中铁六局集团呼和浩特铁路建设有限公司 内蒙古呼和浩特 010050
摘要：目前中国国家铁路投资每年保持在8000亿人民币以上，投资金额巨大，铁路站场在投资中占比较大，而且相对复杂，尤其是大型枢纽站、客运站，大型货物编组站股道较多，施工难度大。我国大部分车站的站线均为有缝线路，传统的配轨方案是计算每股道的长度，通过道岔定位、电务信号定位等方式进行配轨，工作量巨大，容易出错，最后再画出配轨图交给施工现场各分部、各架子队、各领工员现场组织进料、规划场地、选择队伍、编制实施性施组等。传统的配轨方式存在耗时长、准确性差、造成材料损耗增加、二次倒运费增加，不利于施工组织的缺点。因此开发一种通过测量软件和CAD图结合的站场配轨软件，用于快速、准确的做出配轨图。具有简单、直观的特点，并能指导现场施工的方法是非常迫切需要的。
关键词：铁路；站场；配轨图；软件
引言
由于基础资料的不准确性，每次施工需要多进一部分材料备用，防止在施工过程中由于材料短缺造成工期延误，造成材料二次倒运费增加。由于配轨方案不合理或配轨方案错误，容易造成钢轨多用，每损失一根25m钢轨的价值都在一万元以上，因此传统的配轨方式存在以下缺点：
耗时长、准确性差、造成材料损耗增加、二次倒运费增加，不利于施工组织。因此如何快速、准确的做出配轨图，并具有简单、直观、指导现场施工效果的方法是非常迫切需要的。
一、工程概况
新建呼和浩特至准格尔段铁路工程HZSG-2标段和HZSG-6标段，其中营业线改造及邻近营业线施工27.724公里（双线）；站场改造三个，分别为呼和浩特站场改造、呼和浩特西场改造、台阁牧站场改造；两个综合性生产基地，分别为焊轨段和机务折返段。
二、站场改造复杂
新建呼和浩特至准格尔段铁路工程HZSG-2标段和HZSG-6标段包括一个客车整备所改造，呼和浩特站、呼和浩特西站、台阁牧3个既有车站的改造，新建呼南机务折返段和焊轨段搬迁还建工程两个综合性生产基地。由于车站铺轨工程数量大、地处市区、交通运输不便，且属于既有车站改造，工程规模大、过渡工程多、涉及专业广、技术复杂、安全要求高。为确保在行车和设备安全、运输畅通的前提下使站场改造顺利进行，必须从施工技术上予以重视。
三、配轨计算
车站站坪一般设置在平道上，困难条件下也设置在不大于1‰的坡道上。特殊困难条件下，会让站、越行站也有设置在1‰≤i≤6‰的坡道上。因此造成里程相差值不是实际的配轨长度，考虑坡度后，理论钢轨长度=√（（大里程-小里程）2+i2），注意不是每个车站都需要进行坡度计算，通过反算可知，纵坡在3.2‰的线路，钢轨与线路长度相差5mm，因此建议纵坡大于3.2‰的车站站坪考虑纵坡影响，纵坡小于3.2‰的车站站坪不用考虑纵坡影响，直接通过里程差进行计算，减少工作量。
站内正线一般不设置断链，但是每个股道均存在断链问题，图纸给出的道岔坐标和交点坐标是相对正线（基线）里程给定，因此在计算前一定确定好基准线。
以呼和浩特站南场3道作为示例进行计算，起点为127#道岔，为50kg/m钢轨12号单开道岔，里程为K653+287，Y=5.3m，岔后曲线JD127里程K653+381.01，Y=5.8m，转角a=1°38′31.32"，曲线半径R=4000m，切线长T=57.32m，曲线长L=114.63m；终点为112#道岔，为60kg/m钢轨12号单开道岔，里程为K654+106.51，Y=0m，岔后曲线JD112里程K654+015.61，Y=5.8m，转角a=6°4′23.34"，曲线半径R=800m，切线长T=42.44m，曲线长L=84.8m。
第一步应对图纸给定的曲线要素进行复核计算；
第二步计算JD127至JD112间的距离，并且考虑JD127的T=57.32m，JD112的T=42.44m，654015.61-653381.01=634.6m，因此两交点间的直线距离为634.6-57.32-42.44=534.84m。
第三步计算JD127至127#道岔间的距离，里程差为653381.01-653287=94.01，由于127#道岔Y=5.3m，JD127的Y=5.8m，因此实际长度为L=√（94.012+0.52）=94.011m，JD127的T=57.32m，127#道岔的岔前长度为16.853m，因此本段的直线长度为94.011-57.32-16.853=19.838m。
第四步计算JD112至112#道岔间距离，里程差为654106.51-654015.61=90.9m，由于JD112的Y=5.8m，因此实际距离为√（90.92+5.82）=91.084m，JD112的T=42.44m，112#道岔的岔尾长度为21.208，因此JD112和112#道岔间直线距离为91.084m。
第五步计算127#岔头至112#岔尾的长度，19.838+114.63（JD127曲线长）+534.84+84.8（JD112曲线长）+91.084=845.192m。
第六步测轨温，计算预留轨缝，本次按照8mm轨缝预留。
第七步配轨，对于对接式接头轨道，可按下述配轨。
配轨时按钢轨长度和预留轨缝连续计算，以里程来确定钢轨所处位置是在直线段还是在曲线段。曲线段以外股钢轨长度和预留轨缝连续计算，出曲线（跨HZ或YZ点）的一排轨，其轨头里程应扣除曲线差，即外股比线路中线的增长量。按下式计算：
