北京地铁一号线技术交流简报
※ 道岔状况、性能分析及工电联合整治
一．道岔尖轨转换过程的受力分析
道岔尖轨转换过程中受到三个力的作用：主动的推（拉）力、尖轨转换阻力、尖轨密贴力，分析这三个力的产生、变化和相互关系是道岔整治的理论基础。
1．推（拉）力
是转辙机将电能转变为机械能而产生的。每一组道岔转换时实际所需的推（拉）力取决于该道岔的转换阻力。转换阻力越大，所需推（拉）力也越大。输出的最大推（拉）力就是它的额定负载。推（拉）力的大小可以间接地由电动机的电流来反映；P=U*I。工作电流的大小间接地反映了道岔转换阻力的大小和推（拉）力的大小。工作电流在标准范围内越小越好（0.8~1.4），但不得小于0.8A。依据Ea=U-Ia(Ra+Rc) Ea—电枢反电势 U—电源端电压 Ia—电枢绕阻电流 Ra--电枢绕阻电阻 Rc—电刷与换相器之间的接触电阻,工作电流小于0.8A的原因与电枢反电势增大有关,即电枢绕阻电阻, 电刷与换相器之间的接触电阻过小。
2．转换阻力----尖轨转换过程中产生阻力，与推（拉）力方向相反。
产生因素：
① 尖轨与滑床板间相对移动时产生的摩擦力，这个力与尖轨的重量，尖轨与滑床板间接触面积，接触面的粗糙程度等因素有关。
② 两板尖轨和连接杆组成的框架因转换变形而产生的变形阻力。
③ 尖轨平衡时，由于推（拉）尖轨而产生的反弹力，这与尖轨的长度、尖轨根部连接方式、尖轨和滑床板的接触状态等因素有关。
④ 锁闭前克服尖轨绷劲的反弹力
⑤ 特殊的卡阻力。如尖轨和基本轨的肥边，尖轨和基本轨间有或上或下的卡阻现象。
⑥ 尖轨与基本轨密贴时，基本轨的横向阻力。
这些阻力不是同时发生的。尽可能减小道岔转换阻力是整治的目的。各类道岔都有理论转换力，它反映了道岔的正常转换阻力。
3．尖轨密贴力
当尖轨密贴于基本轨后再增加的力为密贴力。
当道岔转换到位处于锁闭状态时，尖轨对基本轨必须有一定的密贴力，以确保列车通过尖轨时，尖轨可靠地密贴基本轨。若尖轨有绷劲的反弹力，则尖轨的密贴力将增大。
尖轨密贴力的大小与尖轨绷劲的反弹力、特殊卡阻力等有关——可调整密贴调整杆。
尖轨密贴力的大小也可间接地用电流的大小来反映——锁闭电流（密贴电流）。
密贴力太大，有可能使4mm锁闭，或者使道岔不能启动，或电动转辙机空转。
二、道岔病害及整治
从尖轨受力分析可看到，尽可能减小转换阻力是整治的目标之一。
工务部门对道岔影响较大的问题可归结为“绷、卡、爬、松”。
1．绷—
—主要是指尖轨框架处于自由状态靠向基本轨时，存在反弹现象。
1)尖轨尖端先于第一杆与基本轨密贴
2)二、三杆处先于第一杆与基本轨密贴
原因：①尖轨有硬弯或被挤过
②尖轨框架组装不合标准。若三根杆的长度不合标准，将产生内部应力。
③基本轨不符合标准。岔头不方、基本轨不直，曲基本轨弯折点不标准。
④尖轨根端过死，台螺栓损坏或不标准，间隔铁孔眼过大，造成台螺栓不起作用。
⑤尖轨中后部滑床板过硬，造成尖轨在移位时，尖轨后部带不过来。
绷的现象是尖轨密贴于基本轨时发生道岔故障的主要原因。是最不易诊断原因的。检查方法：
1)利用电流表。单操道岔，观察工作电流和锁闭电流的变化。若差值超过0.3A（经验值）时，就说明存在绷的现象。电流表需用钳位电流表（满量程不变），我们可以借助微机监测道岔动作曲线分析。
