解麗霞

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)集團(tuán)有限公司,北京 100055)

跨座式單軌是一種車(chē)輛騎跨于軌道梁上運(yùn)行的軌道交通制式,道岔是該系統(tǒng)三大關(guān)鍵技術(shù)之一,采用電力驅(qū)動(dòng),使道岔梁整體轉(zhuǎn)轍,與軌道梁或道岔梁對(duì)位而形成岔道,以完成車(chē)輛行駛線(xiàn)路的轉(zhuǎn)線(xiàn)需要[1]?？缱絾诬壍啦眍?lèi)型主要包括關(guān)節(jié)式道岔和整體式道岔兩種,關(guān)節(jié)式道岔又可分為關(guān)節(jié)型道岔和關(guān)節(jié)可撓型道岔,整體式道岔又可分為平移式道岔和平轉(zhuǎn)式道岔,我國(guó)重慶單軌主要采用關(guān)節(jié)式道岔,少量采用平移式道岔[2]。目前,國(guó)內(nèi)外與跨座式單軌道岔相關(guān)的研究大多針對(duì)關(guān)節(jié)式道岔,主要涉及道岔構(gòu)成、參數(shù)及設(shè)置[3],道岔線(xiàn)形[4],道岔梁結(jié)構(gòu)計(jì)算[5],道岔產(chǎn)品研制[6],道岔安裝[7]等;另有部分文獻(xiàn)研究了道岔選型[8]以及整體式道岔道岔梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算[9-10]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)部分城市擬發(fā)展具有輕量化、簡(jiǎn)約化特點(diǎn)的輕型跨座式單軌?，F(xiàn)有關(guān)節(jié)型道岔側(cè)股線(xiàn)形為折線(xiàn),側(cè)向容許通過(guò)速度僅為15 km/h,適用于不載客、對(duì)速度要求較低的區(qū)段,可撓型道岔側(cè)股線(xiàn)形為近似曲線(xiàn),側(cè)向容許通過(guò)速度為25 km/h,適用于載客或速度較高的區(qū)段。從結(jié)構(gòu)組成上分析,關(guān)節(jié)型道岔通過(guò)調(diào)整尺寸可用于各種梁寬的單軌;關(guān)節(jié)可撓型道岔因撓曲機(jī)構(gòu)需安裝在道岔梁內(nèi),只能用于梁寬不小于800 mm的單軌,并不適用于梁寬大多在700 mm 左右的輕型跨座式單軌。故梁寬較窄的輕型單軌的正線(xiàn)或速度較高區(qū)段缺乏適用的道岔產(chǎn)品。為此,針對(duì)輕型跨座式單軌需求,系統(tǒng)研究整體平轉(zhuǎn)式道岔技術(shù),完成換梁型和樞軸型道岔產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

1 道岔工作原理、技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍

1.1 道岔工作原理

(1)換梁型道岔工作原理

換梁型道岔由兩根整體道岔梁組成,每根梁的固定端設(shè)尾軸,兩根梁通過(guò)鉸接連桿連接在一起。道岔轉(zhuǎn)轍時(shí),由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)一根道岔梁圍繞其尾軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)連桿帶動(dòng)另一根道岔梁圍繞其尾軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)指定道岔梁活動(dòng)端轉(zhuǎn)轍至與軌道梁對(duì)齊位置時(shí),將道岔梁活動(dòng)端鎖定,線(xiàn)路接通,從而實(shí)現(xiàn)列車(chē)轉(zhuǎn)線(xiàn)功能。換梁型單開(kāi)道岔的工作原理見(jiàn)圖1。

圖1 換梁型單開(kāi)道岔工作原理

(2)樞軸型道岔工作原理

樞軸型道岔由一根整體直梁組成,梁的固定端設(shè)尾軸。道岔轉(zhuǎn)轍時(shí),由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)道岔梁圍繞其尾軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)啦砹夯顒?dòng)端轉(zhuǎn)轍至與指定軌道梁對(duì)齊位置時(shí),將道岔梁活動(dòng)端鎖定,線(xiàn)路接通,從而實(shí)現(xiàn)列車(chē)轉(zhuǎn)線(xiàn)功能。樞軸型四開(kāi)道岔的工作原理見(jiàn)圖2。

