第14课　道岔

道岔——经营一条铁路线不能没有能够使车辆从一条线路进入另一条线路的渡线，能够使车辆和列车随意进入两条相连线路里的任何一条线路的设备叫做道岔。道岔实际上就是轨道的分岔。

最简单的道岔，即最初发明的道岔，是两端由铰接钢轨构成的轨道单元组成，一端在单线铁路上，用横杆支撑固定在另一端以保持轨距不变。这种轨道单元通过10～12cm的移动可以随意沿着AB方向或AC方向开通，因此在单线区段与两条岔线的任何一条线路之间恢复了轨道的连续性。这样组成的道岔很简单，人们给它取名为活动道岔。

在如今普遍采用的道岔型式里，已解决了处于三个方向中的任何一个方向的列车所面临的情况：列车的前方轨道开通或者列车可以自己开通前方轨道。这就是保持岔线外轨的连续性和使内轨ab′、cd可以活动。内轨ab′、cd呈细长形，故而将其称之为尖轨，以便使它们能够与称为护轮轨的外轨密贴而没有形成凸出的地方。两条尖轨连接起来以便能够同时移动。每当列车从单线区段过来的时候，列车将根据尖轨开通的位置是abc还是ab′cd′沿着左边的轨道行驶或者沿着右边的轨道行驶。当列车从相反的某一条轨道过来的时候，如果尖轨到位的话列车前方的轨道将是开通的；否则沿着连续轨道行驶的轮缘由连续轨道支撑着，将挤压尖轨，使尖轨占到适当的位置。

尖轨并非独自构成全部道岔，为了股道完全分开，还需要内轨交叉。在这方面，只要在每条轨道的交叉点断开几厘米能让轮缘通过就没有任何困难了。这种连续的中断有一个弊病：它形成了一个高低差，对于通过这里而没有引导的车轮来说这种高度变化使车辆变得更加危险。人们用以下办法解决这个问题：在每股道正面设置一根护轮轨，一般是加高的，用来引导轮对。车轮通过空隙时为了支撑车轮，人们把分开的钢轨的两端的每一端都沿着另一端延长，只留出轮缘的通道。这些延长部分称之为辙叉翼轨，形成钢轨另外两端接头的尖端称为辙叉心。

幸好轮毂的宽度不算轮缘至少有10cm，辙叉翼轨才能在车轮进入辙叉心之前支撑车轮。不过，为了总能产生这种效果，即使是在最不利的情况下，也就是说当对置车轮的轮缘挤压钢轨的时候，把轨距减小一点是有益的。例如，在轨距是1450mm的宽轨线路上，在靠近辙叉心的地方把轨距缩短到1440mm是有益的。

每条股道从尖轨根部起可以直线延伸，但这会造成道岔太长而且辙叉心太尖细，使道岔失去了坚固性。于是，采取使两条股道中的一条股道弯曲或者有时使两条股道都弯曲（对称道岔）的办法，从而避免了这些弊病。第一种情况最常见。

尖轨和叉心之间的线段可以仅仅由一个与尖轨根部和叉心相切的圆弧组成。但是，在这种情况下，叉心角和与道岔基本轨的道岔角一旦被选定，就不能再控制圆的半径，也不能再控制尖轨的长度。人们一般喜欢在将它们用曲线连接之前或多或少加长尖轨和叉心的转向系统ac和ed。于是，对于同样的辙叉角来说尖轨的长度可以不同，连接曲线半径可以采用约整数，最常用的半径是300m、250m、180m和150m。通常是几种不同规格的道岔配合使用。一般用在辙叉心测量的辙叉角来说明道岔的特征，要么用角度表示（角度7°30′、角度9°30′），要么用其切线表示（切线0.10，切线0.13，切线0.14）。

连接曲线总是不作超高以免在道岔里造成困难。

道岔转辙器——法国现场操作的道岔转辙器总是有一个道岔拉杆式活节手柄，还有一个围绕其中心线转动的可调重锤，与两个方向对应的手柄位置就垂直线而言是对称的。要由一个位置转换到另一个位置，只要扳动手柄使重锤转动就行了。

这种单开道岔很耐用，对车站调车作业很重要的是它使道岔可以从尖轨根部挤开，也就是说，进入对向道岔的车辆可以通过而不会损坏尖轨并且在车辆通过以后也不会使尖轨关不严。

三开道岔——三开道岔或复式道岔是对称的，有一股中间轨道，从中间轨道的同一个分歧点向两侧各分出一股侧线轨道。三开道岔由两个单开道岔并置构成，两对尖轨各由专门的手柄操纵。与每个道岔基本轨相对应的是两个长度不同的尖轨，其辙叉尖与轨头密贴。两股侧线轨道的内轨在直通轨道的中间交叉。

