三開道岔

一種複雜的道岔結構形式

三開道岔是道岔的一種,主要在編組站鋪設。三開道岔是將一個道岔納入另一個道岔內構成的一種特殊道岔形式,通過一組道岔可以實現分別開通 3個不同方向的線路。

定義和組成


三開道岔
三開道岔
三開道岔是一種較為複雜的道岔結構形式,具有可開通三個方向的獨有特性,由一股直線鋼軌、 2股曲線鋼軌、2對尖軌(2根長尖軌和2根短尖軌)、三副轍叉組成,中間轍叉的心軌理論尖端在中線上。由於受地形、環境和鋪設條件等客觀因素限制,沒有足夠的長度排列兩副普通單開道岔(左開和右開),宜採用三開道岔,通常在編組站、貨場和機務段鋪設此類道岔。

結構特點


一、轉轍器部分:
三開道岔
三開道岔
直向尖軌長度為7605mm、側向尖軌長度為 7401mm,道岔尖軌採用60AT鋼軌製造,相離圓曲線型。直向 尖軌尖端採用藏尖結構,側向尖軌為貼尖結構,尖軌跟端採用魚尾板間隔鐵活接頭結構。側向尖軌工作邊及直向非工作邊的斜度均為1:4,增加了尖軌實際尖端厚度和粗壯度,可提高尖軌耐磨性能。尖軌設置一個牽引點,側向尖軌在第一拉杆處動程為160mm。為加強基本軌穩定性,防止基本軌外翻,在基本軌外側設置軌撐
二、中間轍叉:
中間轍叉採用高錳鋼整鑄固定轍叉,為雙曲線型(兩工作邊均為圓曲線),半徑為180717.5 mm,趾距為1 780mm、跟距為2436mm.
三、後端轍叉:
後端轍叉用高錳鋼整鑄固定轍叉,為直線型,趾距為1538mm,跟距為2771mm(與標準9號單開轍叉一致)。後端轍叉直股無護軌,為提高後端轍叉的安全性,採用縮短轍又有害空間的措施。將直股方向翼軌平直段向側股工作邊方向延長150mm(可減少翼軌衝擊角),起到後端轍叉自護作用(由於提高翼軌方案存在技術問題暫時不採用)。

利弊分析


優點

三開道岔
三開道岔
(1)結構特性。三開道岔採用一副道岔結構形式,可開通三個方向線路。與其他類型道岔相比,三開道岔使 車站調車作業方式靈活多樣。當線路遇到突發事件,鋪設三開道岔的車站進行列車接、發車作業時,可縮短突發事件(不是三開道岔出現故障)處置時間,儘快恢復運營。城市軌道交通中的存車線一般採用三開道岔。
(2)客觀條件。採用三開道岔和兩副普通單開道岔都可達到同樣的運營效果,受地形、環境和鋪設條件等客觀因素限制,三開道岔佔地面積小於兩副普通單開道岔,從某種意義來說可降低城市軌道交通的初期建設成本。

