m ,区间线路轨枕根数为 1760根/公里，道岔类型为木枕 I-甲，标准轨枕长度250cm，钢轨接头处的轨枕间距为 440mm,转辙机械拉杆处轨枕间距为 615mm。二、道岔型式（1）转辙器直线尖轨，跟端支距yg=l44mm，跟端结构为间隔铁夹板连接，钢轨接头夹板长度lp=820mm ,基本轨前端长度 q=2646mm 。（2）辙叉及护轨直线辙叉，道岔号码 N=9，辙叉角c=6°20,25结构形式为钢轨组合式，辙叉前端长度 n=1538mm ,辙叉后端长度 m=2050mm 。（3）导曲线 圆曲线形,不设超高。（4）辙叉跟端至末根岔枕的距离辙叉跟端至末根岔枕的距离 L'=6225mm。三、物理参数列车侧向过岔动能损失允许值30切.65km2/h2，直向过岔动能损失允许值0 <9km2/h2。未被平衡的离心加速度容许值a O.65m/s2。未被平衡的离心加速度增量容许值<k）O.5m/s3°四、过岔速度直向过岔允许最高速度 Vz=90km/h 。侧向过岔允许最咼速度Vs=35km/h。五、道岔中的轨缝值尖轨跟端及辙叉趾端轨缝S2=6mm ,共余轨缝d=8mm。六、其它参数标准轨距 S=1435mm，轮轨之间的游间(=8mm ,车辆全轴距l=18m，轮对主要尺寸如表1所示；尖轨尖端轨距 So=i450mm，轨头宽度bo=7Omm，叉心实际尖端宽度 bi=10mm。 表1轮对主要尺寸轮度f 1枪建卑度d轮脅内需跡离T"轮武宽IFf qX1卜常eL .L正常1毗小舉林I25122J353B5014241421机乍轮283313531422MR第三部分设计计算、确定转辙器的几何尺寸1、计算尖轨长度lo对于直线尖轨，转辙角卩等于轮缘冲击角即:arcsin o arcsinVs.O. 65351 ° 19' 12根据设计资料可知,尖轨跟端支距yg=144mm。则尖轨长度lo为:loygsin Bsin1根据尖轨长度的取值原则,取标准长度14419' 12 6251 mmL(L=12.5m)的整分数，以充分利用材料，所以尖轨长度I。取因此lo12. 526250 marcsin 也loarcsin丄441° 19' 13625O2、计算基本轨前端长度q由设计资料可知，基本轨前端长度q=2646mm。3、计算基本轨后端长度q'取整个基本轨长lj为一个标准轨长 L,即lj=12.5m，则q lj q l 0cos B i2500 - 2646 - 6250cosi°l 9' i3"3606 mm二、确定辙叉、护轨及翼轨的几何尺寸1、确定趾距Pn和跟距Pm根据设计资料可知，辙叉角a=620' 25"辙叉前端长度n=i538mm，辙叉后端长度m=2050mm，所以有:辙叉趾距2nsin -1538sin6° 20' 25"i70 mm辙叉跟距Pm2msin -2050sin6° 20' 25"227 mm2、辙叉及护轨的间隔尺寸固定辙叉及护轨需要控制的间隔尺寸主要包括:固定辙叉咽喉轮缘槽宽度ti、查照间隔Di及D2、护轨轮缘槽tg和护轨各部分长度、翼轨轮缘槽tw和翼轨各部分长度、有害空间lh。A)固定辙叉咽喉轮缘槽宽度ti辙叉咽喉轮缘槽应保证具有最小宽度的轮对一侧车轮轮缘紧贴基本轨时,另一侧车轮轮缘不撞击辙叉的翼缘，如图 i所示。其最不利组合需满足:t minSmax T d min其中道岔轨距允许的最大正误差为3mm,轮对车轴弯曲导致内侧距减少2mm，取车辆轮计算，则:ti1435i350 222 68 mm为了避免扩大有害空间,B)查照间隔Di及D2护轨作用边至心轨作用边的查照间隔Di应使最大宽度的轮对通过辙叉时，其一侧轮缘受护轨的引导，而另一侧轮缘不冲击叉心或滚入另一线，如图2所示。其最不利组合需満足:Di T d max考虑到车轴弯曲致使轮背内侧距增大2mm的影响，取(T+d)较车辆轮更大的机车轮进行计算，求得:D113562341392 mmDi1393 mm图2查照间隔护轨作用边至翼轨作用边的查照间隔D2应使最小宽度的轮对直向通过辙叉时不被卡住，如图2所示。