圖2 樞軸型四開(kāi)道岔工作原理

1.2 道岔技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍

換梁型道岔的側(cè)股線(xiàn)形為曲線(xiàn),具有側(cè)向線(xiàn)形平順、容許通過(guò)速度較高、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、占地面積較大等特點(diǎn),主要適用于對(duì)容許通過(guò)速度、平穩(wěn)性要求較高的配線(xiàn)。

樞軸型道岔的側(cè)股線(xiàn)形為折線(xiàn),具有側(cè)向線(xiàn)形不夠平順、容許通過(guò)速度較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、造價(jià)低、易于實(shí)現(xiàn)多開(kāi)功能等特點(diǎn),主要適用于對(duì)容許通過(guò)速度、平穩(wěn)性要求較低的車(chē)場(chǎng)線(xiàn)或其它配線(xiàn)。

2 道岔結(jié)構(gòu)組成研究

2.1 換梁型道岔的結(jié)構(gòu)組成

根據(jù)工作原理,換梁型道岔應(yīng)由道岔梁、走行臺(tái)車(chē)、驅(qū)動(dòng)及連桿裝置、鎖定裝置、活動(dòng)端固定段、樞軸端固定段、尾軸、底板及軌道以及控制裝置等組成。

換梁型道岔根據(jù)功能需要可分為單開(kāi)道岔、對(duì)開(kāi)道岔和單渡線(xiàn)道岔。

換梁型單開(kāi)道岔的結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖3,其道岔梁由1 根直梁和1 根曲梁組成。

圖3 換梁型單開(kāi)道岔結(jié)構(gòu)組成

換梁型對(duì)開(kāi)道岔的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4,其道岔梁由2 根曲梁組成,其余組成與單開(kāi)道岔相同。

圖4 換梁型對(duì)開(kāi)道岔結(jié)構(gòu)組成

換梁型單渡線(xiàn)道岔的結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖5,除2 根曲梁共用同一根尾軸外,單渡線(xiàn)道岔形式上相當(dāng)于由2 組單開(kāi)道岔反向?qū)咏M合而成。

圖5 換梁型單渡線(xiàn)道岔結(jié)構(gòu)組成

2.2 樞軸型道岔的結(jié)構(gòu)組成

根據(jù)工作原理,樞軸型道岔與換梁型道岔的最大差異為只設(shè)1 根直梁,其余部件與換梁型道岔類(lèi)似。

樞軸型道岔根據(jù)功能需要可分為單開(kāi)道岔、對(duì)開(kāi)道岔、三開(kāi)道岔、四開(kāi)道岔和單渡線(xiàn)道岔,其中單渡線(xiàn)道岔形式上相當(dāng)于由兩組單開(kāi)道岔反向?qū)咏M合而成。樞軸型四開(kāi)道岔的結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖6。

圖6 樞軸型四開(kāi)道岔結(jié)構(gòu)組成

3 道岔主要技術(shù)參數(shù)研究

道岔技術(shù)參數(shù)主要包括道岔梁尺寸、容許通過(guò)速度、曲線(xiàn)半徑、轉(zhuǎn)轍角、轉(zhuǎn)轍時(shí)間及轉(zhuǎn)轍量等。道岔的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與工程需要相匹配。

3.1 道岔梁尺寸

對(duì)于整體平轉(zhuǎn)式道岔,道岔梁相當(dāng)于可轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道梁,道岔梁各部位尺寸應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)輛走行輪、導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪的走行要求,道岔其它部件以及接觸軌等相關(guān)系統(tǒng)的安裝要求和限界要求。