2)用手摇把摇动道岔，当道岔解锁时，由于道岔有绷劲，手摇把出现自动空转现象，这时可用撬棍检查道岔的绷劲点。具体做法是：将前三根杆作为基本测试点，由第一杆开始用撬棍将尖轨向基本轨侧拨动，拨到哪一杆连接杆“绷劲”消除，也就找到故障点——分段诊断法。
2．卡——指转换部分前三块滑床板部位基本轨卡阻尖轨，使尖轨不能与基本轨顺利密贴。
现象：①第一滑床板处磨损严重，滑床板严重变形。基本轨与滑床板下落槽（滑床板未入基本轨）、尖轨底部刨切不好。
②AT型道岔尖轨上部卡基本轨头部下颚的现象较多。主要原因是尖轨中后部滑床板过硬（高）。
③尖轨作用边或基本轨作用边存在肥边造成卡阻。
④尖轨拱腰使第三块滑床板处尖轨上部卡基本轨头部下颚。
3．爬——指转辙部分道岔爬行或尖轨前后串动。
如果尖轨串动量和道岔爬行大于20mm，就很容易造成转辙机表示杆位置改变。在所有销子不旷的情况下，尖轨爬行对表示缺口的移动量见表。如果各部销子再有一定旷动量，当道岔爬行时，密贴状态及表示缺口就很难保证原来的设定位置。
尖轨爬行情况 表示杆缺口移动量（mm）
改进前 改进后
两根尖轨同时向前或向后爬行20mm 0.13 0.13
一根尖轨向前爬行20mm，
另一尖轨向后爬行20mm 3.05 0
一根尖轨向前爬行20mm，另一尖轨未动 1.55 0.03
检查方法：
检查密贴尖轨距尖轨前第一轨缝的距离：
普43、50kg/m 9.12 q=2650
60kg/m AT12 q=2850
普60kg/m 9 q=2650
4．松——连接铁螺栓松动。第一杆与连接杆螺栓松动。第一杆鸭嘴上下旷动等。这些螺栓松动，造成动程变化，密贴力不稳。
※ 一杆主销旷动量不得大于1mm。
原因有三：
①引起密贴调整杆的密贴力不稳定。
②引起尖轨移动距离发生变化，从而间接地使表示杆动程发生变化。
③减小固定框架的能力。可能将固定框架的部分力量转力到尖端杆上，使其难以承受。从而加速尖端柱主螺栓的松旷，威胁道岔表示。
实测结果：列车通过正线道岔时，作用在各个销子上的冲击力，一般为了2～6KN，最大的冲击力为12KN。在高频次、大动能的冲击下，销子旷动量可达2～3mm/年。所以必须进行销轴的消旷。
措施：采用高强度螺栓或更换为带螺扣的销子，鸭嘴上下拧紧。
三、道岔转换设备的整治和调整
1. 密贴调整：
机械锁闭——削尖齿能进入锁闭圆弧。部颁标准密贴力为1020N±510N在实际运用中，密贴力不容易测量，一般用以下两种方法来判断。
①在用4mm厚的铁板试验密贴状态合格后，再用厚2mm，宽20mm的铁板，夹在尖轨和基本轨之间，扳动或手摇道岔，道岔能锁闭表示能接通。可以认为这时的道岔密贴力是合适的。
密贴状态合格——在一杆处的尖轨和基本轨夹宽20mm厚4mm的铁片，扳动或手摇道岔，道岔不能锁闭，表示不能接通，可视为密贴状态良好，符合《规程》的要求。
②通过观察锁闭电流的大小来判断，当锁闭电流与工作电流之差大于0.3A时,可以认为道岔密贴力太大,这两种方法都是经验性的。
另外，尖端杆调整过长是影响密贴力的另一因素，要求尖端铁处的开程大于一杆处的开程10~12mm为宜。
※ 造成4MM错误锁闭的因素：
4MM试验不能锁闭是衡量道岔是否合格的主要指标。
