我國鐵路道岔發(fā)展概況
解放前我國鐵路使用的道岔主要依靠進(jìn)口。解放初期我國有300種道岔。這些道岔由100多種鋼軌制造，僅單開道岔就有6、7、8、9、10、11、12、15、16、24號并10種型號，而且即使是同一軌型同一號碼的道岔也可能分為多種型式，如40B鋼軌8號道岔,就有“舊型”、“新型”、“暫定型”、“戰(zhàn)時(shí)型”等多種，這就給道岔的養(yǎng)護(hù)維修和更換帶來極大不便。建國后我國立即著手研制適應(yīng)我國鐵路具體條件的道岔。現(xiàn)將我國五十幾年來道岔發(fā)展情況概述如下。
一、“50”型、“53”型、“55”型和“57”型道岔
鐵道部于1950年頒發(fā)的《鐵道建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集》中，規(guī)定了8號、10號和12號等三種號碼,38kg/m、43kg/m和50kg/m鋼軌等三種軌型共9種單開道岔的型式尺寸，簡稱為“50型”道岔。
1953年至1957年，鐵道部又先后規(guī)定了8號、9號、10號、11號和12號五種號碼,38kg/m、43kg/m和50kg/m三種鋼軌共32種單開道岔，以及與之配套的12種型號的交叉渡線、對稱道岔和復(fù)式交分道岔。按照設(shè)計(jì)年度區(qū)分，這些道岔分別簡稱為“53”型、“55”型和“57”型道岔。其中“53”型道岔的轉(zhuǎn)轍器基本軌為“切軌底”結(jié)構(gòu)，投入運(yùn)用后折損嚴(yán)重，很快就停止使用，而“55”型及“57”型則大量投入應(yīng)用。隨著這些型號道岔的推廣應(yīng)用和舊型道岔的逐步淘汰，到50年代末，我國的道岔種類由解放初期的300多種減少為44種(不包括當(dāng)時(shí)進(jìn)口的前蘇聯(lián)產(chǎn)的P50及P43型鋼軌9號及11號單開道岔)。
二、“75”型(含“62”型)道岔
“55”型和“57”型道岔的零件強(qiáng)度較低，墊板及滑床板用150mm×16mm的扁鋼制造，軌撐為單墻軌撐。在50年代末期我國開始使用有5個(gè)動軸的前進(jìn)型機(jī)車并且以載重50t及60t的貨車取代載重30t的貨車以后,“55”型道岔及“57”型道岔的養(yǎng)護(hù)難度迅速增加，脫軌事故不斷發(fā)生，尤其是5動軸機(jī)車在8號道岔上脫軌以及4軸貨車在交分道岔固定型鈍角轍叉上脫軌，成為當(dāng)時(shí)的慣性事故。
為研制適應(yīng)軸重21～23t，直向容許過岔速度80～100km的道岔，1959～1962年,在鐵道部科學(xué)技術(shù)委員會、工務(wù)局、基本建設(shè)總局等單位主持下，由專業(yè)設(shè)計(jì)院、山海關(guān)橋梁廠、鐵道部科學(xué)研究院及各鐵路局共同開展了道岔標(biāo)準(zhǔn)化工作。1962年通過了我國第一代標(biāo)準(zhǔn)型單開道岔的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，簡稱為“62”型道岔，1964年發(fā)布了38kg/m、43kg/m及50kg/m鋼軌的9號及12號共6種型號單開道岔的49種鐵道部部頒標(biāo)準(zhǔn)(TB399—64～TB448-64)。與過去各型道岔相比較，“62”型道岔的性能有了明顯提高，主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。
(一)道岔號碼由過去的8號、9號、10號、11號和12號5種，簡化為9號及122
號兩種。
(二)“62”型(以及“75”型)道岔的道岔全長、轉(zhuǎn)轍器和轍叉長度與“57”型同號碼道岔相同，便于互換。
(三)道岔增設(shè)內(nèi)外軌撐，滑床板、軌撐墊板由150mmX15mm改為180mmX20mm，單墻軌撐改為雙墻軌撐，護(hù)軌單螺栓改為雙螺栓，與滑床板的聯(lián)結(jié)由道釘改為螺栓聯(lián)結(jié)，提高螺栓等級，因此道岔聯(lián)結(jié)零件強(qiáng)度大幅度提高，穩(wěn)定性增加。