＝S（Lk＋Lo）/2R
式中：S－－两股钢轨中心距，采用1.5m
Lk――圆曲线长度
Lo――缓和曲线长度
R――曲线半径
据此，可确定进入各曲线的第一根钢轨在该曲线内的长度。
为保证钢轨接头的对接要求，曲线内股应配适量的缩短轨。
1、配哪一个缩短量的缩短轨，共需几根。
（1）按曲线半径及标准轨长度，依下表规定选用厂制标准缩短轨。实际配轨时，当有两种缩短量可选用时，宜选缩短量较小的一种，在曲线尾，可不按此表规定，插入适当的缩短轨，使出曲线后，内外股轨头相错量最小。
（2）计算曲线内外股钢轨的长度差值，即曲线内股理论总缩短量，按下式计算：
∑＝S（Lk＋Lo）/R
（3）计算需要的所选缩短轨根数N=∑/K
式中：K――每根缩短轨的缩短量（mm）
上式计算出的总根数应小于曲线外股所用标准轨的根数，否则，应选用缩短量大一级的缩短轨进行内股配轨。
2、这些缩短轨分别配在哪些里程上，方能保证曲线内各轨头相错量满足对接要求。
据《铁路轨道施工规范》，对接式两股钢轨接头位置相错量应符合下述规定：正线和到发线上，直线不大于40mm，曲线上不大于40mm加采用的缩短轨缩短量的一半。
在进行配轨计算时，为给实际施工留一定的容许误差，施工容许错开量比上述规定的容许错开量要小40mm，即容许错开量为采用的缩短轨缩短量的一半。计算时分两步进行。
计算在内股全为标准轨的前提下，曲线起点至各钢轨接头间，内股钢轨理论相错量。
（1）接头位于第一缓和曲线时，计算式为：
△1＝1500L1/2RLo
式中：L1――任一钢轨接头至第一缓和曲线（指曲线起点处缓和曲线）起点（即曲线起点）的距离。
（2）轨头位于圆曲线内时，计算式为：
△1＝1500（L0/2＋L2）/R
式中：L2――钢轨接头距圆曲线起点的距离
（3）轨头位于第二缓和曲线内时，计算式为：
△1＝∑－1500L32/2RLo
式中：L3――任一钢轨接头至第二缓和曲线起点（即曲线终点）的距离。
当算出的△1＞（t＋1/2）K时，则布入一根缩短轨。其中t为在此排轨之前，该曲线上布入的缩短轨根数，t＝0，1，2……。
上例：JD112圆曲线长L＝84.8m，曲线半径R＝800m，铺设长度为25米的标准轨，曲线起点处第一根钢轨进入曲线长度为91.084-25×3=3.584米。配轨计算如下：
依上表选用缩短轨为24.92米
先计算需用缩短轨根数
曲线里股总缩短量为：
∑＝S（Lk＋Lo）/R＝1500×（0+84.8）/800＝159mm
则：N=∑/K＝159/80＝1.987采用2根
然后按下表进行计算。
表中“○”表示标准长度钢轨，“×”表示缩短轨，轨头相错量“＋”表示内股超前。
计算完后，编制配轨计划表，作为铺轨的依据。
四、复核验算
采用《道路测设大师》软件进行验算，目前为止，铁路方面还没有一款专用的坐标计算软件，应用比较广泛的道路测试大师也可在铁路工程中使用，但是缺陷非常明显，比如说在站场股道的计算上就不能一次成型，只能分段计算，再进行CAD合成。
具体步骤为：
第一步：计算正线或基线坐标，定位基准线。
第二步：双线地段根据线间距计算复线逐桩坐标和主要参数。
第三步：计算股道起点、终点、交点坐标
第四步：计算股道逐桩坐标。
第五步：输出CAD图，并将多股道的计算和道岔渡线合并在一个CAD中，形成整体图形。
CAD中的股道、道岔图形合成
第六步：根据图形量测复核计算结果。
五、绘制配轨图
配轨计算前与电务专业确认，绝缘接头等电务设备的位置，以便进行配轨，和设备管理单位确认当地的相关要求，配轨表计算完成，复核无误后就可提报材料计划进料，但是由于场地狭小，材料分批进入，工期紧张，需要多家队伍施工，在施工组织上难度加大，因此必须有一个详细的、准确的配轨图来指导施工，配轨图制作原则：
1.大小以A4纸或A4加长为优，如站场股道较多，也可采用A3或A3加长。
2.线条清晰，股道、道岔编号，主要里程、接头位置、主要工程数量、班组施工范围划分情况等主要信息均标注在图内。
3.配轨图简单到让材料员知道什么材料在哪个位置，让领工员知道怎么安排施工，让班组知道自己的施工范围。
六、结束语
在站场施工中，配轨计算有不同深度的应用，仅仅作为提报材料的计算过程，不能体现出配轨的真正用途，而一个快速、准确的配轨图将会给我们的工程施工带来质的变化。
参考文献：
[1]《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2003），中铁一局集团有限公司，中国铁道出版社，2004年.
[2]《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》（TZ 201-2008），中铁一局集团有限公司，中国铁道出版社，2008年；
[3]《铁路技术管理规程》，中国铁路总公司，中国铁道出版社，2014年；
论文作者:钟杰英
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
标签：曲线论文; 钢轨论文; 里程论文; 道岔论文; 股道论文; 呼和浩特论文; 长度论文; 《基层建设》2019年第6期论文;