摘要：三開道岔在用地緊張、拆遷困難的地鐵特殊要求地段應用優勢明顯，但同時存在尖軌組裝精度低、密貼除錯困難、短枕塊鋪設偏差大、個別尖軌最小輪緣槽偏小等問題。解決措施包括:(1)轉轍器採用廠內組裝辦法，以降低除錯難度;(2)採用鋼桁架長岔枕，以提高轉轍器整體鋪設精度;(3)工電聯調可執行《天津地鐵60kg/m鋼軌9號對稱三開道岔製造、鋪設和養護維修技術檔案》的相關規定;(4)尖軌最小輪緣槽可以通過調整尖軌動程和間隔鐵偏差尺寸、尖軌軌底與滑床臺間隙值來實現。結構上建議採用直線密貼線形尖軌，以及縮短尖軌活動段長度來提高轉轍器部分的組裝精度。
關鍵詞：三開道岔；地鐵；結構特徵；結構優化
1概述
三開道岔又稱複式異側對稱道岔，是複式道岔中較常用的一種形式，相當於兩組異側順接的單開道岔，但其長度卻遠比兩組單開道岔的長度之和短。因此，常用於鐵路輪渡橋頭引線、駝峰編組場以及地形狹窄等有特殊需要的地段［1］。三開道岔由一組轉轍器、一組中間轍叉、兩組後端轍叉、護軌及連線鋼軌組成(如圖1所示)。隨著國內地鐵建設的發展，三開道岔逐漸得到了推廣和應用。上海是首次把三開道岔應用到地鐵領域的城市，天津、哈爾濱地鐵工程建設中也採用了三開道岔。地鐵一般建設於城市建築密集、交通擁擠區域，採用三開道岔具有縮短道岔長度，減小車站的開挖規模，縮短車站長度，減少工程投資，降低車站施工難度等優點［2-4］。採用60kg/m鋼軌9號三開道岔，可縮短車站長度約60m(如圖2所示)，每個工程可節省投資約1500萬元［5］，尚不包括減少拆遷、管線改移，城市道路路面破除、恢復及疏解等間接費用。三開道岔在地鐵特殊地段的應用優勢明顯，推動了地鐵道岔技術的發展，但工程應用中尚存在一些問題及不足，需要加以改進和優化。以天津地鐵6號線三開道岔的應用為例，介紹三開道岔建設及運營中發現的問題及應對措施。
2三開道岔結構特徵
天津地鐵6號線採用60kg/m鋼軌9號對稱三開道岔［6］，主要結構特點如下:(1)轉轍器由直向尖軌、側向尖軌、基本軌(各2根)組成，採用直向尖軌在前、側向尖軌在後的平面形式，其中直向尖軌與另一側的側向尖軌由拉桿連線而成;尖軌採用60AT1鋼軌制造，跟端為活接頭式。(2)轍叉部分包括1組中間轍叉和2組後端轍叉，中間轍叉為雙邊曲線轍叉，後端轍叉為直線轍叉。(3)採用H形護軌，中間轍叉的護軌工作邊為曲線，兩後端轍叉的護軌為直線，均採用50kg/m鋼軌制造。(4)採用Ⅱ型彈條分開式扣件系統，鋼軌及轍叉下設定10mm厚彈性墊板，鐵墊板下設定12mm厚彈性墊板;道岔軌下基礎採用短枕式整體道床。
3三開道岔在地鐵應用中的問題及應對措施
三開道岔結構複雜，轉轍器部分加工和組裝的精度要求較高，工程應用中，轉轍器部分發現的'問題也較多。(1)尖軌和基本軌加工、組裝精度較低，不能滿足現場聯合除錯要求。與單開道岔相比，三開道岔除了要求曲基本軌與直向尖軌密貼外，還要求直向尖軌與側向尖軌密貼［7］，且均為曲線密貼，密貼間隙對鋼軌加工、組裝精度要求較高。架軌施工時一般只關注軌距、水平、間隔等尺寸要求，密貼間隙要求容易被忽略。