彭 湃

(中铁工程设计咨询集团有限公司, 北京 100055)

三开道岔是指由一个方向可通向三个方向的道岔，它由1股直线钢轨、2股曲线钢轨、2对尖轨、3副辙叉组成，中间辙叉的心轨理论尖端在中线上。当地形条件限制，不可能有足够的长度来排列2组单开道岔时，才采用三开道岔。通常在编组站、货场、机务段内铺设。图1为三开道岔的模拟示意。

图1 三开对称道岔模拟示意

对称三开道岔采用半割线型曲线尖轨、曲线辙叉、辙后设整铸短轨，是缩短驼峰头部、节省用地、提高编解效率较好的平面形式。国铁中还未使用过。上海市轨道交通10号线有部分道岔采用60 kg/m钢轨9号对称三开道岔[1]，尚属首例。三开道岔的控制方式不只1种。以下仅介绍分析1种控制方式。

1 对称三开道岔的室外设计

1组三开道岔可视为2组单开道岔，有直向、左向、右向3种开通位置。每组单开道岔的转辙设备由1台转辙机和2台密贴检查器及相应安装装置组成，一组对称三开道岔的转辙设备需2台转辙机和4台密贴检查器及相应安装装置。适用于车站信号室内设备为计算机联锁，室外三开道岔配套的转辙设备为三相交流380 V电液转辙机和密贴检查器[2-3]。

以面向道岔尖轨方向看，安装在左侧的转辙机定义为A机，安装在右侧的转辙机定义为B机。根据设计要求，每组三开道岔需加设JM-A型密贴检查器。该密贴检查器共设2组。A机1组，B机1组。每组密贴检查器包括密贴侧(和转辙机同侧)和斥离侧(和转辙机异侧)，需成对安装。

2 道岔的开通方向分析及时序分析

依据A、B转辙机的安装位置，定义A、B转辙机的动作杆伸出位置为定位，动作杆的缩入位置为反位。A机控制①、③尖轨，B机控制②、④尖轨。

2.1 开通方向分析

A转辙机为定位，B转辙机为定位，三开道岔开通直向，如图2所示。

图2 道岔开通直向示意

A转辙机为反位(拉动①、③)，B转辙机为定位，三开道岔开通右向，如图3所示。

图3 道岔开通右向示意

A转辙机为定位，B转辙机为反位(拉动②、④)，三开道岔开通左向，如图4所示。

图4 道岔开通左向示意

2.2 A、B转辙机时序分析

如使三开道岔开通右向，必须先操纵B转辙机转换至定位，再操纵A转辙机转换至反位。(如果先操纵A机，控制电路必须自动完成先操纵B机转换至定位后，再操纵A转辙机转换至反位)。

如使三开道岔开通左向，必须先操纵A转辙机转换至定位，再操纵B转辙机转换至反位。(如果先操纵B机，控制电路必须自动完成先操纵B机转换至定位后，再操纵A转辙机转换至反位)。

如使三开道岔开通直向，必须操纵A、B转辙机转换至定位。

以上逻辑在控制电路中分析。

3 室内控制电路的设计

A、B转辙机分别采用单独控制电路[4-7]，A、B机的启动电路原理一样，以A机为例，控制电路见图5。

图5 转辙机控制电路

通过三级控制电路完成对道岔的控制。

第一级控制电路是1DQJ3-4励磁电路：检查联锁条件，确定能否接收控制命令。在人工操纵道岔(选路时DCJ↑或FCJ↑，单操时经检查没进行区段锁闭和进路锁闭SJ↑)，又经2DQJ141检查道岔需要转换后，励磁吸起。

第二级控制电路是2DQJ的转级电路：确定道岔转换的方向。1DQJF↑使2DQJ转级。

第三级控制电路是1DQJ1-2自闭电路：接通并检查电动机的动作电路的正常工作。1DQJ↑、2DQJ转级后，接通道岔动作电路。1DQJ1-2检查电动机的正常动作而自闭。道岔转换到底后由转辙机的自动开闭器的动作接点切断动作电路，BHJ↓，1DQJ↓。

三相交流电源任一相断电，转辙机不得启动，只要转换过程中任一相断电，转辙机应立即停止转换。时间继电器TJ在1DQJ吸起开始计时，延时13 s吸起，转辙机若在13 s内未能转换完毕，切断1DQJ自闭回路和1DQJF励磁回路，切断电动机电路，使电动机不致长期空转而被烧毁。道岔表示继电器应检查牵引道岔的转辙机转换到规定位置以及相应密贴检查器的状态。

除满足上述条件外，还必须操纵A(B)转辙机转换至反位，控制电路必须自动完成先操纵B(A)机转换至定位后，再操纵A(B)转辙机转换至反位。为此，在每组电路组合中增加1个XDJ(先动作继电器)来完成此项技术要求，AXDJ的励磁回路和自闭回路见图6，电路分析如下(以操纵A机反位为例)。

图6 A机XDJ吸起及自闭电路

AXDJ励磁回路：AFCJ↑，如果此时B机在定位，则无需要B机动作。若此时B机在反位，BDBJ↓则AXDJ3-4线圈励磁，AXDJ↑。此时因为A机1DQJ励磁回路中串了B机DBJ的前接点，所以A机不能动作。

AXDJ自闭回路：AXDJ↑，此时B2DQJ在接通后接点(因为B机在反位)，所以B1DQJ↑，在BDBJ未吸起时(未从反位转换到定位时)，AXDJ保持吸起。如图7所示。

