三开道岔用于折返时的养护维修技术难点

张 军，吴勇国，王 帆

1 三开道岔的研制及应用概述1

三开道岔在我国经过近30年的使用，技术已较为成熟，同时也积累了一定的经验。最早于1978年开始三开道岔的研究设计工作，并于1979年提出了试验性设计图，由厂家试制，1981年初在上海局艮山门编组场进行试铺。2004年开展了地铁用三开道岔研究设计工作。2007年完成了上海地铁首组三开道岔的试制试铺工作，但由于三开道岔的结构较单开道岔复杂，运行条件又受到一定的限制，真正使用的地方并不是很多[1]。

随着我国城市轨道交通的快速发展，为了降低工程造价，减小成本，三开道岔已开始在城市轨道交通线路上应用[2]。天津地铁 6号线一期工程北起东丽区大毕庄，南至南开区水上公园东路，线路长28.3 km，共设车站 26座，线路调度中心设在华苑综合指挥中心。首开段为人民医院站至水上公园东路站区段，共10座车站，于2016年8月6日开通试运营，其中外院附中站、人民医院站和水上公园东路站各设有2组三开道岔，共计6组，列车在人民医院站和水上公园东路站进行折返站作业，人民医院站 1703#和水上公园东路站2604#两组三开道岔为首开段折返三开道岔。首开段折返点如图1所示。

图1 首开段折返点示意Fig. 1 The first open turn back point

2016年12月31日天津地铁6号线一期全线开通，列车在南孙庄站和水上公园东路站进行折返站作业，人民医院站 1703#三开道岔不再用于折返作业，但是由于分期开通，水上公园东路站 2604#三开道岔依然用于折返，至今折返时间已达14个月，日均动作次数为220次。水上公园东路站列车折返路径如图2所示。

图2 水上公园东路站列车折返路径示意Fig. 2 Turning back path of East Road Station of Water Park

天津地铁 6号线 6组三开道岔配型的转辙机为ZDJ9-C型电动转辙机，其特性为不可挤单杆内锁，动作杆动程为220±2 mm，表示杆动程为180±15 mm，额定转换力为2.5 kN，摩擦转换力为3.8～5.6 kN。同时，在每组三开道岔处配置有4台密贴检查器，型号为JM-A型[3]。

普通道岔选用的 ZDJ9-C型电动转辙机配置的表示杆动程为160±20 mm。三开道岔因其特殊的结构，存在3个动程值，其最大动程为189±5 mm[4]。信号专业在转辙机选型配杆时尤其需要注意，配杆长度必须要满足道岔的最大动程，否则会出现转辙机接点打入深度不够（不小于4 mm）、表示缺口无法调整到规定范围（表示缺口范围2±0.5 mm）等一系列的问题，导致转辙机出现无表示故障，因此天津地铁为三开道岔转辙机配置的表示杆动程为180±15 mm[5]。

2 三开道岔转辙机维护特点

由于三开道岔的特殊结构以及用于折返的重要性，需要有针对性地对转辙机进行维护保养。尤其是密贴力的调整，侧向尖轨2/4 mm的测试点位，室内继电器的检修和更换周期，动作杆与表示杆连接销的更换周期以及道岔开程调整等内容需要进行重点关注。

2.1 密贴力的调整

三开道岔每个拉杆将一根直向尖轨和一根侧向尖轨相连，当要实现开通右侧曲股时，需要A转辙机先带动直向尖轨与基本轨密贴，然后B转辙机带动侧向尖轨与直向尖轨密贴[6]。在调整直向尖轨密贴时与普通的单开道岔一致。但在调整侧向尖轨密贴时需要注意密贴力不能过大，因为调整密贴力时，力F沿拉杆水平方向施加，然而侧向尖轨与道岔拉杆不是直接相连，而是与侧向尖轨伸长的连接铁通过销子连接在一起，这样沿拉杆水平方向施加的密贴力F不是直接作用于侧向尖轨，反而当密贴力调整过大时侧向尖轨与直向尖轨之间会出现不密贴的现象，这是由于三开道岔特殊的构造导致的，信号专业在调整密贴力时需要额外注意。三开道岔结构及动作如图3所示。

