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道岔原理

道岔（英语：Turnout，美式英语：Switch，英式英语：Point，香港称为波口）是供轨道车辆变换路径的装置。

道岔种类[编辑]

单开道岔[编辑]

单开道岔（英语：Single Turnout）为自直线往左或右分岔，呈“卜”字形的道岔。自尖轨往岔心分岔向左的为左开道岔，分岔向右的为右开道岔[1]:4-1。

曲线道岔[编辑]

曲线道岔
内侧分歧道岔
外侧分歧道岔

曲线道岔为设置在曲线上的单开道岔。自主线往圆曲线内分岔的称为内向／内侧分歧道岔（英语：Turnout of Similar Flexure）；往圆曲线外分岔的称为外向／外侧分歧道岔（英语：Turnout of Contrary Flexure）[2]:31[3]。

双开道岔[编辑]

双开道岔（英语：Bi-lateral Turnout, Spilt Turnout, Wye Switch）又称对称道岔（英语：Equilateral Turnout），为自直线往左右分岔，呈“人”字形的道岔，且两则之曲率相同。在同样号数下，双开道岔之曲率为单开道岔的一半，因此速限也比单开道岔高[3]。

偏开道岔[编辑]

偏开道岔又称不对称道岔（英语：Asymetrical Spilt Turnout）。偏开道岔类似双开道岔往左右分岔，但左右两则之曲率不同[3]。

三开道岔[编辑]

阪急电铁庄内站的一组异向不对称三开道岔

三开道岔（英语：Three-way Turnout）为自直线往左及右分岔的道岔。三开道岔共有两对尖轨，同侧尖轨重叠于同一位置的三开道岔称为对称三开道岔、同侧尖轨前后错开的称为不对称三开道岔（英语：Interlaced Turnout, Double Turnout）[2]:31-32[4]:1-4。与曲线道岔相似，两个分歧线向同方向分岔的称为同向道岔（英语：Similar Flexure），不同方向分岔的称为异向道岔（英语：Contrary Flexure）[5]:281-283。

交分道岔[编辑]

慕尼黑火车总站的一系列复式內側交分道岔

交分道岔（英语：Slip Switch）为于平面交叉的菱形岔心位置加上股道转换功能的道岔，分别有仅单侧可转换股道的单式交分道岔（英语：Single Slip Switch）、两侧皆可转换股道的复式交分道岔（英语：Double Slip Switch）[4]:6-7；视尖轨设备设置位置可细分为设置于菱形道岔外的外侧交分道岔（英语：Outside Slip Switch）及设置于菱形道岔内的内侧交分道岔（英语：Inside Slip Switch）。

使用交分道岔可以大幅节省用地，亦可以提高调车效率，多用于空间有限且有调度需求的位置[6]:1-35，例如台铁在将台北站内四股道转移高铁运用后于台北站西端设置了目前全线唯一一组复式交分道岔，以在空间限制极大的隧道中满足台北站的调度需求[7]。

乘越道岔[编辑]

乘越道岔（英语：Run-over Turnout，日语：乗越分岐器）又称驶越道岔、横越道岔。常用于市区路面电车系统，近年开始用于直线端极常使用、而分歧端极少使用且通行轴重较低的客货运重型铁路，其中列车通过分歧端时会短暂以轮缘承托并越过主线钢轨[8]:18-28。乘越道岔于经常开通方向可保持连续轨距线且无需护轨，而分歧端则提高一定高度以越过直线端钢轨且必须安装护轨以确保车辆不会脱轨。

三线道岔[编辑]

脱轨道岔[编辑]

构造[编辑]

单开道岔之基本构造，其中：
(1)为转辙部分
(2)为连接部分
(3)为辙叉部分

一般道岔可分为三部分：转辙部分、连接部分及辙叉部分[2]:33，不同系统亦会称此三部分为尖轨区、导轨区及岔心区[9]:93[10]:106[3]。

转辙部分[编辑]

转辙部分的主要部件为基本轨（英语：Stock rail）、尖轨（英语：Switch rail, Switch point, Point rail）、转辙器（英语：Switch machine）及开通方向标志（英语：Direction Indicator, Switch Position Indicator），另外亦会设置止动撑、防爬装置、轨撑等设备。

基本轨[编辑]

基本轨即为标准钢轨，视系统而言采用如UIC 60、JIS 50N等不同型式。另外钢轨头部会经加工刨削以配合尖轨密合[2]:40[9]:93。

尖轨[编辑]