图7 B机1DQJ励磁电路

B1DQJ↑则B机开始转动。当B机转换到定位时，BDBJ↑，切断AXDJ自闭回路。

待B机转换到位，大约需要7s时间，此时如果联锁驱起的FCJ能够保持吸起，则此时，BDBJ↑则A1DQJ开始励磁。如果FCJ已经落下，BDBJ↑切断AXDJ自闭回路，由于AXDJ采用JWXC—H340继电器，一般情况下AXDJ的缓放时间>1DQJ吸起时间+1DQJF吸起时间，则A1DQJ可以励磁吸起，就是在AXDJ缓放过程中完成A1DQJ励磁吸起过程。但在最不利情况下，如果AXDJ的缓放时间<1DQJ吸起时间+1DQJF吸起时间，则A机未能完成转换过程。如图8所示。

图8 A机1DQJ励磁电路

通过此种原理，若A机在反位，需要操纵B机至反位时，电路先自动完成A机到定位后，再操纵B机至反位。同理，若B机在反位，需要转换A机至反位时，先完成B机到定位转换后，再操纵A机至反位。

4 典型类型的道岔控制设计

三开对称道岔在城市轨道交通上海地铁10号线中首次应用，如图9所示，并于2010年4月通车运营。在设计该种道岔类型时，不仅要满足地铁相应的规范要求[8-10]，同时对特殊的逻辑关系通过联锁软件重点处理。

图9 三开对称道岔的特殊站形示意

从图9可以看出，1、5号为1组对称三开道岔，3、7号为2组单开道岔。该种典型道岔逻辑关系在考虑1、5号道岔动作的同时，需要对3、7号道岔进行逻辑分析，通过信号技术使道岔动作一致，保证列车运营的安全[11-12]。在三开道岔正常动作的前提下，1、3号状态一致，5、7号状态一致。为保证安全和效率，在图9的站场布局中的这4组道岔的动作关系操作原则如下：

(1)1号锁在定位时，3号也应锁在定位，但5号和7号应该可以动作；

(2)1号锁在反位时，3号也应锁在反位，5号和7号应该锁在定位；

(3)1/5号锁闭时，3号和7号也应锁闭；

(4)5号锁在定位时，7号也应锁在定位，但1号和3号应该可以动作；

(5)5号锁在反位时，7号也应锁在反位，1号和3号锁在定位。

根据以上操作原则，对这4组道岔的合理的逻辑处理方式为：

1/3号作为一组双动处理，5/7号作为一组双动处理。联锁为这几组道岔作如下输出：1/3-DCJ，1/3-FCJ，3-SJ；5/7-DCJ，5/7-FCJ，7-SJ；1/5-SJ。联锁需要采集以下输入条件：1/3-DBJ，1/3-FBJ；5/7-DBJ，5/7-FBJ。

对应于上述的动作关系，在联锁软件输出条件时作如下关系处理：

(1)1/3输出FCJ和DCJ需检查7号的SJ是否在锁闭状态；

(2)5/7输出DCJ和FCJ需检查3号的SJ 是否在锁闭状态；

(3)3号和7号的DCJ/FCJ/SJ中检查1/5号的SJ；

(4)如果有1组在反位，则所有的SJ落下锁闭。

5 结语

图9中的道岔类型在地铁中首次应用，对控制车站规模，节省土建投资有积极的作用。通过1、5号采用对称三道岔的控制原理，3、7号的控制电路中加入相应道岔的逻辑条件技术来保证行车安全，运营2年来，设备运转正常，基本不需要维护。但对于图5中的道岔逻辑关系，如果把1/3号作为一组双动处理，5/7号作为一组双动处理，同时由联锁控制输出1/3-DCJ，1/3-FCJ，1/3-SJ；5/7-DCJ，5/7-FCJ，5/7-SJ，即在道岔控制电路中的SJ做出调整，由1、3号共用1/3-SJ，5、7号共用5/7-SJ。在逻辑电路中，不体现1、5号道岔的关系，通过联锁软件保证1/3号、5/7号只能同时一组反位动作。

[1] 梁宏波.上海申通60 kg/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．

[2] 中华人民共和国铁道部.TB10007—2006 铁路信号设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2006．

[3] 北京全路通信信号研究设计院.60 kg/m钢轨9号对称三开道岔转换设备电路图册[Z].北京：北京全路通信信号研究设计院，2009．

[4] 铁道部经济规划研究院.道岔交流转辙机控制电路图册[Z].北京：铁道部经济规划研究院，2007．

[5] 中华人民共和国铁道部.TB/T2615—1994 铁路信号故障-安全原则[S]. 北京：中华人民共和国铁道部.1994

[6] 中华人民共和国铁道部.运基信号电[2009]1147号 关于严格部颁标准道岔控制电路的通知[Z].北京:中华人民共和国铁道部,2009.

[7] 铁道部经济规划研究院.经规标准[2006]156号 关于印发通用参考图《提速道岔控制电路图(设计意见书)》专家审查意见的通知[Z].北京：铁道部经济规划研究院,2006.

[8] 中华人民共和国建设部.GB 50490—2009 城市轨道交通技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2009.

[9] 中华人民共和国建设部.GB 50157—2003 地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社,2003.

[10] 中华人民共和国建设部.GB/T 12758—2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件[S].北京：中华人民共和国建设部，2004.

[11] 上海市建设和管理委员会.DGJ08—101—2003 城市轨道交通信号系统技术规范[S].上海：上海建设标准定额管理总站,2003.

[12] 上海市建设和管理委员会.DGJ08—109—2004 城市轨道交通设计系统规范[S].上海：上海建设标准定额管理总站，2004.