D2必须満足：D2 Tmin取T较机车轮更小的车辆轮进行计算，并考虑到车轴弯曲致使轮背内侧距减小2mm的影响，求得：D21350 - 21348 mmD21347 mmC）护轨轮缘槽如图2所示，护轨中间平直段轮缘槽 tg1应保证D1不超出规定的容许范围，并由下式计算：t g1 SD12式中，2mm为护轨侧面磨耗限度。取 D1= 1393mm，则:t g1 SD121435 - 1393 - 240 mm为使车辆轮缘顺利进入护轨轮缘槽内，护轨平直段两端应分别设置缓冲段和开口段，如图2。缓冲段终端轮缘槽 tg2应保证等同于咽喉轮缘槽的通过条件，即：tg2= t1 =68mm。在缓冲段外端，再设开口段，开口段终端轮缘槽应保证线路轨距最大（即标准轨距加宽 15mm，再考虑6mm的正误差，即Smax=1435+15+6=1456）的条件下，能顺利通过最小宽度的轮对， 而不撞击护轨的终端开口。取 （T+d）较机车轮更小的车辆轮进行计算，由此得：t g3Smax(Td ) min1456 -(1350 22 - 2)86 mm现行采用tg3 90 mm。D ）辙叉翼轨轮缘槽根据图2可知，辙叉翼轨平直段轮缘槽twtw应保证查照间隔不超出规定的容许范围，即D1 D2我国现行采用tw=46 mm。采用不同的D1、D2组合，得到tw=1393-1347=46 mm辙叉翼轨轮缘槽也有过渡段和开口段，其终端轮缘槽宽度、缓冲段的冲角与护轨类似。E) 有害空间lh辙叉有害空间长度lh采用下式计算：I ti bisi na1i式中，bi为叉心实际尖端宽度。因为 Q = cot N，所以上式可以近似表sin a tana示为：lh t(+bi) >N取ti=68mm , bi=10mm，得到9号道岔对应的有害空间长度lh=(68+10) 9=702 mm。F) 护轨各部分长度护轨平直段长度x,应覆盖辙叉咽喉至叉心顶宽50mm处，外加两侧各延长一定长度C(C=100300mm )的范围；缓冲段长度 X1按两端轮缘宽度以及护轨缓冲角计算确定；开口 段长度X2一般为150mm (如图2所示)。根据直向过岔速度要求，护轨缓冲段冲角Vz22sin比9,得:sin g9VT90130arcsi n1301° 5436.77 sin132arcsin1°47' 2735护轨平直段x的计算如下:x丄tan5068501062 mm tan6 ° 20' 25 取 C=100 mm，则平直段长度为 x=x'+2C=1062+2150=1262 mm。(注意：C=100300mm，具体取多少，应使护轨开口段末端处距接头的距离D满足安装夹板的要求)护轨缓冲段段X1的计算如下:Xit g2 t gi68 - 40Sin g132896 mm护轨开口段段 X2的计算如下:护轨开口段长度 X2=150mm。故护轨工作边延展长度为：l g X2 XiX2)126228961503354 mm检算护轨开口段末端处距接头的距离D是否满足安装夹板的要求，即:% 竺 410mm2 p 2m x1X250tan2050 - 896 - 150- 100-50tan6 ° 20' 25'454mm故满足要求D=454 mm>410 mmG）翼轨各部分长度翼轨缓冲段和开口段的轮缘槽以及翼轨冲辙叉翼轨各部分的长度可比照护轨进行计算,角与护轨部分相同，即：tw2 tg2 t1 68 mmtw3 tg3 90 mm1° 47' 27翼轨轮缘槽为tw应覆盖辙叉咽喉至叉心顶宽 50mm处。计算图示如图3所示,B表示辙叉咽喉至叉心尖端处翼轨与心轨的夹角。