图3 三开道岔结构及动作示意Fig. 3 The structure and action of the three-way switch

2.2 侧向尖轨2/4 mm的测试点位

直向尖轨信号专业在进行2/4 mm指标测试时，其测试点与普通的单开道岔一致，位于牵引点拉杆的中心处[7]。由于侧向尖轨与拉杆不是直接相连，所以测试侧向尖轨 2/4 mm指标时其测试点应在密贴检查器连杆中心。测试的标准是：有2 mm间隙时，道岔锁闭能够接通道岔表示；有4 mm及以上间隙时，不得锁闭道岔或不得接通道岔表示（可以密贴检查器的检测结果作为判定依据）。测试点位如图4所示。

图4 直向和侧向尖轨2/4 mm测试点位示意Fig. 4 Direct and lateral pointed rail 2/4 mm test point

2.3 检修周期

由于三开道岔尖轨较薄[8]、侧向尖轨与拉杆特殊的连接方式以及道岔中部没有拉杆等方面的原因，使得三开道岔整体的稳定性较普通单开道岔较差[9]。因而在检修周期方面也需区别单开道岔转辙机进行相应的调整，通过适当增加检修密度保证折返三开道岔转辙机工作的稳定。

普通正线道岔转辙机的检修周期为月检，而折返道岔的转辙机检修为半月检。经过1年多的维护发现，折返三开道岔转辙机的检修周期以1周为宜，其检修主要项目为包括：调整尖轨密贴、检查肥边情况；表示杆缺口调整；测试2 mm锁闭4 mm不锁闭；测量转辙机的摩擦力；转辙机动作电流、电压测试；密贴检查器的测试调整；转辙机手动开关、接点组的检查调整；转辙机内外部螺栓螺母紧固、注油。

在一周的时间内转辙机的力、表示缺口等关键指标均在允许变化范围之内，周检可以保证将三开道岔转辙机的参数稳定在规定的范围之内，使三开道岔转辙机的工作性能保持稳定。

2.4 室内控制继电器的检修更换周期

针对三开道岔用于折返的特殊性，需要对控制三开道岔转辙机动作的室内继电器制定相应的检修周期，以保障其在折返期间工作性能的良好。

三开道岔转辙机组合电路中相关继电器（1DQJ、1DQJF、2DQJ）每半年进行一次轮修，统计继电器动作次数超过 10万次后[10]，相关继电器不得用于折返三开道岔转辙机组合电路中，当继电器的动作次数超过20万次后该继电器予以报废。各型继电器检修周期及报废标准见表1。

2.5 动作杆与表示杆连接销的更换标准

三开道岔中部没有拉杆，其结构的稳定性不高，对转辙机的影响较大，这就需要转辙机将自身的旷量尽可能地消除，从而来满足转辙机的力和表示缺口的稳定。

表1 继电器检修周期及报废标准Tab. 1 Maintenance cycle and rejection standard

折返三开道岔转辙机动作杆、表示杆的连接销的旷量不能大于0.5 mm，在转辙机扳动次数达到10万次后对连接销进行强制更换，更换后的连接销进行报废处理。

2.6 三开道岔开程的调整

普通的单开道岔只有2根尖轨2个开程，在调整单开道岔开程时2根尖轨互不影响，可任意调整一边开程至规定范围后再调整另一边。但是一组三开道岔有4根尖轨4个开程，4根尖轨的动作是相互影响，相互制约的。

在调整三开道岔开程时，需要综合考虑4根尖轨的动作情况，相互配合调整，不能够只顾调整某一个开程。在调整的过程中需不停地扳动道岔观察尖轨的密贴效果及动作情况，然后再逐步增、减开程片，使4根尖轨的动作及密贴效果达到最理想状态。三开道岔开程如图5所示。

图5 三开道岔开程示意Fig. 5 The stroke of the three-way switch

2.7 转辙机表示缺口的调整

天津地铁 6号线三开道岔使用的转辙机为ZDJ9-C型电动转辙机。由于该型转辙机表示杆为单杆，转辙机表示缺口有主、副口之分，在调整表示缺口时需先调拉入侧后调伸出侧。在调整伸出侧的表示缺口时，需注意表示杆横穿螺丝的螺杆与螺母都需松开，然后在松或紧表示杆后端调整螺母，将表示缺口调整到2±0.5 mm的范围内。调整完毕后需再次紧固横穿螺丝，必须确保横穿螺丝在表示杆的两侧均紧固良好，否则会使表示缺口跑口，造成转辙机无表示故障。