道岔梁寬度需與車(chē)輛相匹配,根據(jù)蕪湖軌道交通項(xiàng)目車(chē)輛選型,道岔梁寬度為690 mm。

3.2 容許通過(guò)速度

根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》,當(dāng)?shù)啦硖幱谇€(xiàn)或折線(xiàn)狀態(tài)下車(chē)輛通過(guò)時(shí)應(yīng)限速行駛,當(dāng)?shù)啦硖幱谥本€(xiàn)狀態(tài)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足列車(chē)最高行駛速度的要求[11]。因此,道岔直向容許通過(guò)速度應(yīng)不低于列車(chē)最高行駛速度;道岔側(cè)向容許通過(guò)速度:在折返線(xiàn)、出入段線(xiàn)等地段應(yīng)滿(mǎn)足行車(chē)組織要求,根據(jù)國(guó)內(nèi)外跨座式單軌線(xiàn)路實(shí)際經(jīng)營(yíng)情況,配線(xiàn)道岔側(cè)向容許通過(guò)速度通常在15～40 km/h 之間,車(chē)場(chǎng)作業(yè)區(qū)通常對(duì)容許通過(guò)速度要求較低,車(chē)場(chǎng)線(xiàn)道岔側(cè)向容許通過(guò)速度可控制在5～15 km/h。

3.3 換梁型道岔曲線(xiàn)半徑

換梁型道岔側(cè)股線(xiàn)形為曲線(xiàn),可采用簡(jiǎn)單圓曲線(xiàn)線(xiàn)形,也可采用舒適度更佳的緩圓緩曲線(xiàn)線(xiàn)形。

側(cè)股道岔梁線(xiàn)形應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)輛結(jié)構(gòu)、車(chē)輛過(guò)岔平穩(wěn)性的要求,載客區(qū)道岔尚應(yīng)滿(mǎn)足乘客舒適度的要求。根據(jù)蕪湖軌道交通項(xiàng)目選型車(chē)輛資料,道岔側(cè)股曲線(xiàn)半徑應(yīng)不小于車(chē)輛可通過(guò)的最小曲線(xiàn)半徑46 m。

因道岔區(qū)不設(shè)超高,換梁型道岔側(cè)向容許通過(guò)速度與曲線(xiàn)半徑的關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足

式中,R為道岔側(cè)股曲線(xiàn)半徑;V為道岔側(cè)向容許通過(guò)速度;a為列車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的未被平衡的橫向加速度。

關(guān)于未被平衡的橫向加速度a的取值,配線(xiàn)道岔參考現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說(shuō)明中的建議(正常為0.5 m/s2,瞬間為0.65 m/s2)[12],即載客側(cè)向通過(guò)的道岔,a的取值按照一般不大于0.5 m/s2,最大不大于0.65 m/s2的原則控制,這個(gè)取值為“有些不舒適,但可以忍受”的感覺(jué)范圍;其它不載客側(cè)向通過(guò)的道岔,參考國(guó)外相關(guān)線(xiàn)路的欠超高率限值,結(jié)合離心力檢算,根據(jù)導(dǎo)曲線(xiàn)半徑按照欠超高率限值為6.5%～10%控制,即不載客側(cè)向通過(guò)的道岔,a的取值可根據(jù)曲線(xiàn)半徑大小按照0.65～1.0 m/s2控制。

根據(jù)式(1),可由未被平衡的橫向加速度及側(cè)向容許通過(guò)速度計(jì)算需要的最小曲線(xiàn)半徑,或由未被平衡的橫向加速度及曲線(xiàn)半徑計(jì)算道岔側(cè)向容許最大速度。

3.4 樞軸型道岔轉(zhuǎn)轍角

樞軸型道岔側(cè)股線(xiàn)形為折線(xiàn),其輪軌關(guān)系類(lèi)似于鐵路道岔的直線(xiàn)尖軌區(qū)。對(duì)于膠輪系統(tǒng),目前對(duì)這種折線(xiàn)形道岔側(cè)向容許通過(guò)速度尚無(wú)成熟的計(jì)算方法,預(yù)計(jì)與車(chē)輛走行系統(tǒng)、道岔線(xiàn)形及結(jié)構(gòu)等有關(guān)?？紤]到跨座式單軌采用導(dǎo)向輪擠壓軌道梁側(cè)面導(dǎo)向,常規(guī)鐵路采用輪緣擠壓鋼軌側(cè)面導(dǎo)向,兩者的輪軌關(guān)系有一定的相似性,研究中道岔側(cè)股轉(zhuǎn)轍角與容許通過(guò)速度間的限制性關(guān)系參考鐵路客貨共線(xiàn)道岔對(duì)列車(chē)動(dòng)能損失的影響,即道岔側(cè)向容許通過(guò)速度應(yīng)滿(mǎn)足列車(chē)動(dòng)能損失不大于0.65 km2/h2的要求[13],有