贴合在EN 60 E1基本轨的EN 60 E1A1尖轨
尖轨下方的滚轮式滑床钣
贴合在JIS 50 N基本轨（黑色）的JIS 70 S尖轨（红色），两者皆经加工以让其紧密贴合

尖轨为被转辙器推动，紧贴基本轨以形成连续轨距线的钢轨，视道岔型式会采用不同钢轨加工而成。尖轨下方会设置滑床钣（英语：Slide Plate），降低移动尖轨的阻力[9]:98。

由于尖轨需与基本轨密合，因此多会使用特殊的厚腹不对称（英语：Thick-web Asymmetrical）钢轨刨削而成，例如标准钢轨为UIC 60的系统会使用Zu-1-60钢轨[9]:97；中国大陆采用AT型轨[11]；日本采用S型轨[2]:37[12]。香港地铁的BS90A道岔在1992年的改善工程中亦改用了Zu-2-49钢轨以提高尖轨寿命[13]:26-27。

日本新干线及在来线的60公斤级道岔曾使用90S钢轨加工尖轨，后来改用经济性较佳且性能相当的80S钢轨。而为确保80S与90S的替换性，80S的底部宽度、腹部厚度、头部形状及高度皆与90S相同[14]。

而台湾铁路及日本标准的道岔主要有关节式道岔及弹性式道岔两种，关节式道岔尖轨使用标准钢轨加工，而弹性式道岔尖轨则使用S型钢轨加工[3][15]。

在磨损率极高的路段，尖轨亦可使用铸造锰钢加工而成，使其更耐冲击减少磨损。阿里山林业铁路即使用了140组锰钢尖轨，并将尖轨寿命由一周左右大幅提高至两年[16]，而已有生产锰钢部件能力的厂商亦可在有需求时进行锰钢尖轨开发[17]:23。

不同标准钢轨（上）对应之特殊钢轨（下）剖面

转辙器[编辑]

主条目：转辙器

转辙器为移动尖轨的装置，有人工扳动及电子控制型式。而尖轨长度较长的道岔需要设置辅助拉杆或多组转辙器以确保尖轨定位；另外设有可动式岔心的道岔亦需额外设置转辙器移动岔心或翼轨[18]。

在道岔通行方向极为固定的一些铁路系统亦采用了弹簧式转辙器。弹簧式转辙器为加装一组油压缸的人工扳动道岔，平常固定开通定位；当反位有列车背向尖轨驶入道岔时列车车轮会推动尖轨至反位，油压缸会保持开通反位约5秒再自动将尖轨推回定位[19]:42-44。

台湾铁路花莲站的249号道岔，为人力扳转型式
台中捷运绿线北屯总站的007号道岔，为电动转辙器扳动型式
江之岛电铁线的一组弹簧式道岔，开通方向标志加注“S”表明为弹簧式道岔

开通方向标志[编辑]

台北捷运北投站1B道岔的锁定及定位指示灯
显示正位（N）
显示反位（R）

开通方向标志顾名思义是表示道岔开通方向的设备，供人员确认道岔已锁定及开通至正确方向。开通方向标志主要可分为标志式及灯号式两种。标志式开通方向标志连接至转辙拉杆，在尖轨移动时会同时转动至相应方位；而灯号式开通方向标志则透过接收锁锭装置的信号显示相应灯号[20]。

连接部分[编辑]

转辙部分的主要部件为基本轨、导轨（英语：Closure rail）及绝缘接头（英语：Insulated joint），连接尖轨及岔心。

辙叉部分[编辑]

辙叉部分的主要部件为岔心（英语：Frog, Crossing）及护轨（英语：Check rail）。

岔心[编辑]

岔心为两根钢轨交叉时，需提供轮缘通过空间而设置的特殊装置。岔心由翼轨（英语：Wing rail）及鼻轨组成，翼轨及鼻轨间设有轮缘槽（英语：Flangeway）供车轮通过。

依道岔分岔线曲线的终点位置，可将岔心依翼轨及鼻轨为直线或曲线分为[9]:94-97：

  • 曲线岔心：分岔线曲线终点一直延伸至理论岔心点后，因此分歧端的翼轨及鼻轨皆为曲线。如UIC 711所规范的道岔即为曲线岔心型式
  • 直线岔心：分岔线曲线中断于理论岔心点或其前方，因此鼻轨为直线。而视曲线中断位置可再细分为：
    • 翼轨皆为直线：分岔线曲线中断于理论岔心点前方，令两根翼轨皆为直线，亦即岔心部件可制作成左右对称，使左开、右开、甚至双开道岔共用岔心部件，统一备料规格。日本、美国、德国、新加坡等皆使用此类直线岔心
    • 翼轨一直一曲：分岔线曲线中断于理论岔心点，令其中一根翼轨为曲线。台北捷运的直线岔心为此类型
固定式岔心[编辑]
固定式岔心之基本构造，图中为钢轨组合式辙叉，其中：
A为基本轨
B为护轨
C为翼轨
D为护轨间隔材
E为理论岔心
F为长心轨
G为短心轨
H为辙叉趾端
I为辙叉踵端
J为导轨
K为轮缘槽
L为辙叉根部填块