① 动作杆机械强度不够，尖轨上部内翻。
② 尖轨腰部与基本轨先密贴
③ 尖轨反弹
④ 尖轨尾部与基本轨接头螺栓拧得太紧，或活接头不起作用
⑤ 尖轨爬行使尖轨尾部与基本轨之间没有摆动间隙（5－10MM）
⑥ 吊板严重，腰部悬空，出现基本轨过高，尖轨密贴时爬坡
⑦ 尖轨密贴时的冲力使固定不良的基本轨横移
⑧ 角型铁和密贴调整杆机械强度不够，道岔转换时发生移位或变形
⑨ 安装装置不方正
⑩ 销孔过旷
2．摩擦电流的调整
是减速器内齿轮在摩擦夹板内空转的电流。
通常情况即道岔无病害或病害不明显，摩擦电流一般为工作电流的1.3倍就能满足道岔转换的需要。
但从降低故障率和确保电机不被烧损两个观点出发，《维护规则》规定ZD6-A、ZD6-D型转辙机摩擦电流调整为2.3—2.9A;ZD6-E和ZD6-J型转辙机双机配套使用时摩擦电流调整为2.0—2.5A,且B动﹤A动。
※摩擦电流的调整要考虑1）工作电流 2）密贴状态 3）4mm不锁闭。非
特殊情况不要将摩擦电流调至上限值，因为这样将把应该发现而且能够克服的道岔病害掩盖起来。
※最小故障电流:即摩擦连接器压力小到无法起动道岔时做4MM试验测得的故障电流。最大故障电流：即摩擦连接器压力大到4MM试验构成错误锁闭时测得的故障电流。以最小故障电流为横坐标轴，以最故大障电流为纵坐标轴，交会点与零点构成一条直线（C线），在横坐标轴取一点为实际工作电流，其与C线的交点对应纵坐标轴的数值即为实需故障电流值。
3．表示缺口的调整
调整表示缺口就是调整表示杆的行程，使检查柱落入表示缺口。
四．工电联合整治道岔的项目和标准
（一）普通单开道岔
1．工务部门整治道岔的项目和标准
1）道岔两尖轨相对误差不超过10mm
2）轨缝符合验收标准6--10 mm
3）岔枕位置按标准图铺设正确，误差不超标
4）按图矫正基本轨弯折点，尖轨竖切部分密贴
5）尖轨动程达到规定标准，各部拉杆﹑连杆密靠
6）基本轨与滑床板三道缝密靠
7）尖轨、基本轨无硬弯、拱腰，滑床板离缝数量每侧不超过一块
8）基本轨水平螺栓上开口销齐全
9）基本轨横移不超过2 mm
10）滑床板、铁垫板、轨撑无损坏
11）尖轨、基本轨、绝缘接头轨端无肥边
12）各部床板、垫板无开焊、脱落和离缝超限
13）采用大面积支撑木（石）进行道岔整体锁定，道岔无爬行，各部零件、配件齐全、有效
14）道岔轨向、高低平顺，各部几何尺寸符合标准
2．电务部门整治道岔的项目和标准
1）转辙机安装装置
①采用的角钢符合安装图标准
②安装装置与道岔方正
③固定螺栓符合标准
2）转辙机、杆件及安装
①使用转辙机型号符合标准
②三杆与基本轨安装应平直，偏差不大于20 mm
③密贴杆与动作杆平直，无翘头
④密贴杆在杆架内不别动，并有5 mm以上的空动距离
⑤各杆件丝扣调整余量不少于10 mm，螺帽紧固并有防松措施，杆件磨耗减少量不大于直径的1/10
⑥各杆销孔旷量不大于0.5 mm,开口销齐全完整
3）道岔各部绝缘装置完整、作用良好，绝缘电阻大于200Ω
4）尖轨与基本轨之间4 mm锁闭试验，第一连接杆处的尖轨与基本轨之间有4 mm及其以上间隙时道岔不能锁闭，有2mm间隙时道岔应能锁闭
5）转辙机动作电流和摩擦电流