(四)尖軌補(bǔ)強(qiáng)板厚度由10mm增加到12mm，長度相應(yīng)加長，護(hù)軌與基本軌間隔鐵由單孔改為雙孔，導(dǎo)曲線增設(shè)軌撐墊板，使道岔穩(wěn)定性提高，維修量減少。
(五)發(fā)展整鑄高錳鋼轍叉，鋼軌組合式轍叉采用短心軌爬坡式，轍叉趾、跟端設(shè)橋型墊板，翼軌采用堆焊加高，軌面與護(hù)軌軌頭側(cè)面進(jìn)行淬火，耐磨性能增強(qiáng)。
(六)“62”型(含“75”型)道岔系列的9號交分道岔采用活動心軌型鈍角轍叉，交叉渡線的鈍角轍叉護(hù)軌進(jìn)行堆焊加高，菱形交叉軌距由1435mm改為1440mm等，消除了不安全因素。
1972～1974年，針對“62”型道岔在使用中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)又進(jìn)行了修改設(shè)計(jì)，如第一連接桿由扁鋼改為方鋼，軌撐螺栓直徑由18mm改為22mm等，于1975年對道岔的部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，同時(shí)取消38kg/m鋼軌道岔，只保留43kg/m及50kg/m鋼軌的9號和12號共4種單開道岔的部標(biāo)準(zhǔn)。至1977年止共頒布了45個(gè)部頒標(biāo)準(zhǔn)(TB399-75～TB445—75、TB447-74)。
在70年代至80年代中期還設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了與“75”型9號、12號標(biāo)準(zhǔn)型單開道岔配套的交分道岔、交叉渡線、6號單式對稱道岔、18號大號碼道岔、三開道岔、混凝土岔枕道岔等配套的“75”型系列道岔。到90年代初期，我國鐵路鋪設(shè)使用的“75”型(含“62”型)道岔超過10萬組，占全鐵路道岔總數(shù)的80%以上。
長期的實(shí)踐證明，“75”型道岔的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以滿足軸重不超過23t、直向過岔速度不超過80～100km/h各型機(jī)車車輛安全運(yùn)行的需要。由于這種道岔價(jià)格較低、維修方便、部件互換性強(qiáng)以及在現(xiàn)場已大量使用等原因，在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),“75”型道岔仍將在我國鐵路上行車速度較低(不超過80～100km/h)的次要正線和站線以及專用線上大量使用。
三、“92”型(含過渡型)道岔
隨著60kg/m鋼軌的推廣應(yīng)用，我國在70年代末開始著手研制與60kg/m鋼軌配套的道岔。考慮到60kg/m鋼軌是供重載和較高速度行車情況下使用的，因此設(shè)計(jì)60kg/m鋼軌的配套道岔時(shí)，采用了比“75”型道岔更高一級的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。
(一)軌型為50kg/m及60kg/m(將來還包括75kg/m)鋼軌，不包括43kg/m鋼軌。
(二)平面布置上采用半切線型藏尖式尖軌、圓曲線型導(dǎo)曲線,道岔除尖軌尖端軌距加寬2mm外，其余均為標(biāo)準(zhǔn)軌距，以保證高速行車時(shí)的運(yùn)行平穩(wěn)。
(三)在垂直于軌道方向上，因使用矮型特種斷面尖軌，消除了普通鋼軌尖軌那種比基本軌抬高6mm的垂直不平順，在轍叉部分的心軌與翼軌過渡匹配也較“75”型道岔更合理,以保證高速行車時(shí)的縱向穩(wěn)定。
(四)采用矮型特種斷面鋼軌尖軌，其中60kg/m及75kg/rn鋼軌道岔使用6OAT鋼軌、50kg/m鋼軌道岔使用50AT鋼軌。
(五)尖軌尖端采用藏尖式結(jié)構(gòu)，12號單開道岔尖軌跟端采用彈性可彎式結(jié)構(gòu)，9號單開道岔、9號和12號交分道岔尖軌采用間隔鐵式跟端結(jié)構(gòu)。