上述对称三开道岔一般只用在正线。也可以把不对称三开道岔做在直通线的同一侧，但是在这种情况下，其中一股侧线的曲线半径必然很小。

线路交叉——斜角交叉（菱形交叉）——在铁路线上，特别是复线铁路，经常需要使一条线路与另一条线路交叉。它们的共用部分由一个菱形组成，其锐角A和锐角B确切地说是被当作辙叉看待。在钝角里，外轨自然而然起到与辙叉里的辙叉翼轨相同的作用，并且支撑车轮通过空隙。为了引导车轮运行，人们在两股道形成的菱形里面铺设护轮轨，护轮轨的中部比钢轨踏面加高。另外，在菱形边的顶端、内护轨的延伸部分增加辙叉翼轨。

直角交叉——就直角交叉而言，在停车线上可以不安装护轨和辙叉翼轨，因为不需要引导车轮运行。但是为了避免冲击，至少在正线上安装护轨和辙叉翼轨是有益的。

交分道岔——在普通的线路交叉（即菱形交叉）里，相互交叉的两股道之间没有任何渡线，可以在线路交叉的钝角位置设置圆弧形的连接线，每根连接线的端部都有尖轨，这样组成的道岔叫做交分道岔。

如果只是线路交叉的一侧有连接线的话，这样的交分道岔是单式交分道岔，如果两侧有连接线的话叫做复式交分道岔。

交分道岔最早在英国使用，特别是德国人经常把交分道岔称作英国式道岔或英国式交叉。

单式渡线和交叉渡线——单式渡线——在两条通常平行的线路之间，通过两组反方向设置的、用与平行线路斜向铺设的线路段连接的道岔而修建的渡线称之为单式渡线。

交叉渡线——两个方向相反、对称交叉设置的单式渡线构成交叉渡线。

转车盘——转车盘是设置在两条正交线路交叉处、使车辆从一股道转入另一股道或者使车辆掉头的设备。

转车盘有一个围绕固定枢轴旋转的圆盘，固定枢轴设置在圆盘的中央，周围由一些在环形轨道上滚动的圆锥形滚柱支撑。环形轨道通过支杆与枢轴底座连接在一起，整套设备构成了固定的底盘。

上部平台亦称旋转盘，有一个由滚柱支撑着的环形轨道，安装在轨道下面的四根横梁像轨道一样相互交叉，还有一些把枢轴和横梁以及环形轨道连接起来的拉杆，下面是木地板或网纹钢板地板。上部平台和枢轴之间通过一个或几个螺栓连接。

旋转盘和固定盘之间的空隙围着固定道砟的围堰。

转车盘通常用铸铁制造，安装在一层0.40～0.50m厚的道床上，固定底盘直接放在道砟层上面。为了调整转车盘的水平高度，应使用千斤顶把转车盘抬高，再往下面填塞道砟。

机车转车盘——为使机车总是正向行驶，必须使机车掉头就不得不为机车使用其他设备，目前通常使用机车转车盘。机车转车盘有两根铁梁或钢梁，梁的中间由固定枢轴支撑。梁的每个端头装有一些在环形轨道上行驶的轮子。转车盘的枢轴有时安装在一个底座上，有时安装在宽底的铸铁块上，铸铁块直接固定在道床上。后面这种结构形式使机车转车盘的安装和移动更加容易。

过去机车转车盘的设计长度是14m，现在趋于把这个尺寸加大，达到了17m。这样，在机车可能占据的转车盘位置里，操作人员就有更大的行动自由，就可以设法把机车的重心安放在枢轴的上方，这样做大大减小了摩擦力。

一般用人工操作机车转车盘在转车盘很均衡、轨道很光滑并且机车安放的位置合适的情况下，只要两个人就足以转动转车盘。

参考资料

1.桥上的护轮轨

在大桥上，两条钢轨之间还铺着两根轨，像是织布的梭子似的，这就是桥梁上的护轮轨。它的作用是防止已经脱轨的列车冲出桥面，撞击桥梁和其他建筑物，避免列车在桥梁上颠覆、坠落。列车一旦在桥上脱轨，车轮便被限制在护轨与正轨之间的轮缘槽内，并且还有可能帮助已脱轨的列车爬上正轨。因此，在长20m以上、高6m以上的桥梁及半径小于600m的曲线上的10m以上的桥梁，都必须铺设护轮轨。护轨外侧与正轨内侧的距离，即轮缘槽的宽度为200mm，护轨接头螺栓帽应在护轨内侧，以免车轮滚动时被轧伤，使护轨失去作用。另外，护轨面不得高于正轨，也不得低于正轨面25mm。为了避免桥梁建筑物受到冲击，护轨长度应超出桥台5m，两股护轨的两端都要弯曲交会于线路中心，并将轨端切成斜面，用螺栓固定，使之成为梭头状。