3 三开道岔工电配合

在工电配合方面，两专业应协调检修计划确保能够在同一时间开展对三开道岔的检修作业，这样双方在各自检修的过程中如果发现问题，便可以第一时间相互配合，使问题得到有效解决，工电双方配合检修的作业周期不能超过一周。双方联合检修的主要项目包括：直向尖轨牵引点前与曲基本轨密贴缝隙，直向尖轨其余部分与曲基本轨密贴缝隙，侧向尖轨牵引点前与直向尖轨密贴缝隙，侧向尖轨其余部分与直向尖轨密贴缝隙，各牵引点转换阻力，直向和侧向尖轨轨底与滑床台的缝隙，曲基本轨顶铁与直尖轨轨腰的缝隙，直向尖轨顶铁与侧向尖轨轨腰的缝隙等内容。

工电配合过程中需重点关注在道岔扳动的过程中有无侧向尖轨阻碍直向尖轨运动的现象，如果存在该问题将导致转辙机无法转换到位，或在转辙机解锁后尖轨出现明显的反弹现象，极容易导致转辙机发生失表示故障，影响正常的列车折返作业。

4 结语

在城市轨道交通建设中，选用三开道岔可减少车站周边拆迁量、减少车站开挖规模、减轻交通疏解压力，可带来明显的经济和社会价值。行业规定三开道岔不可以用于折返，但由于天津地铁6号线分期开通，不得不使用水上公园东路站的 2604#三开道岔进行折返，通过工电双方加强维护保养，故障率较普通单开道岔没有升高，保障了行车安全。

[1] 王楠. 城市轨道交通采用三开道岔研究[J]. 中国铁路,2013(11): 85-88.

[2] 孟凡铁. 天津地铁6号线三开道岔的应用研究[J]. 铁道标准设计, 2012, 32(11): 8-10.MENG Fantie. Applied research of three-way turnout on tianjin metro line 6[J]. Railway standard design, 2012,32(11): 8-10.

[3] 聂绍富. 重庆跨座式单轨交通道岔国产化的实践[J]. 都市快轨交通, 2008, 21(4): 43-45.NIE Shaofu. Localization for the turnouts on Chongqing straddle monorail transit[J]. Urban rapid rail transit , 2008,21(4): 43-45.

[4] 袁太平, 丁学军. 跨座式单轨道岔的线型及检测方法[J].都市快轨交通, 2009, 22(3): 50-54.YUAN Taiping, DING Xuejun. Alignment of turnouts and its checking approaches for straddle monorails[J]. Urban rapid rail transit , 2009, 22(3): 50-54.

[5] 杨勤松. 浅析城轨交通工程中转辙机安装方式[J]. 黑龙江科技信息, 2016(14): 232-234.

[6] 李华. 浅析三开道岔控制电路设计[J]. 铁道通信信号,1998, 34(7): 10-11.

[7] 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, 49(8): 54-56.

[8] 梁宏波. 上海申通60kg/m轨9号对称三开道岔技术特征及加工工艺[J]. 现代城市轨道交通, 2012(5): 41-43.LIANG Hongbo. Technical features and manufacturing techniques of 60 kg/m rail for no. 9 symmetrical three throw turnout manufactured by Shanghai Shentong[J].Modern urban transit, 2012(5): 41-43.

[9] 杨渊源, 范利佬. 延长 P50 1/7对称三开道岔尖轨的使用寿命[J]. 铁道建筑, 1989(10): 25-28.

[10] 蒋昕. 城市轨道交通用60 kg/m钢轨9号对称三开道岔的设计[J]. 铁道标准设计, 2013, 33(8): 41-44.JIANG Xin. Design of 9# three-way turnout with 60 kg/m steel rail used for urban rail transit[J]. Railway standard design, 2013, 33(8): 41-44.