式中,ω為列車(chē)動(dòng)能損失;β為道岔側(cè)股轉(zhuǎn)轍角;V為道岔側(cè)向通過(guò)速度。

理論上,根據(jù)式(2),由道岔側(cè)向容許通過(guò)速度計(jì)算出允許的最大轉(zhuǎn)轍角,或由轉(zhuǎn)轍角計(jì)算出道岔側(cè)向容許最大速度。重慶單軌關(guān)節(jié)型道岔側(cè)向容許通過(guò)速度限值基本符合式(2)的要求。但跨座式單軌轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)的鋼輪鋼軌車(chē)輛轉(zhuǎn)向架,列車(chē)側(cè)向通過(guò)折線(xiàn)形道岔時(shí)的輪軌相互作用有其特點(diǎn)。相關(guān)測(cè)試表明,由于膠輪具有良好的彈性,列車(chē)以較高速度通過(guò)折線(xiàn)時(shí)對(duì)舒適度的影響沒(méi)有鋼輪軌系統(tǒng)明顯,但轉(zhuǎn)向架承受的沖擊效應(yīng)較為明顯,較高速度頻繁通過(guò)折線(xiàn)會(huì)降低轉(zhuǎn)向架的使用壽命。因此,樞軸型道岔容許通過(guò)速度需考慮車(chē)輛對(duì)通過(guò)速度的適應(yīng)性要求,在式(2)計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上予以適當(dāng)折減。

3.5 轉(zhuǎn)轍量及線(xiàn)間距

道岔轉(zhuǎn)轍量及渡線(xiàn)道岔線(xiàn)間距應(yīng)滿(mǎn)足跨座式單軌交通限界、道岔線(xiàn)形及自身結(jié)構(gòu)的要求。根據(jù)蕪湖軌道交通項(xiàng)目車(chē)輛選型,道岔區(qū)直線(xiàn)限界取2 170 mm,曲線(xiàn)區(qū)限界根據(jù)曲線(xiàn)半徑進(jìn)行適當(dāng)加寬。

3.6 轉(zhuǎn)轍時(shí)間

根據(jù)重慶單軌道岔應(yīng)用情況和蕪湖軌道交通項(xiàng)目需求,道岔相鄰位置轉(zhuǎn)轍時(shí)間應(yīng)不大于15 s。

3.7 研究的系列道岔規(guī)格及參數(shù)

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)單軌線(xiàn)路的需求分析,從道岔系列化和標(biāo)準(zhǔn)化角度,研究了單開(kāi)、對(duì)開(kāi)、三開(kāi)、四開(kāi)樞軸型道岔,側(cè)股曲線(xiàn)半徑為54 m、69 m、100 m 和140 m 的換梁型道岔,針對(duì)蕪湖軌道交通項(xiàng)目需求及選型車(chē)輛技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)的換梁型道岔規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1,樞軸型道岔規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 換梁型道岔規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

表2 樞軸型道岔規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

4 道岔主要部件研究

4.1 道岔梁及固定段

道岔梁及固定段為車(chē)輛的走行軌道,應(yīng)具有車(chē)輛走行、導(dǎo)向、穩(wěn)定和支承功能,應(yīng)能承受車(chē)輛、風(fēng)等外部載荷的作用,設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)道岔梁及固定段的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)根據(jù)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架要求的軌道截面進(jìn)行設(shè)計(jì)。主體結(jié)構(gòu)采用箱型焊接結(jié)構(gòu),主要由頂板、腹板、底板、隔板、加強(qiáng)筋等組成,其中頂板為車(chē)輛走行面板。樞軸型道岔的腹板兼做導(dǎo)向板及穩(wěn)定板;換梁型道岔梁兩側(cè)腹板外側(cè)設(shè)π 形結(jié)構(gòu),π 形結(jié)構(gòu)的立板為車(chē)輛走行的導(dǎo)向面板和穩(wěn)定面板。道岔梁、固定段需要為道岔驅(qū)動(dòng)裝置、鎖定裝置、臺(tái)車(chē)、尾軸等的安裝設(shè)置安裝板或安裝架,為接觸軌安裝槽道。

