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设备位置确定在铁路车站的重要性及方法

【摘要】:为了确定股道有效长,必须先确定影响有效长各因素的位置,包括警冲标、信号机、钢轨绝缘及相互之间的关系。图5.23警冲标设计中需要确定道岔中心与警冲标的水平投影距离LJ,LJ 与辙叉角α、线间距离S 及连接曲线半径R 等因素有关,设计中一般查表确定,如表5.12 所示。图5.24逆向道岔前出站信号机位置图5.25顺向道岔前出站信号机位置确定信号机中心与两侧线的最小垂距时,要考虑下述因素:①信号机的基本宽度。

为了确定股道有效长,必须先确定影响有效长各因素的位置,包括警冲标、信号机、钢轨绝缘及相互之间的关系。

1)警冲标

当警冲标位于直线与直线之间时,警冲标与直线的垂直距离为P1=P2=2 m,如图4.45、图5.23(a)所示;当警冲标位于直线与曲线(包括道岔的导曲线)之间时,其与曲线的距离为P2 +W1[W1 为曲线内侧加宽量,按式(5.4)进行计算],如图5.23(b)所示。

图5.23 警冲标

设计中需要确定道岔中心与警冲标的水平投影距离LJ,LJ 与辙叉角α、线间距离S 及连接曲线半径R 等因素有关,设计中一般查表确定,如表5.12 所示。在有轨道电路的地段,警冲标位置还需和轨道电路的绝缘缝相配合。

表5.12 警冲标至道岔中心距离LJ 单位:m

2)出站信号机

在车站内正线、到发线列车运行方向的左侧应装设出站信号机。它的位置除满足限界要求外,还决定于信号机处道岔的方向(顺向或逆向)、信号机类型及有无轨道电路等。

(1)机柱中心与两侧线路中心的最小距离

出站信号机一般采用高柱信号机或矮柱信号机。

①高柱信号机:一般指高柱色灯信号机,客货共线铁路站内正线及到发线均可使用,如图4.46(a)所示。

高柱信号机距两侧线路中心的允许垂距按下式计算:

式中 b——信号机基本宽度,高柱信号机有380 mm 和410 mm 两种宽度;

   B——信号机建筑限界,线路通行超限列车时为2 440 mm,不通行时为2 150 mm;

   W1——曲线加宽值,见式(5.3),在直线段W1=0。

②矮柱信号机:也称为矮型色灯信号机,在不办理列车通过的到发线及其他股道用作出站或发车进路信号,如图4.46(b)所示。

(2)出站信号机前为逆向道岔时信号机的位置

根据列车运行方向的不同,道岔可分为对向道岔和逆向道岔。列车迎着道岔尖轨运行(即先经过岔尖再经过辙叉)时称为逆向道岔。反之,列车顺着岔尖运行时称为顺向道岔。

如无轨道电路时,信号机应与逆向道岔尖轨尖端平列,如图5.24(a)所示;如有轨道电路时,可将信号机安设在基本轨接头绝缘节处,如图5.24(b)所示。这样可以保证列车在出站前车头不越过出站信号机、道岔尖轨和轨道电路。据此可以确定出站信号机据道岔中心的距离LX

(3)出站信号机前为顺向道岔时信号机的位置

最常碰到的情况是出站信号机前为顺向道岔时,确定出站信号机至道岔中心距离LX。其计算方法与至警冲标的距离LJ 计算相同。水平投影距离LX 与辙叉角α、线间距离S 及连接曲线半径R 等因素有关(图5.25)。

图5.24 逆向道岔前出站信号机位置

图5.25 顺向道岔前出站信号机位置

确定信号机中心与两侧线的最小垂距时,要考虑下述因素:

①信号机的基本宽度。我国采用的高柱信号机的基本宽度主要为380 mm;矮柱色灯信号机根据配置的机构数量以及是否有表示器等有不同的宽度。

②信号机边缘至相邻线路中心的距离。在直线地段,对于高柱信号机,若相邻线路通行超限货物列车时,则采用直线建筑限界,否则,采用信号机建筑限界;对于矮柱色灯信号机,其边缘不得侵入建筑限界。在曲线地段,需要在限界的基础上,增加曲线加宽的距离。具体数据可查阅有关的设计手册。当设置为高柱信号机(基本宽度为380 mm)时,出站信号机至道岔中心距离LX 取值见表5.13。