传统固定式岔心（英语：Fixed Nose Frog, Fixed Nose Crossing，简称FNF／FNX）存有轨距线中断的“有害空间”，车轮通过时会因撞击造成振动和噪音，亦会对岔心及车轮造成耗损。另外车轮若在岔心进入错误方向会造成脱轨，因此岔心处设有翼轨及护轨以导引车轮进入正确方向[9]:99。

固定式岔心的种类与制作方式有很多种[9]:100-102[4]:53-55[21]：

  • 钢轨组合式辙叉（英语：Bolted Frog）：以标准钢轨及间隔材加工拼接而成的岔心
  • 焊接式岔心（英语：Welded Frog）：标准钢轨加工焊接而成的岔心
  • 半焊接岔心（英语：Semi Welded Frog）：以钢轨及间隔材拼接上焊接而成的鼻轨
  • 高锰钢整铸式辙叉（英语：Solid Manganese Frog）：台铁称此类岔心为高锰钢岔心。以锰钢铸造或锻压并经硬化处理而成的一体式岔心，由于锰钢容易因加工而硬化，因此多以铸造工艺生产，并以炸药爆破硬化至所需硬度。因技术复杂且加工不易，高锰钢整铸式辙叉的成本较高，而且锰钢与标准钢轨的碳钢性能差异大，焊接时需另外使用如沃斯田铁不锈钢等性能在锰钢与碳钢间的中间介质过渡[4]:53[22][23]:16
  • 高锰钢组合辙叉（英语：Rail Bound Manganese Frog）：翼轨以标准钢轨制成，岔心连同部分翼轨铸造成一体，并以螺栓安装在翼轨间制成的岔心。由于锰钢使用较少而可在保证相当寿命下降低成本，亦消除高锰钢整铸式辙叉与标准钢轨间焊接困难的缺点
  • 整体自护锰钢岔心（英语：Solid Self Guarded Manganese Frog）：类似高锰钢整铸式辙叉，于岔心铸件设有护轨以导引车轮并因而可省略额外护轨，主要用于如车辆基地等低速运行区域
  • 承缘式岔心（英语：Flange-bearing frog）（英语：Flange Bearing Frog）：又称跳跃式岔心、抬升式岔心（英语：Jump Frog、Lift Frog、Overrun Frog）等，日本称为乗越クロッシング。承缘式岔心为用于乘越道岔的岔心
  • 弹簧式岔心（英语：Spring Frog）：弹簧式岔心的其中一根翼轨以弹簧保持贴合鼻轨，为直线端提供连续轨距线；往返分歧端的列车车轮会推动翼轨，列车驶离后弹簧将其推回鼻轨。通常用于分歧端通行量少于20%的位置，且主要在北美内使用[24]:3

钢轨组合式及半焊接岔心的最大优点是加工制造方便及成本低，但因零件数多，又在长期使用下损耗率高，所以钢轨组合式及半焊接岔心的养护量高且使用寿命短。因此如中国大陆既有线、台北捷运、台湾铁路、阿里山林业铁路等铁路系统皆逐渐以各式锰钢岔心取代原有的钢轨组合式及半焊接岔心[9]:102[16][17]:7[19]:13[4]:52-55[25]。

可动式岔心[编辑]
主条目：可动式岔心

在高速铁路系统中，因行车速度较高而常采用号数较大的道岔，但号数较大的道岔有害空间亦更大，因此为保障行车安全及舒适度，高速铁路系统普遍采用消除有害空间的可动式岔心，型式分为翼轨可动（英语：Movable Wing）及鼻轨可动（英语：Swing Nose Frog, Swing Nose Crossing，简称SNF／SNX）。