①单开道岔动作电流不大于1.4A,复式交分道岔动作电流不大于1.8A
②单开道岔摩擦电流(D型或J型除外)为2.3—2.9A, 复式交分道岔摩擦电流为2.6—2.9A,双机牵引单台摩擦电流为2.0—2.5A
6）其它各部配件符合《修程》要求
3．工电联合检查道岔的项目及标准
1）转辙机动作电流，在普通道岔上不大于1.2A
,复式交分道岔动作电流不大于1.6A，60kgAT道岔双机动作电流不大于2.0A(试行),超过时, 工电共同检查找出原因，进行维修整治。该4动作电流值比《修程》规定略高，是经验数据。
2）当第一连接杆处的尖轨与基本轨有2mm以下间隙时，应能锁闭并开放信号，有4 mm及其以上间隙时，道岔不能锁闭，不能开放信号。
3）手摇道岔解锁时，尖轨不得有较大反弹。
4）尖轨尖端或第二连接杆处不得先于第一连接杆处密贴基本轨。
5）尖轨接近密贴时，无卡阻现象。
6）对尖轨尖端处前三根岔枕及联结零件的检查要求：
①无空吊板，12号道岔尖轨处共14根岔枕，按规定可有一根空吊板，但不许在前三根发生。
②滑床板平直，无变形。
③至少应保持三根岔枕的滑床板与尖轨轨底密靠，尤其强调第一块应密靠。工务解释密贴可视为在2mm以内，密靠严于密贴，不应存在2mm间隙，必须严密。
④基本轨、轨撑、滑床台间应密贴，基本轨横移不得超过1mm，主要是考虑不致影响道岔密贴和表示杆动程。
⑤第一连接杆螺栓磨耗后的总旷量不超过1mm。主要是针对容易引起密贴力发生变化而规定的。第一连接杆销子旷动，又要影响尖端的销子旷动。
⑥基本轨工作边与尖轨工作边无影响密贴的肥边，主要是针对“绷”“卡”作的规定，对基本轨出现的周期性肥边，电务要进行跟踪性调查。
7）控制和治理尖轨跟部踵端台螺栓、尖轨螺栓孔、内侧夹板与螺栓接触处的严重磨耗，磨耗限度以不影响尖轨扳动和控制尖轨的串动量不超过10mm。
主要是解决尖轨跟部踵端台螺栓拧得过死，导致尖轨有绷劲，又由于踵端台螺栓严重磨耗，造成尖轨爬行、前后串动，影响表示。
8）紧固转辙部分各种螺栓。这些螺栓是拉杆螺栓，按要求带好开口销、各种横穿的螺栓、尖轨补强板螺栓、防爬卡铁螺栓。
9）绝缘接头螺栓应齐全、良好，高强螺栓的扭矩应达到规定值，并保持均匀。
10）有计划地改正尖轨尖端处轨距超限。
11）尖轨防跳器安装应适中，不应有卡阻的可能。
12）道岔各部尺寸符合《维护规则》的规定。
（二）复式交分道岔
1．工务部门整治复式交分道岔的项目和标准
1）加强转辙部框架刚度，整治基本轨横移。包括曲尖轨竖切范围内滑床板外侧加长，增加螺纹道钉(或在曲、直尖轨相对滑床板间增设防横移连接板)，在尖轨尖端前加设轨距杆，两内直基本轨间安装特制短拉杆，以及整个转辙部铺设5--6 mm胶垫。
2）强化钝角辙叉部位的结构，整治心轨病害。在导曲线下股外侧增设6个轨撑，钝角基本轨外侧增设2个框形顶铁，两导曲线上股钢轨间安装3根短拉杆，以及
在所有垫板下铺设5--6 mm胶垫。
3）更换磨耗、伤损的尖轨、基本轨。
4）更换磨耗的拉杆、连接杆、接头铁及销轴；调整尖轨、心轨的动程和开程；整治尖轨、心轨的拱腰、侧弯，使尖轨、心轨达到宏观密贴。
2．电务部门整治复式交分道岔的项目和标准
1）增强道岔安装装置刚度，使角钢的规格与安装间距符合标准，更换与钢轨不密靠的角形铁。