(2)結(jié)構(gòu)計(jì)算是道岔梁及固定段設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度要求及計(jì)算方法應(yīng)符合《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》“軌道梁橋”章節(jié)的規(guī)定。

(3)為避免道岔轉(zhuǎn)轍時(shí)發(fā)生干涉,道岔梁與活動(dòng)端固定段之間需保留較大間隙時(shí),應(yīng)在梁端部走行面及導(dǎo)向面、穩(wěn)定面處設(shè)置接縫板,以保證車(chē)輛平穩(wěn)通行。

(4)道岔梁及固定段的走行面應(yīng)進(jìn)行防滑處理,以滿(mǎn)足車(chē)輛行駛時(shí)的防滑要求。

4.2 驅(qū)動(dòng)及連桿裝置

驅(qū)動(dòng)及連桿裝置是使道岔實(shí)現(xiàn)換線(xiàn)功能的動(dòng)作機(jī)構(gòu),應(yīng)能使道岔在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成道岔梁從啟動(dòng)到停止的轉(zhuǎn)轍動(dòng)作,且應(yīng)保證道岔運(yùn)行平穩(wěn)、到位準(zhǔn)確,設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)換梁型道岔的驅(qū)動(dòng)及連桿裝置可由電動(dòng)推桿、推桿安裝架、鉸接銷(xiāo)軸、驅(qū)動(dòng)連桿連接架等組成。樞軸型道岔的驅(qū)動(dòng)裝置可由電動(dòng)推桿、推桿安裝架、螺桿連接架、拉桿、拉桿安裝架等組成。

(2)驅(qū)動(dòng)推桿的推力及運(yùn)行速度應(yīng)滿(mǎn)足使用需要,并考慮一定安全余量,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的絕緣及防護(hù)等級(jí)應(yīng)適合道岔的使用環(huán)境。

(3)連桿兩端以鉸接方式與道岔梁連接,以實(shí)現(xiàn)換梁型道岔直股接通、側(cè)股接通時(shí)不同限界的要求。電動(dòng)推桿電機(jī)端采用耳軸安裝方式,活動(dòng)端采用鉸接方式,以適應(yīng)道岔轉(zhuǎn)轍過(guò)程中推桿與道岔梁之間角度的變化。

(4)驅(qū)動(dòng)裝置須具有手動(dòng)功能,以確保斷電等異常情況下可通過(guò)手動(dòng)操作使道岔轉(zhuǎn)轍復(fù)位。

(5)驅(qū)動(dòng)及連桿裝置應(yīng)便于安裝、調(diào)整及后期維護(hù)。

4.3 鎖定裝置

鎖定裝置是在道岔梁轉(zhuǎn)轍到位后,使道岔梁準(zhǔn)確對(duì)位并牢固鎖緊的裝置,應(yīng)能使道岔在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成道岔鎖定動(dòng)作,且保證定位準(zhǔn)確、鎖定牢固可靠,設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)鎖定裝置可由電動(dòng)推桿、推桿安裝座、鎖銷(xiāo)或滾輪、定位槽、鎖銷(xiāo)座及鎖定位置檢測(cè)裝置等組成。

(2)鎖定裝置應(yīng)能承受車(chē)輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的橫向載荷,具有足夠的強(qiáng)度和剛度,保證道岔梁鎖定牢固可靠。

(3)鎖定推桿的推力及運(yùn)行速度應(yīng)滿(mǎn)足使用需要,并考慮一定安全裕量,鎖定電機(jī)的絕緣及防護(hù)等級(jí)應(yīng)適合道岔的使用環(huán)境。