在香港，可动式岔心被称为高速波口，并首先用于运行速度较市区铁路快的机场铁路。而在台湾，可动式岔心亦逐渐被使用在高速铁路以外的系统，例如台北捷运环状线第一阶段、台中捷运绿线即分别采用了10组及16组可动式岔心，且捷运工程局修订中运量系统规划手册为优先采用可动式岔心。在捷运系统采用可动式岔心的目的主要为减振降噪及减低维护需求，而非提高通过道岔速度[18]。

在日本、澳洲等地，可动式岔心亦被用于行驶速度较高的窄轨路线，其中一个例子为日本北越急行以新干线规格建造的北北线[19]:35-40。

其中鼻轨可动式岔心有多种制作方式[26]：

  • 整铸式鼻轨配一般翼轨：鼻轨由钢鉟加工出三角块并焊上标准钢轨而成，翼轨由标准钢轨制成。如德国、日本、中国大陆CN系列可动式岔心即采用此方式制造[4]:119
  • 整铸式翼轨摇篮配整铸式鼻轨：翼轨中段与鼻轨密合的区段以锰钢铸造成整体式摇篮（英语：Manganese Monobloc Cradle），然后前端焊接标准钢轨、后端焊接A74（60E1T2）或60TY1钢轨组成完整翼轨，而鼻轨以钢轨拼接而成。法国、中国大陆CZ系列可动式岔心即采用此方式制造[4]:128-129
  • 拼装式可动式岔心：鼻轨、翼轨皆由钢轨拼接而成，中国大陆客专线系列道岔即采用拼接而成[4]:104-105

台北捷运、台中捷运所采用的可动式岔心因无整铸式产品而采用拼接鼻轨；翼轨部分台北捷运为向中铁山桥购买的拼装式翼轨，台中捷运则为向Vossloh Cogifer购买的整铸式翼轨摇篮[18][27][28]。

伊尔默瑙-沃尔夫斯贝格车站23号#18.5道岔的整铸式鼻轨
成田汤川站的可动式岔心道岔
台中捷运绿线的一组复式横渡线，由四套#9可动式岔心道岔组成
北北线颈城站的窄轨可动式岔心道岔

护轨[编辑]

主条目：护轨
岔心处两侧的护轨，使用JIS 37A钢轨制成

由于列车经过固定式岔心时车轮有可能误进错误方向导致脱轨，因此在岔心另一侧的基本轨内侧设置护轨以导引车轮驶入正确方向。在使用可动式岔心的道岔中由于轨距线连续不中断，因此不需设置护轨导引车轮，但在部分可动式岔心道岔会于分歧端设置护轨以减少鼻轨的磨耗[2]:43[4]:67[6]:1-34。

为了使护轨发挥应有的功能，其设置位置应位于距离岔心轨距线的一定范围内，此距离称为查照间隔（英语：Check Gauge）。若查照间隔太小会使车轮撞击岔心鼻轨，查照间隔太大则会使车轮爬上翼轨[6]:1-34。举例来说，中国大陆规定标准轨距的查照间隔不得少于1,391 mm且护轨平直段的轮缘槽宽度在42-44 mm间[4]:67-68，台铁1,067 mm窄轨的查照间隔视钢轨型式规定在1,020-1,032 mm间[29]，台中捷运则规定查照间隔为1394(+2) mm且轮缘槽为41 mm宽[27]。

护轨主要有两种制作方式[4]:69-75：

  • 一般钢轨加工而成：使用标准钢轨或低一级的钢轨（如标准钢轨为60公斤级，护轨同样使用60公斤钢轨或50公斤级钢轨）经弯曲、切削加工而成，优点为材料取得容易，缺点为钢轨加工量大
  • 使用特殊钢轨制成：使用如UIC 33（33C1）、SBB Radlenker等特殊剖面钢轨加工而成，优点为钢轨加工量少且加工简单，缺点为需特别采购护轨钢轨

道岔编号[编辑]

每个道岔皆有两个编号，一个是因营运及调度需要而给予的运转编号，另一个是表示其岔心角、大小等的构件型号[30]:26。

运转编号[编辑]

运转编号用以表示一个道岔于车站站场或车辆基地内的位置，方便营运、调度、以及养护时各方皆明确知道为何组道岔。运转编号依不同系统有其编号规则以配合其营运需要。

以台湾铁路管理局为例，原则上车站北方使用单数编号、南方使用双数编号，单线路段使用单位数编号、复线路段使用双位数编号、调车场内使用三位数编号或功能编号，编号越小离站场越远，而如横渡线等设有联锁的两个道岔以同编号加AB标示[3][30]:26-27。

构件型号[编辑]