2.驼峰

铁路编组站供解体和编组货物列车用的调车线路设备，由于其纵断面形状似骆驼的峰背而得名。驼峰的线路平面和纵断面，由推送部分、峰顶平台、溜放部分和调车场四部分组成。解体和编组货物列车时，机车将车列推上峰顶，然后用较低的推送速度（一般为3～5km/h），并主要借助重力作用，摘钩后车辆借坡度自然溜下驼峰，到达调车场内指定的线路上，以备编组新的车列。

德国在1876年修建了世界上第一个简易驼峰，从此编组站进入利用驼峰位能进行调车时期。那时的驼峰调车设备很简单，效率也不高，使用人工扳道和手闸制动。

驼峰的能力与峰高有一定关系，但抬高峰高以后，峰下的车辆制动问题就突出起来。为了解决这一问题，有些国家采用安装缓行器的办法，收到成效。1924年，美国首先在驼峰上使用车辆减速器控制车辆溜放速度。1925年德国又首先实现了道岔集中操纵。于是，编组站就进入了机械化调车阶段。

3.高架铁路

在世界一些国家的大城市里，由于汽车的盲目发展，使道路阻塞，车祸频发，运输速度也相应降低。同时，汽车排放的尾气造成了严重的污染。为了提高行车速度，减少车祸，降低污染，人们设想了两种方案：一个是转入地下，一个是向空中发展。这种修建在空中的铁路就叫做高架铁路。

高架铁路最早出现在英国。1836年，当修建格林威治通向伦敦市的铁路时，线路通过市区要设计很多住宅庭院。当时议会规定不允许铁路与公路平面交叉，于是在伦敦市区南部修建了一条6km长的旱桥式的高架铁路。这是世界上高架铁路的雏形。到了1868年，美国的纽约、波士顿、费城、芝加哥等城市修建了另外一种形式的高架铁路。就是在城市的街道上竖立起钢架结构的立柱，在它上面搭起桥面，形成了路上之桥，桥上之路。高架铁路除了旱桥式，还有悬挂式和跨座式，而以悬挂式占多数。常用的支承结构有钢架、钢管立柱和钢筋混凝土立柱。1901年，德国在鲁尔地区符佩尔塔耳建成一条单轨悬挂式的高架铁路，这是世界上第一条悬挂式高架铁路。其支承建筑采用钢架结构，离地面平均高8m，站台是岛式的。后来，法国巴黎附近也修建了一种悬挂式高架铁路，其支承立柱采用拼装式钢筋混凝土结构，每10～40m设一根。过道的最大坡度达1.2％，弯道半径达30～40m。

跨座式高架铁路也是一根单轨，车身骑跨在轨道上行驶，车厢两侧包住钢轨。

4.斜拉桥

19世纪初，斜拉桥在欧洲曾风行一时。但是，由于时代的限制，人们对斜拉桥这样复杂的结构缺乏必要的认识。同时，斜缆所用的材料为木杆和铁链等，强度太低，又缺乏必要的张拉技术，因此结构松弛，刚度很差。1820年前后，某些早期修建的斜拉桥因风力振荡或人群超载，曾倒塌了几座，而后斜拉桥被人遗忘了几乎一个世纪之久。直到1938年，德国工程师迪辛格尔重新发现斜拉桥的优越性，于是才重新修建斜拉式桥梁。

迪辛格尔在研究汉堡附近易北河上一座跨度为750m的双线铁路悬索桥时，发现在高应力状态下增用高强钢索作为桥缆，可以显著增加桥梁刚度，降低铁路荷载下的挠度。迪辛格尔在1949年发表了这一研究成果，并在二战后的许多莱茵河桥重建工程中提出斜拉桥的设计方案。1955年，他终于和西德承包商马格协作，在瑞典建成了第一座现代化的钢斜拉桥。从此，斜拉桥重新受到桥梁工程师们的青睐，引起世界桥梁界的瞩目。

预应力混凝土斜拉桥具有跨越能力大、结构经济合理、养护简便、外形轻巧美观、噪声小等优点，受到桥梁工程界的普遍重视。