(4)鎖定裝置須具有手動(dòng)功能,以確保斷電等異常情況下可通過(guò)手動(dòng)操作使道岔鎖定復(fù)位。

(5)應(yīng)設(shè)置鎖定位置自動(dòng)檢測(cè)裝置并與信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖,以準(zhǔn)確檢測(cè)并反饋道岔位置信息,保證車(chē)輛安全運(yùn)行。當(dāng)自動(dòng)控制故障時(shí),應(yīng)能切換為人工操作方式。

(6)換梁型道岔活動(dòng)端走行面宜設(shè)活動(dòng)式接縫板,并與鎖定裝置聯(lián)動(dòng),使道岔在鎖閉狀態(tài)時(shí)接縫板與走行面保持平齊,車(chē)輛可平穩(wěn)通行;在道岔解鎖時(shí),接縫板隨鎖銷(xiāo)縮回而抬起,保證道岔梁在轉(zhuǎn)轍時(shí)與固定段不發(fā)生干涉。

(6)鎖定裝置應(yīng)便于安裝、調(diào)整及后期維護(hù)。

4.4 走行臺(tái)車(chē)

走行臺(tái)車(chē)是道岔梁的走行和支撐裝置,應(yīng)具有承受車(chē)輛載荷、風(fēng)載荷和抗傾覆的能力;臺(tái)車(chē)在道岔轉(zhuǎn)轍時(shí),應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)順暢,無(wú)異常卡頓、沖擊、振動(dòng)及噪聲,設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)走行臺(tái)車(chē)可由臺(tái)車(chē)架、車(chē)輪組、連接螺栓等部分組成。

(2)每組臺(tái)車(chē)應(yīng)由兩個(gè)車(chē)輪組支撐,保證足夠的穩(wěn)定性。臺(tái)車(chē)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,并用螺栓連接或焊接方式與道岔梁牢固連接在一起。臺(tái)車(chē)兩輪軸間設(shè)有一定的夾角,夾角的大小應(yīng)與轉(zhuǎn)轍半徑相匹配。

(3)車(chē)輪組應(yīng)具有足夠的承載力,軸承選型應(yīng)考慮一定承載力裕量。

(4)車(chē)輪組應(yīng)設(shè)置可靠的潤(rùn)滑裝置,確保車(chē)輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。

(5)車(chē)輪組設(shè)計(jì)應(yīng)考慮互換性,并便于安裝、調(diào)整及后期維護(hù)。

(6)活動(dòng)端臺(tái)車(chē)走行兩端終點(diǎn)應(yīng)設(shè)置臺(tái)車(chē)車(chē)擋,以限制走行臺(tái)車(chē)在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行。

4.5 尾軸

尾軸中心為道岔梁的轉(zhuǎn)轍中心,應(yīng)牢固穩(wěn)定,能承受車(chē)輛通過(guò)時(shí)的載荷作用,設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)道岔尾軸宜由轉(zhuǎn)軸、軸承及安裝座等部分組成。

(2)轉(zhuǎn)軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,軸徑安裝軸承部分應(yīng)進(jìn)行耐磨處理。

(3)轉(zhuǎn)軸軸承宜選用關(guān)節(jié)軸承,以適應(yīng)梁體誤差及變形,應(yīng)具有足夠的承載力,并設(shè)置良好潤(rùn)滑。

(4)安裝座應(yīng)牢固地安裝在道岔基礎(chǔ)上。

(5)尾軸應(yīng)便于安裝、調(diào)整及后期維護(hù)。

4.6 控制裝置

控制裝置是對(duì)道岔各機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制和檢測(cè)的電氣設(shè)備,接收信號(hào)系統(tǒng)位置指令,控制道岔狀態(tài),向信號(hào)系統(tǒng)送出道岔位置信號(hào)。控制裝置是道岔核心部件之一,直接影響運(yùn)營(yíng)安全,可靠性、安全性要求高[14],設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

(1)控制裝置應(yīng)具備對(duì)道岔進(jìn)行控制、狀態(tài)檢測(cè)及向信號(hào)系統(tǒng)反饋道岔位置表示信號(hào)的功能。道岔控制應(yīng)能按指令完成道岔的解鎖、電機(jī)啟動(dòng)、轉(zhuǎn)轍、鎖閉動(dòng)作;道岔狀態(tài)檢測(cè)及信息反饋應(yīng)能準(zhǔn)確檢測(cè)道岔位置信息,并將道岔位置表示信號(hào)傳輸給信號(hào)系統(tǒng),且道岔位置表示與道岔的實(shí)際位置一致。