2）调整尖轨、心轨的密贴，使尖轨、心轨的动程、开程符合要求。
3）测试、调整电气特性，使动作电流、故障电流符合要求，消除尖轨、心轨4 mm能锁闭的病害。
4）杆件要与道岔中线垂直，对杆件、销轴的磨耗以及导接线的要求与单开道岔相同。
五．道岔转换设备的安装
1.技术要求：应能保证道岔转换灵活，锁闭可靠，表示正确。
调试检查内容：尖轨密贴、表示缺口、摩擦电流、轨道电路绝缘性能；
2.工务部门安装转辙机的工作内容
① 道岔型号及轨距：道岔型号不同，尖轨的长度和尖轨理论尖端处的轨距也不同。
尖轨长度为6250mm及以上者，尖轨理论尖端在实际尖端前50mm处，尖轨尖端处的轨距一般都要加宽。
② 道岔钢轨类型:根据钢轨类型选定角形铁
③ 尖轨开程。ZD6转辙机的安装动程为156mm时，道岔尖轨开程应调整在142mm～151mm。
④ 整组道岔调整方正：一是尖轨第一连接杆改造，二是尖轨与基本轨密贴调整，三是尖轨方正，四是消灭尖轨反弹。
⑤ 有关枕木位置调整：单开道岔、尖轨第一连接杆中心与尖轨端枕木中心的距离以330mm为宜与岔心端枕木中心的距离以285mm为宜。
⑥ 新设道岔按设计铺设到位、部件完整。
3.电务部门安装转辙机的工作内容
①符合定型安装图的要求
②道岔岔尖前后爬行量最大不超过20mm，枕木应不影响基础角钢，密贴调整杆及表示杆的安装和调整。
③动作杆与密贴调整杆安装在一直线上，与表示杆道岔第一连接杆平行。
④基础角钢应与直股轨道垂直，角钢垂直一边要尽量靠近枕木。转辙机应与基础角钢垂直。
⑤基础角钢应平直无弯，存足够的强度，角形铁应与钢轨密贴。
⑥密贴调整杆动作时，空动距离应大于5mm。各种连接杆的调整螺扣露出螺帽外的余量不小于10mm。
⑦所有通过轨底的杆件，距钢轨底面的净距离不应小于10mm。
⑧各部绝缘安装正确，无遗漏，无破损，各部螺栓应紧固。
两个关键问题：
①轨距的调整和安装装置的安装：
轨距的调整由于钢轨与角钢通过角形铁连接，所以要调整轨距，需拆装安装装置；
安装装置的主要作用是安装固定转辙机，而不是保持轨距，但角形铁和轨腰不密贴，加上公务
设备的原因，致使尖轨尖端轨距不稳定。
解决办法：a.工务加装轨距端;
b.电务改进角形铁的形状，使角形铁与轨腰能靠严顶架，使其对轨距的保持起一定的辅助作用。
必要时应急措施：即在角形铁和轨腰间加垫片，但不要降低角形铁连接强度。
②道岔动程和密贴调整杆拉杆空动距离
◆ 道岔动程由工务调整、密贴调整杆拉杆空动距离由电务调整。
两种调整相互关联和影响，必须联合进行。
道岔动程也称开度，在第一连接杆中心线处测量。
直尖轨的动程为142mm，曲尖轨的动程为152mm。
AT型弹性可变尖轨12号普通道岔动程为180mm。
◆ 尖轨动程数值必须保证最小轮背距和最小轮缘厚度两轮对能够顺利通过转辙部而不撞出尖轨工作边。
尖轨动程、尖轨再道岔拉杆中心位置上的扳动距离为尖轨动程。
在第一连接杆（拉杆）处测量，直尖轨动程规定为142mm
曲尖轨动程规定为152mm
AT弹性可弯尖轨为180mm
W拉＝W尖×（L-l）/L
W拉 ——道岔第一连接杆处宽度,即动程
L —— 尖轨长度
l —— 尖轨尖端至第一连接杆处中心的距离
转辙机类型 动作杆动程(mm) 表示杆动程(mm)
