摘要:目前,我国城市轨道交通正快速发展,随着城市轨道交通的高速建设,有越来越多的新型设备和技术引进。三开道岔作为轨道交通设备,其明显的优点是可减小车站工程规模,减小投资,减少铺轨量。下面结合国内已有三开道岔,对三开道岔的优缺点进行详细分析。
关键词:轨道交通、三开道岔、单开道岔
一、引言
三开道岔亦称复式异侧对称道岔,由一组转辙器、一组中间辙叉、两组相同号数的后端辙叉组成。通过一组道岔可以实现分别开通三个个不同方向线路,主要用于地形受限,需要缩短岔区长度的地段,正线地段应用较少。最早用于国铁编组场驼峰头部使用,有多年使用经验。城市轨道交通方面,作为上海申通地铁通用图,最早应用于上海地铁,后用于天津地铁。
图1.三开道岔轨道关系
二、国内国铁类似工况
目前国铁采用三开道岔的主要为轮渡栈桥轨道(9号对称三开道岔)(如图3)和编组场的峰下线路(7号对称三开道岔)(如图2),三开道岔尖轨磨耗略高于同号数的单开道岔,根据艮山门编组场的使用经验,尖轨的使用寿命约为3个月,若编组场的编组列车相对较少,尖轨的磨耗比较快。
图2.杭州艮山门编组场的50-7号三开道岔

图3.江阴轮渡的50-9号对称三开道岔
目前国内地铁采用三开道岔的主要有上海地铁11号线二期、12号线、9号线、13号线一期西段及天津地铁6号线。

图4.已建成地铁三开道岔
三、三开道岔特点
(一)、优点:
通过改变道岔结构型式继而可以缩短道岔区长度,从而减少车站土建开挖长度,在满足运营功能的前提下减少工程规模,降低工程造价。

图5.三开道岔与单开道岔
(二)、缺点:
1、道岔安装:与单开道岔相比,三开道岔结构更为复杂,容错率更低。因此,对土建、轨道的施工精度要求高,尤其是整体道床线路,一旦道岔设备安装到位,方向、水平、高低等几何尺寸有误,调整难度很大。2、与接触轨安装:与单开道岔相比,在三开道岔处直股的接触轨的断口长度较单开道岔相比要长,如果车辆受流装置的母线连接开关在停车线上运行时处于断开状态,则与接触轨受电的车辆集电靴较少,对车辆取流不利。因此,若采用三开道岔,还需要进一步与车辆等相关专业进行配合,由车辆专业确定运行状态下母线连接及集电靴的分布情况与该处接触轨布置相匹配。3、使用寿命:与单开道岔相比,三开道岔尖轨较薄、强度较低,转辙器使用寿命短,且磨耗程度与使用频次直接相关。由于三开道岔采用2根尖轨叠加的方式,尖轨轨底断面较薄,尖轨强度较低,若道岔频繁转换使用时,尖轨磨损严重;另外设备动作阻尼大,道岔动作油压高,易发生油路故障和降低转辙机使用寿命的现象。4、养护维修:与单开道岔相比,三开道岔尖轨薄、易磨耗、故障率高,因此,对三开道岔的日常状态检查与维护频次要求更高,必须加强日常维护保养,增加养护维修工作量。一旦需要更换道岔时,三开道岔的更换时间约为单开道岔的2倍。因轨道交通夜间施工检修时间普遍较为紧张,故更换施工难度较大。5、故障影响:单开道岔仅与相邻道岔存在信号连锁的双动关系,若6号道岔(如图5)发生故障,仅影响列车经过8号道岔(如图5)的运行;而三开道岔与相邻两组道岔存在信号连锁的双动关系,若2号道岔(如图5)发生故障,将影响列车经过4号及6号道岔(如图5)的运行。因此,与单开道岔相比,三开道岔的故障影响扩大了1倍。6、应急处理:由于三开道岔的自身结构原因,若发生故障,进行人工办理进路时,必须先后手摇2副道岔,再分别对2组尖轨使用专用钩锁器进行锁闭。
因此,与单开道岔相比,人工转换道岔作业时间要增加1倍,对运营造成的影响更大。其次,三开道岔的进路方向确认比较复杂,必须采取逐个确认手段来对开通位置进行检查,方可确保进路绝对安全。
四、结论
由于天津地铁6号线开通正式运营时间较短,尚无运营经验参考。因此,上海地铁三开道岔使用情况更具参考性。
上海地铁最早使用的三开道岔已运营8年时间(上海10号线,2010年4月开通),设置在存车线上,使用频率低。运营至今未出现重大问题,养护维修工作量正常,仅在安装初期工作量较大。
综合上文,三开道岔的缺点主要集中在安装工序繁杂且不便于维护,若为存车线使用,考虑到使用频率低,出于节省工程投资的角度,建议采用三开道岔方案。
若采用三开道岔,为延缓其关键部件磨耗,延长其使用寿命,建议考虑以下措施:
1、严格控制三开道岔道床施工质量及精度,确保道岔结构安装后受力状态良好;
2、道岔安装前,运营相关专业针对道岔及转辙机的主要零部件尺寸进行多方确认,确保道岔安装质量;
3、运营时三开道岔定级进行工电联修,1级时工电一周联合检查1次、工务维修2次;
4、三开道岔岔前设置涂油器,降低钢轨磨耗;
5、备品备件应充足,轨件单独备料并存放于现场,方便抢修;
6、正式使用前,进行两次三开道岔尖轨更换演练;
7、开通初期设置专人实时监测,每天检查尖轨磨耗情况。
参考文献:
李明峰. 三开道岔在城市轨道交通中的控制应用【J】铁道通信信号,2013年8月
孙继忠.一种高效的地铁折返站型【J】铁道工程学报,1998(3)
施仲衡.地下铁道设计与施工【M】.西安:陕西科学技术出版社,2006