表5.13 高柱信号机至道岔中心距离LX 单位:m

注:代表通行超限货物列车;代表不通行超限货物列车。

3)轨道电路钢轨绝缘的设置

轨道电路是利用铁路线路的两条钢轨做导体,两端分别连接电源(发送设备)和接收设备,用以检查有无车占用并能传递信息的电路;也用于控制信号装置或转辙装置,以保证行车安全。

铁路的区间依据轨道电路划分成若干闭塞分区,各闭塞分区以轨道绝缘接头隔开,形成一独立轨道电路。各闭塞分区的起始点处皆设有信号机,当列车进入闭塞区间后,轨道电路立即反应。此时位于闭塞分区入口的信号机立即显示为红色,表示本闭塞分区已有列车占用,禁止其他列车进入该分区,如图5.26 所示。

图5.26 轨道电路原理图

(1)一般要求

为了保证轨道电路的可靠工作,线路与道岔应符合下列要求:轨距保持杆与道岔连接杆、连接垫板、尖端杆等均应装设绝缘,混凝土轨枕应有良好的绝缘性能。

符合下列条件之一的区段应装设轨道电路:

电气集中联锁车站内的列车和调车进路;

②装有动力(如电动、电控或电液)转辙集中控制的道岔区段;

③电锁器联锁车站的正线及到发线接车进路的股道上;

④电气集中车站(场)内的牵出线、机待线、出库线、尽头线、禁溜线、迂回线和专用线等入口处调车信号机的接近区段;

⑤装有驼峰车辆减速器或其他调速设备并进行自动或半自动控制的轨道区段,以及驼峰调车线测长轨道区段。

(2)钢轨绝缘的设置地点

钢轨绝缘可划分轨道电路闭塞分区,以保证轨道电路可靠工作、排列平行进路的需要和便于车站作业。

①一般地段:因异型轨处无法安装绝缘,故在装设钢轨绝缘的地点,在做配轨设计时,应留出轨型相同的轨缝,同时两钢轨绝缘的错开距离(死区段)不得大于2.5 m,如图5.27 所示。

图5.27 钢轨绝缘设置示意图

②道岔地段:

a.一般道岔处应留有钢轨绝缘缝,如图5.28 所示。

b.单渡线和交叉渡线道岔应留轨缝,如图5.29 所示,道岔辙叉跟处的接缝一般不能安装绝缘。在电力牵引区段为了使交叉渡线两侧的轨道电路稳定工作,必须增设两组单边钢轨绝缘(如图中带圈所示),使两侧轨道电路完全隔开。为了使死区段不大于4.4 m,在辙叉跟处的绝缘可设胶接绝缘,在工厂生产道岔时加上。

图5.28 道岔钢轨绝缘设置示意图

图5.29 渡线道岔钢轨绝缘设置示意图

③联锁区与非联锁区之间的距离:联锁区与非联锁之间应留有足够的间隔,从顺向道岔的警冲标至非联锁道岔尖轨尖端应不少于3.5 m+q(q 值为尖轨尖端至基本轨缝长度),以便于设防护调车信号机,如图5.30(a)所示。若不留足够的距离[图5.30(b)],无法设钢轨绝缘及防护调车信号机,会扩大联锁范围。当相邻的车场为电气集中设备时,还会增加场间相互联锁的复杂性。

图5.30 联锁区与非联锁区之间应留距离示意图

④驼峰调车场峰下道岔钢轨绝缘的设置:驼峰峰下道岔区段的钢轨绝缘一端设在保护区段的短轨头部,另一端设在基本轨接缝及道岔导曲线的末端。当出现后续道岔保护区段侧为前一道岔的辙叉跟时,可只装单边绝缘,如图5.31 所示。

图5.31 驼峰峰下道岔的钢轨绝缘设置示意图

⑤驼峰车辆减速器区段钢轨绝缘的设置:减速器出口处的绝缘节,按减速器安装允许的最小尺寸设置。

⑥驼峰平面调车区采用连续(多钩)溜放时,道岔钢轨绝缘的设置要求如下:

a.当采用6 号对称道岔作为分路道岔时,道岔的钢轨绝缘设置与驼峰调车场峰下道岔的钢轨绝缘设置相似,不再重述(但不准设单边绝缘,应加一节4.5 m 短轨)。

b.当采用9 号单开道岔作为溜放进路的分路道岔时,道岔的钢轨绝缘设置如图5.32 所示。

图5.32 平面调车区连续溜放道岔的钢轨绝缘设置示意图

它设有保护区段轨BG、道岔区段轨CG、岔后轨CHG,当分路道岔间距离较远时,可设多段岔后轨,小区段长度不大于25 m,分路道岔保护区段BG 最长不大于12.5 m,最短不小于10.44m。为了避免岔后与下面的道岔保护区段设成单边绝缘(岔后跟插一节4.5 m 短轨),要求前后岔心间距不小于44 m,并要求岔间均应设轨道电路,不允许间断。