鐵路線路修理規則［8］規定，尖軌牽引點後的密貼間隙應小於1mm，而現場測量發現，三開道岔尖軌密貼間隙最大值可達3mm。此問題一般採取彎軌或更換尖軌的辦法解決，因天窗點短，且需要拆裝尖軌，導致整改困難。為解決尖軌和基本軌組裝精度低、現場密貼間隙除錯困難等問題，借鑑了客專道岔的做法:在廠內把尖軌和基本軌組裝好，待密貼、支距、降低值等合格後一起發運至施工現場，不拆解直接架軌澆築［10］，減少了單根尖軌在運輸，裝卸和安裝過程中硬彎、變形、擦傷等傷損。針對三開道岔結構特點，參照國鐵維修規範，《天津地鐵60kg/m鋼軌9號對稱三開道岔製造、鋪設和養護維修技術檔案》［9］(以下簡稱技術檔案)中規定竣工驗收時尖軌牽引點後的密貼間隙應小於2mm，以滿足工電聯調需要。(2)短枕塊不平、歪斜，現場軌距、高低超限且調整困難。三開道岔軌下基礎為短枕塊，現場發現的問題有:滑床臺前後高低不平，尖軌轉換不順暢，同一塊滑床板外傾、歪斜;軌距偏差較大;滑床板側面與基本軌間隙較大.採用鋼桁架長岔枕可從根本上解決短枕塊不平、歪斜等問題。鋼桁架長岔枕預埋塑料套管定位精度為－1.0～+1.5mm，能有效控制轉轍器部分的軌距、水平、高低、滑床臺歪斜和不平等尺寸偏差，方便現場鋪設及調整。在同一根長岔枕上支撐多根鋼軌，鋼軌之間的空間有限，鐵墊板擺放困難，而三開道岔短軌枕為錯開佈置，避免了鐵墊板的干擾。因此，只有轉轍器部分有條件採用長岔枕，其餘部分仍採用短軌枕。中間及後端轍叉因結構簡單、調整方便，採用短枕塊不影響現場鋪設精度。(3)工電聯調聯試效率低，專業配合度不高。三開道岔聯調聯試過程中發現的問題有:各專業間分開除錯，缺乏組織協調和專業配合，除錯效率低下，軌道專業粗調後交付訊號專業安裝轉轍機，致使角鋼孔位固定，無法開展後續道岔的精調工作;對尖軌動程、訊號轉轍機2mm鎖閉及4mm不鎖閉測量位置認識模糊，易出現尖軌動程偏差大、訊號轉轍機4mm不鎖閉等問題。針對以上問題，技術檔案中明確指出:三開道岔轉轍機安裝前，軌道和訊號施工單位應聯合檢查轉轍器框架尺寸及尖軌密貼情況，確認合格後方可進行轉轍機的安裝;牽引點處尖軌與基本軌的密貼檢查以4mm不鎖閉或密貼檢查器的檢測結果作為判定依據。4mm檢查位置:直向尖軌在牽引點拉桿中心，側向尖軌在密貼檢查器連桿中心，尖軌動程在側向尖軌尖端處測量。(4)最小輪緣槽尺寸偏小。維修規範規定尖軌最小輪緣槽大於等於63mm，現場發現個別最小輪緣槽在60mm以下。最小輪緣槽一般位於尖軌刨切起點附近，該值偏小時車輪會與尖軌接觸，造成尖軌磨耗與變形。三開道岔尖軌活動段較長，尖軌中部無約束、彈性變形大，致使尖軌位移不足，是輪緣槽偏小的原因之一。尖軌動程及其跟端支距、間隔鐵尺寸偏小、鋪設精度低等也會引起輪緣槽偏小。解決最小輪緣槽偏小的措施有:加大尖軌的開口值和跟端支距，最小輪緣槽會隨之增大;調整尖軌軌底與滑床臺間隙值，確保尖軌轉換順暢，無掉板、無卡阻現象，從而減小尖軌彈性變形。另外，也可增大最小輪緣槽寬度。
4三開道岔結構優化建議