存在問題

(1)開通線路定義。城市軌道交通中規定:一般情況下道岔開通直股方向叫定位,開通側股方向叫反位;特殊情況下開通側股方向叫定位,開通直股方向叫反位。三開道岔可開通三個方向,不存在定反位的位置定義,但在城市軌道交通規定中也要對三開道岔開通位置進行定義。
(2)鉤鎖器。三開道岔是一種比較複雜的道岔類型,鐵路相關部門沒有明確規定相應的鉤鎖器。三開道岔首次在城市軌道交通中運用,經有關部門研究認為,開通直向位置需同時使用兩幅新型鉤鎖器,而目前沒有能將基本軌、長尖軌和短尖軌同時鎖閉的鉤鎖器。當務之急首先要解決新型鉤鎖器的定製、採購,以及其信息功能的反饋程序,確保鉤鎖器安全、快速適應城市軌道交通的使用和發展。
(3)手搖道岔操作。扳道員按原有一看、二扳、三確認、四顯示的一次作業標準操作也與以往規定有所不同。人工手搖操作三開道岔時,2台轉轍機必須同時操作,根據現場道岔實際情況,道岔轉換時2台轉轍機存在先後次序;人機界面上道岔旁顯示的數字是道岔編號,並非室外道岔轉轍機的編號,三開道岔的轉轍機設置在與其相對應的道岔另一側,設置方式與其他道岔轉轍機不同。因此,扳道員進行手搖操作道岔時必須注意上述2點。為防止扳道員及其他人員誤操作,避免出現人為安全隱患,應分析和研究解決措施和方案。
(4)人機界面操作設備的銜接。涉及到現場道岔設備與人機界面系統設備間的銜接和互控問題。如果遇到三開道岔故障等突發情況,車站行車值班員必須確認道岔當前位置,防止出現設備位置與現場道岔實際位置不符情況,杜絕潛在的安全隱患。

與單開道岔的比較


與單開道岔相比,在實現同樣運行功能需求的情況下,三開道岔的優點是長度較短、節省土建空間、降低造價、連接線路方向多。車站如採取三開道岔,可節約車站長度規模約 60m,初步估算,按每延米減少工程投資約 25萬元計算,採用三開道岔,每個工程可節省投資約 1500萬元,相當可觀。
2、設備安裝:
與單開道岔相比,三開道岔結構較為複雜。因此,對線路、道床、道岔的鋪設施工質量要求較高,特別是採取整體道床的線路,一旦道岔設備安裝到位,方向、高低與水平幾何尺寸有誤,調整難度大,將影響設備運行的可靠性。
3 、設備使用壽命:
與單開道岔相比,三開道岔尖軌較薄、強度較低,轉轍器使用壽命短,且磨耗程度與使用頻次直接相關。由於三開道岔採取2根尖軌疊加的方式,尖軌軌腳斷面較薄,尖軌強度較低,所以道岔頻繁轉換使用時,尖軌磨損較大;另外設備動作阻尼大,道岔動作油壓高,易發生油路故障和降低轉轍機使用壽命。
4、維護保養:
與單開道岔相比,三開道岔尖軌薄、易磨耗、故障發生率高,因此,對三開道岔日常狀態檢查與維護頻次要求更高,必須加強日常維護保養,採取預防修方式提高運行穩定性。一旦需更換道岔時,三開道岔的更換施工時間約為單開道岔的2倍。因軌道交通夜間施工檢修時間普遍較為緊張,故更換施工難度較大。
5 、故障影響
以一個車站選用相同的線型為例,由於單開道岔僅與相鄰的道岔存在信號連鎖的雙動關係,如 6號道岔故障僅影響列車經過 8號道岔運行,而三開道岔與上下行相鄰道岔間均存在信號連鎖的雙動關係,2號道岔發生故障,將同時影響列車經過4號道岔和 6號道岔的運行,所以與單開道岔相比,三開道岔的故障影響擴大了1倍。

完善措施


1 、提高施工質量:在新線建設過程中,對三開道岔應制定詳盡的設計施工標準和工藝,安裝施工單位必須嚴格控制施工誤差,確保施工質量。
2、完善維護保養規程:設備維護管理單位根據三開道岔設備特點,制定專項維護規程和巡檢、保養制度。實現設備狀態的長期動態監控;依據道岔使用效率,道岔磨耗情況,調整常規的檢修頻次;對重點部件通過預防修措施,確保設備狀態的穩定性和可靠性。
3 、完善應急處置預案:運營單位應不斷完善故障應急處置預案,針對三開道岔車站,專項制定故障情況下應急處置的作業細則,細化規定列車進路辦理、道岔手搖操作和進路檢查確認的作業要求,落實崗位作業安全責任。同時加大三開道岔操作人員的培訓力度,提高作業標準執行能力。