(六)轍叉采用高錳鋼整鑄轍叉和可動心軌轍叉兩種形式。其中高錳鋼整鑄轍叉采用前后分腿式結(jié)構(gòu)，9號和12號轍叉的跟距分別比“57”型及“75”型道岔同號轍叉長721mm和1092mm。
(七)提高護(hù)軌強(qiáng)度和可靠度。護(hù)軌有槽型及H型兩種。其中槽型護(hù)軌采用U1C33號槽鋼制造，H型護(hù)軌用低一級鋼軌制造(例如60kg/m鋼軌的轍叉護(hù)軌用50kg/m鋼軌制造)。為t提高護(hù)軌在高速行車時(shí)的安全度，護(hù)軌軌頂比基本軌軌頂高12mm。
(八)道岔扣件強(qiáng)度較“75”型有較大提高。例如采用楔型可調(diào)式軌撐、剛性分開式弧型扣板式扣件，導(dǎo)曲線部分使用螺紋道釘，取消鉤頭道釘?shù)鹊取?br />
此種道岔的研制工作自70年代后期開始，由于有些關(guān)鏈技術(shù)難度較大，所以整個(gè)研制時(shí)間較長。例如特種斷面尖軌跟端加工技術(shù)在1986年才通過技術(shù)鑒定，用于牽引彈性可彎尖軌和可動心軌的轉(zhuǎn)轍機(jī)在1991年才通過鑒定，因此這種道岔在1992年才定型，定名為“92”型道岔。
隨著60kg/m鋼軌的大量鋪設(shè),“92”型道岔在我國已大量推廣應(yīng)用，“92”型道岔已在我國正線道岔總數(shù)中占相當(dāng)大的比重。這種道岔的主要結(jié)構(gòu)，如矮型特種斷面4
鋼軌藏尖式尖軌、H型(或槽型)護(hù)軌、可調(diào)式軌撐、整鑄前后分腿式高錳鋼轍叉或可動心軌轍叉等等，性能已達(dá)到世界鐵路90年代水平，因此它將作為我國常速(100～120km/k)和快速(120～160km/h)鐵路線路的正線道岔而大量使用。
我國鐵路在70年代后期已開始鋪設(shè)60kg/m鋼軌，當(dāng)時(shí)“92”型道岔尚未定型生產(chǎn)。因此我國生產(chǎn)了一批采用普通60kg/m鋼軌刨制的爬坡式尖軌和整鑄高錳鋼前后分腿式轍叉。其性能介于“75”型和“92”型之間，因此稱之為“過渡型道岔”原計(jì)劃過渡型道岔在“92”型道岔投產(chǎn)后即予停產(chǎn)，但因彈性可彎尖軌跟端加工技術(shù)到1986年才通過鐵道部技術(shù)鑒定，因此直到1987年才停止“過渡型道岔”批量生產(chǎn)。至1996年底,我國鐵路的60kg/m鋼軌地段共有5000余組“過渡型道岔”，在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)還不能全部換掉。
“75”型道岔的普及和“92”型道岔的推廣應(yīng)用，使我國鐵路道岔有了適應(yīng)于低速不超過（80～100km/h)和快速行車120 km/h所需的系列道岔，今后在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)將繼續(xù)大量使用。對于“92”型道岔系列，先后編制了50kg/m、60kg/m鋼軌9號、12號單開道岔、交叉渡線、復(fù)式交分道岔標(biāo)準(zhǔn)圖。提速道岔的研制開發(fā)后，混凝土岔枕被大量采用，以及各單位對92型道岔新的要求，92新型道岔還在不斷開發(fā)和改造應(yīng)用。75kg/m鋼軌道岔因推廣數(shù)量較少，現(xiàn)只在大秦線有9號、12號固定型和可動心軌道岔在使用。
四、提速道岔的研制
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鐵路受到公路、民航的強(qiáng)烈競爭，開行快速、準(zhǔn)高速或高速列車已經(jīng)列入我國鐵路議事日程。1994年修訂公布的《鐵路主要技術(shù)政策》中，對我國鐵路行車速度提出了以下不同層次的目標(biāo)值。在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、客流集中的東部走廊，發(fā)展最高速度250km/h及其以上的高速客運(yùn)專線；準(zhǔn)高速線路最高速度160km/h。繁忙干線上旅客列車最高速度140km/h，貨物列車最高速度90km/h。其它線路上旅客列車最高速度逐步提高到80～100km/h.
