[发明专利]道岔的弯道及采用这种弯道的轨道连接

说明书

本发明涉及一种道岔的弯道，具有道岔尖轨、一个干线轨道及一个支线轨道，于此，弯道从弯道起点至弯道终点，是由几个具有不同曲率1/R的区段组成的，这里的R表示曲率半径。

在Reimar Holzinger和Dieter Fritz在ETR 39(1990)H.1/2，1月/2月号上发表的文章《为掌握铁路未来机遇所需高效道岔的发展》中，提出了一系列的为满足一种高速交通要求的道岔几何构形，这些道岔几何图形通常以高度对称为其特征，以防止轨道上的突然方向变化或曲率变化，从而防止过大的横向加速。在该文中提出的看法涉及一种回旋曲线型的过渡弧，即余弦抛物线和正弦过渡弧，文中对加速度变化(冲击)提出了详细的探究。

WO 95/31604中提出了一种弯道，用于从干线轨道到一个支线轨道的钢轨的分布，据此，同样是从一个第一终端区段出发，以一个接近无限大的曲率半径开始，而其时道岔的另一个端也是以一个接近无限大的曲率半径结束而设计的，借以避免那些突然的可能对车辆起干扰作用的振荡激发。按这种已知的设计，选择这样一种弯道，它由三个区段组合而成，为此使用的是三个大致具有相同长度的区段。从一个具有一个有无限大倾向的曲率半径的曲率出发，所选择的一个居中的区段具有恒定的曲率，该曲率的半径在弯道上是一个最小值。总起来说，由此得出两个正常抛物线同一个中间区段的分布呈现一个圆弧的形状。

本发明的任务在于提供开头述及的那样一种弯道，按这种弯道，特别在高速运营中，可以达到降低部件磨损、从而提高部件使用寿命以及降低总费用的目的。与此同时，本发明的任务还在于：首先对高速道岔来说，可以改善这种道岔的维护工作和运行舒适感。为了解决上述任务，依本发的一种道岔的弯道基本上体现出：选择在弯道起点(α_A)的曲率系数是α＝1/R/1/R_min；在弯道终点(α_E)的曲率系数α≥0；选择一点或一个范围，在这个范围中α＝1处于离弯道起点一个相对的距离V＝L/Lges≠0.5，式中L表示离弯道起点的距离，Lges表示弯道的长度。用曲率1/R来定义无因次的曲率系数α，此曲率系数等于从瞬时的曲率1/R和最大曲率1/R_min求得的商数，于此，最大曲率又是除以最小半径而得到的商数1而构成。这样，α值可以居0和1之间，因而在α等于0的那些点上，半径趋向于无限，这乃是因为最小半径具有一个有限值。在最大曲率的点上，也就是在最小半径的点上，系数α所取的值为1。除了α值的定义之外，下面还要定义一个系数V，这个系数把所观察到的弯道的点离弯道起点的有关距离同弯道的总长度置于关系式中。因此，值V在弯道起点等于0，在弯道终点等于1，而且在0和1之间取任意值，与离弯道起点的距离成正比。在考虑到有关构件例如道岔尖轨和辙岔心的尖的横断面变化一般过程情况下，所进行的运行动力学试验表明：通过放弃这种弯道结构上的常规几何构形，不但可以减小构件的磨损，而且由于下述原因还可提高舒适感，就是以α＝1的点或范围处于离弯道起点的一个相对距离V≠0.5处。

已经证明，如果将道岔通常被车辆行驶其上时所沿着的行驶方向纳入其几何构形考虑之中，还可进一步优化弯道的几何构形。对于一种两侧受车辆行驶的道岔来说，这时一种具有特殊优点的做法是：α_A和α_E选择在0和0.5之间。对于α_max，V选择在0.45和0.8之间而且不等于0.5。一种两侧受车辆行驶的道岔在这种情况下意味着：该道岔既受到锐性行驶，又受到钝性行驶。一种主要沿一个方向被车辆行驶的道岔加以如下设计是具有特殊优点的：对于一个受锐性行驶的道岔，α_A选择在0和0.5之间，α_E选择在0.5和1之间，对于α_max，V选择在0.4和1之间，而且不等于0.5；而对于一个受钝性行驶的道岔，α_A选择在0.3和0.7之间，α_E选择在0和0.5之间，对于α_max，V选择在0.3和＜0.5之间。上面对不同行驶方向所列出的这些值，就不同弯道几何构形而言，是考虑到最小侧向加速和起动冲击以及考虑到减少磨损现象和降低轮箍力等方面，加以优化的。在这种情况下，很小的侧向加速和启动冲击，确保了道岔在车辆行驶时的高度舒适感，小的磨损和小的轮箍力可使道岔获得很高的使用寿命。