ZD6—A 165±2 86-167
ZD6—D 165±2 145-185
ZD6—E 190±2 70-196
ZD6—F 130±2 105-145；85-105
ZD6—J 165±2 70-196
ZD6—G 165±2 145-185
W尖 —— 尖轨尖端两开口宽度
尖轨动程（开度）：复交心轨不小于90mm;
60kg/mm钢轨12号AT尖轨第二拉杆处客允许有不大于4mm的间隙。
拉杆动程（动作杆动程）不同型号转辙机会存在不同，但都必须大于曲尖轨最小动程。（152）
动作杆动程－道岔动程＝拉杆空动距离
◆ 空动距离的作用是减少转辙机启动电流，顺利完成解锁。
调整原则：
a.道岔动程大、空动距离小——缩小道岔动程至最小限度；
b.道岔动程小、动作杆动程大——缩小空动距离，增大道岔动程；
c.道岔动程小、空动距离小——重新调整转辙机各部安装尺寸；
d.空动距离小——缩小道岔动程或采用窄型杆架或切削杆架侧边来增加空动距离。
转辙器主要零件
1）道岔顶铁：设置于轨头水平刨切之后的尖轨或基本轨轨腰上，它的作用是保持尖轨支距，使基本轨与尖轨共同承受水平力。一般由轨头刨切起点至尖轨跟端每500--1000mm设置一个。
2）轨撑：起防止基本轨横向移动，保持轨距的作用。由基本轨始端第二根岔枕至跟端前一根岔枕范围内的每根岔枕上，于基本轨的外侧都要安装轨撑。轨撑
与垫板连接形式有不分开式和分开式两种。
3）道岔拉杆及连接杆
拉杆(第一连接杆)：连接两尖轨并与转辙机相连，用以转换尖轨位置，设于尖轨尖端后280mm处。
连接杆：增强尖轨的框架刚度，提高尖轨的稳定性。
4）滑床板及各种垫板
滑床板：支撑尖轨和基本轨，同时保证尖轨在平台上能正常地左右滑动。按构造讲有普通滑床板和特种道岔应用的高滑床台式的滑床板。
按与轨枕的连接方式讲有不分开式和分开式两种。
各种垫板：有轨撑垫板；辙后垫板；双肩平垫板；辙跟垫板。
5）辙跟间隔铁：保持钢轨的间距，某些间隔铁又兼起夹板的作用。从断面形状看有双耳、单耳、楔形三种。
6）辙跟夹板：用于连接尖轨和导曲线钢轨，与辙跟间隔铁一起将尖轨、基本轨和连接部分钢轨联为一体。
7）螺栓有方头、半圆头、方颈、长方头几种。
＊AT轨道岔
AT轨道岔就是用矮型特种断面钢轨制造的道岔(A为“矮”,T为“特”)。其特点是：AT尖轨为弹性可弯式，尖轨为藏尖式，跟端与普通轨一样用普通夹板固定联结，不是活接头式，利用其弹性变形扳动尖轨，因而取消了“活接头”。
尖轨与基本轨贴靠方式有爬坡式和藏尖式两种。其结构如下：
爬坡式：尖轨较基本轨提高6mm，尖轨尖端较基本轨顶面低23mm；在尖轨顶宽20mm以下部分，完全由基本轨受力，尖轨顶宽20--50mm部分为过渡段，在尖轨整断面往后的垂直刨切终点处，尖轨顶面完全高出基本轨顶面6mm。
藏尖式：采用矮型特种断面钢轨，尖轨尖端藏于基本轨的轨距线以下，保护尖轨尖端不被车轮轧伤，并使尖轨保持良好的竖向稳定。尖轨顶宽50mm以后直到尖轨跟端，尖轨与基本轨等高；尖轨顶宽20--50mm部分为过渡段，尖轨尖端较基本轨顶面低23mm。
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