构件型号通常会被称为“道岔号数”。道岔岔心角（θ）大小通常会用道岔号数（N）表示，道岔号数越大、岔心角越小、分歧端速限越高，但道岔长度亦更长，亦可能需设置如辅助拉杆、多组转辙器、多组轨距垫钣等设备。为免与运转编号相混，道岔号数多会以#N或N#表示。

菱形岔心中的端部岔心及K型岔心亦使用道岔号数表示，一些系统则会以其夹角表示。例如一组由#5端部岔心及#5 K型岔心组成的菱形岔心亦可以其夹角称为11.4333°菱形岔心。

计算方式[编辑]

计算道岔号数有多种方式，例如中线法、直角法、等腰三角法[5]:263。三种方法皆为取岔心踵端某处轨距线开度与该处自理论岔心距离的比值，即在一个N号岔心每远离岔心点N公尺，轨距线会分开1公尺。

  • 中线法之计算方式
    中线法（英语：Centre line method）：中线法的N值取自岔心的中心线，其计算公式为[5]:263-264。采用此方式的包括英国、美国、日本、台湾铁路等。
  • 直角法（英语：Right angle method）：直角法又称高士法（英语：Coles method），其N值取自岔心直角三角形的底边，其计算公式为[4]:51-52[5]:264。采用此方式的包括欧洲、独立国协、印度、中国大陆、台北捷运、台湾高铁等。其中欧洲计算时角度并非取自理论岔心点而是踵端之夹角（即变位角），因此欧洲曲线半径300公尺的#9道岔以中线法计算时其号数实为#10.22，亦因此欧洲常会出现号数相同半径不同、或半径相同号数不同的道岔，例如#9道岔有半径190公尺直线岔心及半径300公尺曲线岔心两种，同时曲线半径300公尺道岔有#12直线岔心及#9曲线岔心两种[24]:6
  • 等腰三角法（英语：Isosceles triangle method）：等腰三角法的N值取自等腰三角法的斜边，其计算公式为[5]:264。

称呼方式[编辑]

依据不同标准、系统等，道岔会有一套命名标准以说明其钢轨型式、号数、道岔型式等资讯。

在日本产业规格JIS E1304中，规定的称呼方式为“轨距-道岔型式 钢轨型式 号数 道岔方向-线形”。具体内容为：

项目 记号 意义
轨距 N 1,067 mm窄轨
S 1,435 mm标准轨
道岔型式 T 道岔
DC 剪式横渡线
钢轨型式 # 依JIS E1101规定之钢轨型式记号
号数 # 道岔号数
道岔方向 A 左开道岔
B 右开道岔
C 双开道岔
线形 X 无入射角曲线尖轨
Y 有入射角曲线尖轨
Z 直线尖轨
O 乘越道岔

因此，“N-T 50N 8 A-X”表示为“使用JIS 50N钢轨，采用无入射角曲线尖轨之窄轨#8左开道岔”，而“S-DC 50N 10”则表示为“使用JIS 50N钢轨之标准轨#10剪式横渡线”[15]。

在台湾，由高速铁路工程局（现铁道局）主导的计划以“钢轨型式-曲线半径-号数 岔心型式”称呼各式道岔以便采购及维护[10]:107[31]。具体内容为：

项目 记号 意义
钢轨型式 # 钢轨型式完整名称
曲线半径 # 分歧端曲线半径，若为复曲线则同时表示两个半径
号数 # 道岔号数，以比值表示
岔心型式 c 固定式岔心
s 可动式岔心

因此，如台湾高铁目前使用的最大道岔为“JIS 60-10000/4000-1:32.05s”[10]:107，表示其为“使用JIS 60钢轨，分歧端由半径10,000公尺导曲线及半径4,000公尺圆曲线组成之#32.05可动式岔心道岔”；而桃园捷运使用的“UIC 60-300-1:9”道岔则表示其为“使用UIC 60钢轨，分歧端为半径300公尺圆曲线之#9道岔”[31]。

常用道岔号数[编辑]

一个轨道系统所选用的道岔号数多寡，会对其规划、营运、养护造成影响。选用较多道岔号数可让线形规划更灵活，但会加重维修及养护的难度；选用较少道岔号数则可减少维修及养护难度，但会对线形造成较大限制。因此每个轨道系统皆会规定数个选用道岔号数，以在维修养护及线形弹性间取得平衡[4]:13-14[25]。