總結上海、天津等地三開道岔使用經驗，給出三開道岔結構設方面的優化建議，以方便三開道岔製造、鋪設和養護維修。(1)尖軌採用直線密貼線形［11］三開道岔結構設計中側向尖軌與直向尖軌、直向尖軌與曲基本軌採用曲線密貼線形，如圖6(a)所示。尖軌密貼由直線密貼段和曲線密貼段組成，對尖軌加工和組裝精度要求較高，不利於鋪設、除錯和養護維修，建議尖軌採用直線密貼線形，如圖6(b)。尖軌密貼為一直線段，加工和組裝簡單，方便現場除錯和養護維修，缺點是尖軌衝擊角［12］較大。三開道岔只適用於存車線，使用頻率較低且通過速度要求不高，輪軌衝擊力增大對尖軌磨耗及使用壽命影響不大。(2)縮短尖軌活動段長度尖軌活動段越長、彈性變形越大，其不足位移量也會隨之增大，容易導致尖軌最小輪緣槽減小、軌距偏差較大等問題，三開道岔直向尖軌，側向尖軌活動段長度分別為7254mm、6607mm，比單開道岔活接頭尖軌分別長413mm、1060mm。三開道岔尖軌前端強度削弱較大，更不利於最小輪緣槽、軌距等尺寸的保持。建議縮短尖軌活動段長度，以減少彈性變形和位移不足。可以通過前移尖軌跟端接頭位置、增大尖軌半切斷面的方式來縮短尖軌活動段長度。
5結束語
(1)三開道岔轉轍器部分組裝和鋪設精度要求較高，建議採用廠內組裝，以提高現場鋪設精度，降低除錯難度。(2)建議轉轍器部分軌下基礎採用鋼桁架長岔枕，以提高轉轍器整體鋪設精度。(3)尖軌最小輪緣槽可以通過調整尖軌動程和間隔鐵偏差、尖軌軌底與滑床臺間隙值來實現。(4)尖軌採用直線密貼線形，以方便尖軌制造、組裝、除錯和養護維修;建議縮短尖軌活動段長度，以減少尖軌位移不足對最小輪緣槽和軌距的影響。
參考文獻
［1］蔣昕．城市軌道交通用60kg/m鋼軌9號對稱三開道岔的設計［J］．鐵道標準設計，2013，57(8):42-44
［2］馬振海，於春華．城軌交通工程對稱三開道岔的研究與應用［J］．鐵道工程學報，2010，27(10):99-100
［3］孟凡鐵．天津地鐵6號線三開道岔的應用研究［J］．鐵道標準設計，2012，56(11):9-10
［4］李俊璽．上海市軌道交通12號線軌道新技術的設計與應用［J］．鐵道標準設計，2017，61(4):7-8
［5］趙源．城市軌道交通三開道岔的應用與完善措施［J］．上海建設科技，2012，33(3):6-7
［6］中鐵工程設計諮詢集團有限公司．專線9775－V－10060kg/m鋼軌9號對稱三開道岔［Z］．北京:中鐵工程設計諮詢集團有限公司，2006
［7］國家鐵路局．TB/T412—2014標準軌距鐵路道岔技術條件［S］．北京:中國鐵道出版社，2014
［8］中華人民共和國鐵道部．鐵運［2006］146號鐵路線路修理規則［S］．北京:中國鐵道出版社，2013
［9］天津軌道交通集團有限公司．天津地鐵60kg/m鋼軌9號對稱三開道岔製造、鋪設和養護維修技術檔案［Z］．天津:天津軌道交通集團有限公司，2013
［10］國家鐵路局．TB/T3307.1—2014高速鐵路道岔製造技術條件第1部分:製造與組裝［S］．北京:中國鐵道出版社，2014
［11］郝瀛．鐵道工程［M］．北京:中國鐵道出版社，2000
［12］鐵道部第三勘測設計院．道岔設計手冊［M］．北京:人民鐵道出版社，1975.