4)钢轨绝缘与信号机、警冲标的相互位置

当信号机处设有轨道电路时,还应考虑钢轨绝缘与出站信号机、警冲标的相互位置。

钢轨绝缘应与通过信号机、进站信号机、出站信号机、进路信号机及调车信号机设在同一坐标处,如图5.33(a)所示。当不能并列安装时,应符合下列规定:

(1)出站信号机处

为了避免在安装信号时造成串轨、换轨或锯轨等,出站(包括出站兼调车)或发车进路信号机、自动闭塞区间单置信号机处的钢轨绝缘可以车站中心为界,设在信号机内侧1 m 或外侧6.5 m范围内,如图5.33(b)、(c)所示。

在确定出站信号机、钢轨绝缘和警冲标的位置时,首先应考虑在不影响到发线有效长的条件下,按现有的钢轨接缝设绝缘节和信号机的安设位置,然后再将警冲标移设至距钢轨绝缘3 ~4 m。如现有的钢轨接缝安装绝缘不能保证到发线有效长或不宜设置信号机时,应以短轨拼凑等方法安装绝缘,以满足各方面的要求。

图5.33 出站信号机、钢轨绝缘及警冲标的位置(单位:m)

(2)进站信号机处

进站进路、接车进路、自动闭塞区间并安置通过信号机处的钢轨绝缘可设在进站信号机前方或后方各1 m 的范围内,如图5.34 所示。

图5.34 进站、通过信号机处钢轨绝缘与警冲标的设置(单位:m)

(3)调车信号机处

调车信号机处的钢轨绝缘可设在其信号机前方或后方各1 m 的范围内,当该信号机设在到发线上时,应按上一条规定执行。

(4)警冲标处

设在警冲标内方的钢轨绝缘,除在渡线上之外,其距警冲标的计算位置,对于客货共线铁路为3 ~4 m(一般取3.5 m),对于客运专线约为5 m。这样可保证车轮停在该钢轨绝缘节内方时,车钩不至于越过警冲标。

【例5.3】 某客货共线铁路设计速度为120 km/h。某中间站1 道和Ⅱ道用12 号提速道岔连接,岔后连接曲线半径为400 m,线间距为5 m。Ⅱ道通行超限货物列车。原始资料如图5.35(a)所示。试确定1、II 股道间的出站信号机和警冲标的位置。

【解】 ①基础资料。取钢轨长度为12.5 m,轨缝为8 mm,查表4.2 得12 号道岔b=21.208 m。

②钢轨排列。查表5.12,得警冲标至道岔中心计算距离LJ=49.857 m;查表5.13,得出站信号机到道岔中心计算距离LX=80.352 m。

因LX >LJ,可知钢轨绝缘及钢轨排列受信号机位置控制。初步测算,在钢轨绝缘处至道岔中心之间可以排列下5 根12.5 m 长的钢轨,共5 个8 mm 的轨缝。钢轨绝缘至道岔中心的距离为12.5 ×5 +0.008 ×5 +21.208=83.748 m。

钢轨排列情况见图5.35(b)。

③信号机布置。按现有轨缝,信号机距其内方轨缝A 约3.4 m(大于1 m),距外方轨缝B约9.1 m(大于6.5 m),不符合要求。

甲方案:可将信号机内移至A 轨缝处,在A 处安设绝缘,并将警冲标内移距A 轨缝4 m 处,如图5.35(c)所示。

由于1 道和Ⅱ道为双进路股道,警冲标因绝缘缝内移,使有效长减少,甲方案使上行有效长减少(83.748 -4)-49.875=29.873 m。

乙方案:如果有效长受到控制时,可铺一段长6.25 m 的短轨BC,轨缝距道岔中心距离为83.748 -6.25=77.498 m。这可使信号机仍在计算位置(LX=80.352 m)不动,绝缘设在C 轨缝,轨缝C 距信号机外方80.352 -77.498=2.854 m ( <6.5 m),满足规定要求。

警冲标内移,距C 轨缝4 m,使上行有效长比甲方案少损失6.25 m。

图5.35 出站信号机及警冲标位置示意图(单位:m)