t1t warcta narctan46-68t1 2tg 21° 7' 126° 20' 252可得:titi502 sin 22 sin cos22 si n 2sin w(1538 - 一2sin6850268 -2sin6° 20' 25cosi12462sin 6° 20' 25sini ° 47' 2715022844mm检算翼轨开口段末端处距接头的距离是否满足安装夹板的要求，即:再由图3中的几何关系，可得:2lp空 4i0mm2X3X4COS wX；2t w3t w2502 sin 2t w2t wcossin w.i502t w32t w22050506° 20' 252sin -746mm故满足条件D=746mm>410mm三、选择导曲线半径1、求导曲线外轨半径RgR068 - 46sin 1 ° 47' 27万cos1° 47' 27ipn =1538+820/2=1948mm，取 K 的最小值 Kmin=1948mm ,R。K sincoscos14351948sin 6° 20' 25cos 1° 19' 13144cos 6° 20' 25150290183881 mm268因圆曲线半径须取为 10m整数倍，故取 Ro=18Om=18OOOOmm。因此S1435R0R0180000 +180717.5 mm2 22、用R。反求后插直线长度KS R0 coscos y gK0gsin1435 - 180717.5 ( cos 1 ° 19' 13cos 6° 20' 25)- 144sin6 ° 20' 25 2116mm将K取整，得K=2116mm。K Kmin 1948 mm又知，一般要求 K=24m，所以K=2116mm满足要求。3、检算选用的导曲线半径能否满足动能损失要求由R0=180000mm,轮轨之间的游间3=8mm，车辆全轴距l=18m，侧向过岔允许速度Vs=35km/h，可求得:沐2爲0 3520. 11km2/h 20. 65 km 2/h2 (满足要求)21000 乂R3. 6210003523. 62 1800000. 53m/s20. 65 m/s2 （满足要求）31000 vs3. 63 R0l10003533. 62180000180. 28m/s30. 5 m/s3 （满足要求）所以R0取180m（180000mm）时符合要求。四、计算道岔主要几何尺寸1、道岔理论全长Lt根据尖轨长度l0,转辙角卩，辙叉角a,导曲线外轨半径 R。，后插直线长度 K的取值,可得：Ltl 0 cosR sinsinK cos6250cos1 °19' 13 180717.5sin6 ° 20' 25 - sin1 ° 19' 132116cos6°20' 25 24145mm2、确定道岔实际全长LqLqqLtm 12646 241452050 828849 mm3、确定道岔后长bbsm114358205015009 mm26° 20' 2522 tan 2 tan224、确定道岔前长aaLqb 28849 - 1500913840 mm五、配轨计算般有8根钢轨，应通过计算确一组单开道岔，除转辙器、辙叉及护轨外，在其范围内定其配置长度及接头位置。配轨时应遵循以下原则:1）转辙器及辙叉的左右股钢轨基本长度，应尽可能一致，以简化基本轨备件的规格，并有利于左右开道岔的互换；2） 连接部分的钢轨不宜过短，小号码道岔钢轨长度一般不应小于4.5 m，大号码道岔不应小于6.25 m；3）应保持接头相对，便于岔枕布置，并应考虑安装轨道电路绝缘接头的可能性；4）充分利用整轨、标准缩短轨、整轨的整分数倍的短轨，做到少锯切，少废弃，选择钢轨利用率较高的方案。