從1996年開始，我國的廣深及滬寧、京秦等四大干線已先后逐步開行準(zhǔn)高速及提速列車,這就要求我國鐵路及早研制性能比“92”型道岔更高的、適應(yīng)速度在l60km/h及以上的道岔。1995年12月由鐵道部工務(wù)局、電務(wù)局和建設(shè)司聯(lián)合召開的“60kg/m鋼軌提速道岔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)審查會”，規(guī)定了這種道岔的主要技術(shù)條件。
1.旅客列車直向容許通過速度為160km/h
2.貨物列車直向容許通過速度為90km/h(軸重23t);
3.側(cè)向允許通過速度為50km/h。
(一)道岔結(jié)構(gòu)
1.總圖
(l)保留原有道岔中心至轍叉理論中心的距離(理論導(dǎo)程后長b0)為17250mm。
(2)側(cè)線線型采用R=350m的圓曲線，保留直線型轍叉，尖軌在寬2mm斷面前斜切作藏尖處理(曲、直尖軌斜切投影長分別為298mm及173mm)。軌距全部為1435mm。
(3)加長尖軌至13880mm，跟端與基本軌接頭對齊。
⑷固定轍叉加長至5998mm；可動心軌轍叉分左右開；全長13192mm。
(5)固定轍叉采用不等長護(hù)軌，直股及側(cè)股護(hù)軌分別長6900rnm及4800mmI可動心軌轍叉?zhèn)裙稍O(shè)長5400mm的防磨護(hù)軌。
(6)道岔全長為37800mm(固定轍叉)及43200mm(可動心軌轍叉)。
(7)道岔區(qū)軌枕間距一律采用600mm，全部垂直于直股布置。
(8)軌道電路絕緣接頭設(shè)在道岔側(cè)股。
2.結(jié)構(gòu)
⑴道岔區(qū)設(shè)置1：40軌底坡或軌頂坡，以利于與相鄰鋼軌聯(lián)結(jié)或焊接。
(2)轉(zhuǎn)轍器部分尖軌用60AT軌加工制造。豎切區(qū)段配合基本軌軌頭下額加工的
1.4斜坡加強(qiáng)斷面。尖端采用藏尖式結(jié)構(gòu)，藏入軌距線內(nèi)3mm。跟端通過模壓加工使之成為標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌斷面，與導(dǎo)曲線鋼軌焊接?？蓮澆糠周壍撞蛔髑邢?。尖軌置于水平滑床臺上。
(3)尖軌跟端附近設(shè)置限位器，限制與基本軌的相對縱向位移不大于±5mm。
(4)固定轍叉采用高錳鋼整體鑄造，翼軌緩沖段加長，沖擊角減小至36’。
(5)護(hù)軌采用50kg/m標(biāo)準(zhǔn)軌制造，結(jié)構(gòu)為H型，高于走行軌12mm。直向護(hù)軌緩沖段沖擊角減小至30’。
(6)可動心軌轍叉的長、短心軌用60AT軌加工并組合。長心軌跟端經(jīng)模壓加工使之成為標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌斷面，并與叉后連接軌焊接，形成可彎式跟端結(jié)構(gòu).短心軌經(jīng)彎折，配合叉跟尖軌形成斜接頭。翼軌用標(biāo)準(zhǔn)60kg/m鋼軌制造。用于跨區(qū)間超長無6
縫線路時(shí)，考慮長心軌跟端后溫度力的傳遞，采用長翼軌方案，將長心軌跟端固定區(qū)通過間隔鐵與翼軌聯(lián)結(jié)；用于普通無縫線路(不與道岔焊接)時(shí)，因叉后無溫度力的影響，采用短翼軌方案。
