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摘要：利用图解法模拟车辆过岔过程，以专线4249道岔为例，阐述构成道岔建筑限界加宽的四大要素的计算，为岔区土建设计及限界测量提供理论依据。
关键词：建筑限界；道岔；偏移；加宽量
引言
在铁路工程设计中，道岔区建筑限界是比较复杂的，它是在完成了直线地段基本建筑限界制定后，在根据不同道岔类型和车辆参数计算出道岔区建筑限界加宽量[1]。部分车站临近站台线路插铺道岔后，沿用了原有线路的建筑限界，没有对岔区限界加宽设计计算及同步改造站台，留下了安全隐患。本文以专线4249型道岔为例，阐述道岔建筑限界加宽计算方法。
1、概述
专线4249型道岔广泛使用在京广线正线车站，道岔外轨不设超高。本文基于专线4249道岔平面布置图及技术参数，利用图解法模拟列车过岔拟合加宽量曲线，并考虑动态偏移量、轨距加宽量以及弹性挤开量因素的影响，提出专线4249道岔建筑限界加宽算法。
2、专线4249道岔建筑限界加宽的计算
2.1车辆在道岔区几何偏移量
假定车辆是个刚体，在曲线内、外侧产生的几何加宽量（如图1所示）。
图1车辆在曲线上产生内外侧几何加宽示意图
由于道岔区岔线的特殊性（由尖轨和导曲线共同组成），使得道岔区几何加宽量的计算比较复杂[2]。本文主要介绍在地铁设计中通用性较强的图解法，工具采用计算机辅助绘图软件AutoCAD2014。车辆模型按部文（85）铁科技字931号《标准铁路机车车辆限界》中第二项规定中允许最长车体长度26m，最大转向架中心距18m。
2.1.1建立绘图模型
根据轨道参数将专线4249道岔的直向模拟线和侧向模拟线CAD图绘出，然后以尖轨起点为0点，间距1m向前后编号，绘出垂直与直向模拟线的分割线，如图2所示。
图2：专线4249岔区线路的模拟图
2.1.2绘制车辆过岔图形
模拟列车由左向右通过道岔，每隔1m绘制一次。一条线段代表车辆，先定出18m长转向架的位置，然后前后延长4m，即完成整车绘制。从前转向架进入尖轨开始，绘至后转向架离开导曲线。
2.1.3形成加宽拟合曲线
连接之前绘出的各车辆靠外端点所得折线即为曲线外侧加宽拟合曲线。该拟合曲线始于22点，止于与道岔直向模拟线的交点（支距与外侧加宽相等的点）。连接各模拟车辆线与分割线交点最下面一点的折线，即为曲线内侧加宽拟合曲线，如图3所示。
图3拟合几何加宽图
2.1.4测出加宽量
测出拟合曲线与直向模拟线的距离，即为侧向过专线4249道岔的几何偏移量，如表1所示。
表1专线4249道岔内、外侧几何偏移量表
2.2车辆在额定速度下运动产生的动态偏移量
因导曲线无超高，由离心力的作用而产生的向外侧的动态偏移量[3]。计算步骤如下：
2.3轨距加宽量对限界的增量
为减小车辆行驶阻力及轮轨磨耗，小半径曲线上轨距须加宽。一般9号道岔为4mm，12号道岔为2mm，18号道岔无此增量[4]。专线4249尖轨尖加宽2mm沿曲股递减至尖轨跟0mm，沿直股往岔前3220mm顺坡接头加宽0mm，往岔后至5641mm刨切终点加宽为0mm。
2.4轨距弹性挤开量
专线4249道岔轨距弹性挤开量取2mm。
2.5合成专线4249道岔建筑限界加宽图
将要计算的车型参数带入动态偏移公式，再叠加上述4个分量，即合成任意车型过专线4249道岔建筑限界加宽图。
3、结语
笔者根据道岔轨道参数，模拟车辆过岔过程，拟合出车辆过道岔几何偏移量图，根据不同类型的车辆参数带入动态偏移量公式，叠加轨距加宽增量和轨距弹性挤开量经验值，可得道岔区建筑限界内外侧加宽量。该方法适用与其它类型单开道岔加宽量计算。建议在后续研究中，利用Matlab数值分析软件，采用最小二乘法进行曲线修正[5]，提高曲线拟合精度。
参考文献：
[1]王建，倪昌.地铁道岔区建筑限界加宽量的计算[J].都市快轨交通，2006，19（2）：34-36.
[2]倪昌.曲线地段设备限界计算原理[J].都市快轨交通，2004，17（4）：24-26.
[3]张斌，潘玲，朱剑月.城市交通车辆限界和设备限界计算[J].现代城市轨道交通，2007（3）32-34.
[4]建标104-2008城市轨道交通工程项目建设标准[S].北京：中国计划出版社，2008.
[5]陈园.轨道交通曲线道岔加宽量及建筑限界设计[J].都市快轨交通，2015，28（2）：61-64.