1 11 2LQ1 j3 128849-12500-3816325 mm314R0b0Kn 12 22180180717 5706° 20'25 - 1 °19'13n2116 - 1538 - 8 - 26218016395mm已知：直股和曲股基本轨长 打 12500mm，尖轨尖端轨距So=145Omm，可求得:l 5 l 6Ltl 0 cosn12224145 - 6250 cos1° 19'13 ,1538 -8 - 2616337mmq 10 S0 tanR°Sb0K m 2 1lj2180180717.5 - 1435 -706°20'25-1° 19'13n218017丨821162050 - 28 - 1250026466250 - 1450 tan 1 ° 19' 1316217mm取:l i5325 mm I2 11000mml36895mm , l49500mmI 56837mm |69500mm175217mm |811000mm（注意：12, |4, |6, |8可以保持不变，但11, 13 , |5, |7应根据自己的计算结果调整）六、导曲线支距计算以导曲线起点为坐标原点，以直线基本轨作用边为横坐标，自坐标原点开始令导曲线上各支距测点的横向坐标 xi依次为2000mm整数倍。可得相应的支距yi为：yi y0 R0 cos B cos yXiRo式中，i的值可以由下式计算：sin y终点处，si n(ata n(1/9)=144/6250+Xn/180717.5，即xn=15793.2mmS K sin a=1435-2116Xsin(atan(1/9)=?mm，故计算计算结果见表2。Xisin ycos Ycos B cos Yyi0200040006000800010000120001400015793.2表2导曲线支距计算表计算结果复核：终点处支距为:结果正确。七、配置岔枕1、轨枕伸出钢轨的长度M25001435 门 ? mm2、确定岔枕的间距Q为使道岔的轨下基础具有均匀的刚性，道岔的间距应尽可能保持一致。转辙器和辙叉范围内的岔枕间距，通常采用0.9倍区间线路的枕木间距，其它部位取为0.951倍。道岔钢轨接头处的岔枕间距应与区间线路同类型钢轨接头处轨枕间距保持一致，并使轨缝位于间距的中心。铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕，均应与道岔的直股方向垂直。辙叉部分的岔枕，应与辙叉角的角平分线垂直，从辙叉趾前第二根岔枕开始，逐渐由垂直角平分线方 向转到垂直于直股的方向。岔枕的间距，在转辙器部分按直线上股计量，在导曲线及转向过渡段按直线下股计量，在辙叉部分按角平分线计量。轨枕间距按如下六个部分进行计算。(注意：此部分的数据仅供参考，具体应根据自己的数值计算，且务必注意钢轨接头处的轨枕间距为440mm ,转辙机械拉杆处轨枕间距为615mm)q段I 2646 4 220 50 2480mm 500 495 4即按间距为500和495配置4根轨枕。I。段I、62502 1442 3 50 220 615 5366mm 506 540 9即按间距为XX和XX配置XX根轨枕。(3)丨0与h之间I 12500 2650 6250 220 220 3160mm 540 3 515 2 510即按间距为XX和XX配置XX根轨枕。I1段I 5324 8 440 4892 540 8 572即按间距为XX和XX配置XX根轨枕。(5) I2段I 11000 8 440 2 10128 535 16 530 2 508即按间距为XX和XX配置XX根轨枕。(6) I2之后=4850-532.5 2X435 X/cos(atan(1/9)=897/2=897/2/tan( 2)=81008100-2054-220=5823即按间距为XX和XX配置XXX根轨枕。3、岔枕长度岔枕长度在道岔各个部位差别很大。岔枕端部伸出钢轨工作边的距离M应与区间线路基本保持一致。在道岔范围内，普通轨枕长度为250cm，其余按260cm480cm递增，共分12级，级差为20cm，根据M值确定各段的岔枕的长度。集中若干长度相近者为一组，相 差不应超过岔枕标准级差的二分之一。详见直线尖轨直线辙叉 50kg/m钢轨9号单开道岔平面布置图”直线尖轨直躺叉魁0嘲鼬号单开道盆平面布置图制图2013. XX. XX卜衣T理曼府kYYYY2011XX. XX