(7)為防止可動心軌側(cè)磨影響及與翼軌的密貼，側(cè)股設(shè)置防磨護(hù)軌。
(8)道岔區(qū)鋼軌扣件采用彈性分開式結(jié)構(gòu)-Ⅱ型彈條扣件。通過鐵墊板上的鐵座、T型螺栓固定。
(9)用于木岔枕和頂應(yīng)力混凝土岔枕的鋼軌墊板截面尺寸分別為190mmX25mm及170mmX20mm，均指鋼軌中軸線處最小厚度。
(10)道岔區(qū)直股軌道鋼軌接頭全部采用焊接，僅高錳鋼轍叉趾、跟端采用凍結(jié)或膠結(jié)接頭，絕緣接頭為膠結(jié)結(jié)構(gòu)。
(11)道岔鋼軌件均進(jìn)行全長軌頭表面淬火。
3.軌下基礎(chǔ)
(1)道岔區(qū)軌下基礎(chǔ)有木岔枕及預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕兩種。木岔枕斷面為260mm×160mm，長度為2.6～4.8m；預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕斷面為上寬260mm，底寬300mm，高220mm，長度為2.7～4.8m，無擋肩，頂埋塑料套管，通過螺栓固定墊板。
(2)在道岔可動部件轉(zhuǎn)換牽引點(diǎn)及密貼檢查器部位，采用鋼岔枕，各種轉(zhuǎn)換設(shè)備桿件均放置在鋼岔枕內(nèi)。
(3)除尖軌、可動心軌外，不論是木岔枕或是混凝土岔枕，鋼軌件與金屬墊板之間均設(shè)置5mm厚的橡膠墊層。在金屬墊板與木岔枕之間設(shè)5rnm厚塑料墊層,與混凝土岔枕之間設(shè)10mm厚橡膠墊層。
(二)轉(zhuǎn)換技術(shù)
1.尖軌及可動心軌均采用兩點(diǎn)牽引實(shí)施轉(zhuǎn)換。
2.道岔可動部伴采用外鎖閉及密貼檢查器。
3.兩尖軌互不聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)換時(shí)起動及鎖閉有少許時(shí)間差(分動轉(zhuǎn)換)。
(三)廠內(nèi)組裝
道岔出廠前逐組在廠內(nèi)進(jìn)行組裝調(diào)試(含轉(zhuǎn)換設(shè)備)，確認(rèn)合格后，根據(jù)用戶要求，分解或分段發(fā)運(yùn)。
五、時(shí)速200km道岔的研制
提速道岔經(jīng)設(shè)計(jì)試制并批量生產(chǎn)和現(xiàn)場鋪設(shè)后，近十年的來修改，現(xiàn)已定型，并不斷推廣現(xiàn)已形成9號、12號、18號、30號系列提速道岔。在此基礎(chǔ)上又研制開發(fā)了鄭漯高速實(shí)驗(yàn)段12號高速道岔和秦沈18號38號高速道岔。尤其京秦改造采用vz200可動心軌道岔及后期的改進(jìn)型道岔，30號改進(jìn)型道岔，這些道岔定型并成為我國鐵路系統(tǒng)供快速、準(zhǔn)高速以至高速行車線路的主型道岔，預(yù)期今后十年我國將形成適應(yīng)低速(“75”型)、快速(“92”型)、準(zhǔn)高速(提速道岔)和高速行車幾個(gè)層次的道岔系列，鐵路道岔的安全性、穩(wěn)定性等各方面均將有較大提高，有的道岔性能將達(dá)到世界先進(jìn)水平，為中國建成時(shí)速350km的高速線路打下基礎(chǔ)。