(2)控制裝置應(yīng)具有集中控制、現(xiàn)場(chǎng)控制及手動(dòng)控制三種控制模式,各控制模式應(yīng)能互相切換使用。正常運(yùn)行時(shí)為集中控制模式,即道岔應(yīng)能按信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的指令自動(dòng)完成系列動(dòng)作?，F(xiàn)場(chǎng)控制通過(guò)操作控制面板對(duì)道岔進(jìn)行控制,應(yīng)能對(duì)道岔轉(zhuǎn)轍實(shí)施連續(xù)及分步控制。手動(dòng)控制通常是在道岔失電情況下,通過(guò)手工操作對(duì)道岔進(jìn)行控制。道岔控制裝置與信號(hào)系統(tǒng)間應(yīng)設(shè)置授權(quán)、收權(quán)聯(lián)鎖電路。

(3)控制裝置應(yīng)具備系統(tǒng)檢測(cè)、故障診斷、故障保護(hù)和報(bào)警功能,檢測(cè)范圍應(yīng)包括道岔工作模式、梁體位置、鎖定狀態(tài)等;故障診斷應(yīng)包括電機(jī)、控制器等核心部件;當(dāng)診斷出內(nèi)部故障時(shí),應(yīng)觸發(fā)本地報(bào)警功能。電氣保護(hù)應(yīng)包括電源相序檢測(cè)、電源短路、斷相、電機(jī)過(guò)流及過(guò)載等保護(hù)功能。

(4)控制電路須滿(mǎn)足“故障-安全”原則,聯(lián)鎖控制和信號(hào)回路應(yīng)采用安全型繼電器。

(5)動(dòng)力電源應(yīng)采用一級(jí)負(fù)荷供電,控制電源應(yīng)由不間斷電源供電。

(6)應(yīng)設(shè)可靠的工作接地和防雷保護(hù)接地,防雷接地電阻值應(yīng)不大于10 Ω,工作接地電阻值應(yīng)不大于4 Ω。

5 道岔制造及安裝精度要求

道岔設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度和安裝精度要求高。道岔梁及固定段是車(chē)輛走行的軌道,其寬度誤差應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)輛走行的要求。道岔梁走行面、導(dǎo)向面、穩(wěn)定面的直線(xiàn)度,走行面和導(dǎo)向面及穩(wěn)定面的垂直度,道岔梁與固定段的水平、高低錯(cuò)位等精度要求應(yīng)符合《跨座式單軌交通設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。道岔轉(zhuǎn)轍量允許偏差應(yīng)符合《跨座式單軌交通施工及驗(yàn)收規(guī)范》[15]的規(guī)定。

6 結(jié)語(yǔ)

以蕪湖軌道交通輕型跨座式單軌車(chē)輛特征為對(duì)象,系統(tǒng)研究整體平轉(zhuǎn)式道岔兩種細(xì)分類(lèi)型換梁型道岔和樞軸型道岔技術(shù),主要研究成果如下。

(1)明確道岔的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、適用范圍、結(jié)構(gòu)組成、主要部件研究要點(diǎn)以及道岔制造及安裝精度要求。

(2)確定道岔容許通過(guò)速度、曲線(xiàn)半徑、轉(zhuǎn)轍角、轉(zhuǎn)轍量及轉(zhuǎn)轍時(shí)間等主要參數(shù)的計(jì)算或取值方法。

(3)形成適用于不同需求的系列道岔規(guī)格,包括側(cè)股曲線(xiàn)半徑為54 m、69 m 和100 m 的換梁型道岔以及單開(kāi)、對(duì)開(kāi)、三開(kāi)、四開(kāi)樞軸型道岔。

整體平轉(zhuǎn)式道岔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、造價(jià)低等特點(diǎn),其基本型式不僅適應(yīng)于蕪湖軌道交通所采用的輕型單軌系統(tǒng),也適用于其它類(lèi)型跨座式單軌。