  • 中国大陆传统铁路：中国大陆标准轨距铁路规定使用#6、#7、#9、#12、#18、#24道岔。目前营业中的路线主要采用#9及#12道岔，并于部分速度较快的侧线采用#18道岔，一些既有线提速后亦采用了#30、#38道岔，而#6、#7道岔多用于工业铁路及城市轨道系统[4]:16
  • 中国大陆高速铁路：中国大陆高速铁路主要于城际铁路使用#12道岔、于客货共用线使用250 km/h级#18道岔、其馀高铁线使用350 km/h级#18及#42道岔。除此之外只有极少量使用#39.173、#50、#62道岔[4]:97。大部分高速道岔的直线端速限为350 km/h，其中设置于京沪高速铁路的高速道岔直线端速限达380 km/h[32]
  • 港铁地铁系统：港铁的地铁路段采用#7、#10.5、#14、#18道岔[33]:35，分别有使用BS90A及UIC 60钢轨的道岔。其中BS90A道岔早年可靠率低，因此香港地铁在1992年起进行了一系列改善，将可靠度提升至UIC 60道岔同级水准[13]:26-27
  • 台铁沙仑线沙仑站南方设置于弹性PC轨枕防振轨道上的一组50N #8复式横渡线。此为台铁全线首次设置无道碴道岔[34][35][36]
    台湾铁路：主要采用#8、#10、#12、#16道岔。原则上特甲级线及甲级线正线最小使用#12道岔，乙级线正线最小使用#10道岔，侧线最小使用#8道岔[30]:32[37]
  • 台北捷运：初期规划时规定限用#7、#10、#14及#17道岔。但由于后续路网皆为地下段，采用大号数道岔会增加开挖成本，因此淡水线建成后已无采用#17道岔，后来再简化为机厂采用#7、正线采用#10道岔[25]。台北捷运初期规划曾考虑#10、#14、#17使用可动式岔心，经评估后取消此设计，后于环状线第一阶段起重新加入可动式岔心设计[9]:99-100。目前台北捷运主要规定高运量系统于道碴道床采用#7及于无道碴道床采用#10道岔；中运量系统于道碴道床采用#6及于无道碴道床采用#9道岔[9]:349
  • 位于三莺线莺歌站的#7双开道岔之可动式岔心
    新北捷运：主要采用#6及#7道岔，三莺线正线上采用#7单开及双开道岔，机厂内采用#6道岔
  • 桃园机场捷运林口站东面的两组#9单开道岔，其中左侧道岔开通分歧端，右侧道岔开通直线端
    桃园捷运：主要采用#7及#9道岔，其中机场线采用#7及#9单开道岔[31]，绿线则采用#7单开及双开道岔[38]:9-23
  • 台中捷运绿线的一组袋状轨，由#9单开道岔及#7双开道岔组成
    台中捷运：主要采用#7及#9道岔，绿线正线上采用#9单开道岔及#7双开道岔[28]
  • 台湾高铁：台湾高铁采用了4种固定式岔心道岔及7种可动式岔心道岔。固定式岔心道岔为190-1:9、300-1:12、300-1:9、900-1:16，可动式岔心道岔为1200-1:18.5、3000/1500-1:18.16、3000/1500-1:18.14、3000/1500-1:20.25、4800/2450-1:24.26、4800/2450-1:26及10000/4000-1:32.05。台湾高铁标准的中间站道岔配置为车站前后设置#18.5横渡线、进站线视距离月台末端的距离设置#33或#26道岔、出发线设置#20.25道岔，并按需求以#12道岔设置避难轨[10]:107。台湾高铁于规划时曾设计分歧端速限达200 km/h、曲线半径达6,100公尺的#40.15道岔，但因全线皆未有极高速道岔的需求而未设置[24]:33-36
  • 日本传统铁路：日本工业标准规定了#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10、#12、#14、#16、#20的岔心角[39]，并依轨距及钢轨重量规定道岔号数[15]
  • 日本高速铁路：日本新干线常用为#9、#12、#14、#16、#18道岔[40]，其中#9道岔用于车辆基地及侧线，#18道岔用于正线[24]:43-44。而高崎站北面3.3公里处的上越新干线与北陆新干线分歧点采用了一组日本境内最大的#38道岔以容许列车以160 km/h驶入分歧端[41][42]:56，借此使上越新干线与北陆新干线共用约3.4公里轨道并减低建设费用[43]:80[44]，而此#38道岔亦被用于成田机场线于成田汤川站东面的单／复线分歧点[45]
  • 美国：美国铁路工程及养路协会（英语：American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association）（AREMA）标准规范了#5、#6、#7、#8、#9、#10、#11、#12、#14、#15、#16、#18、#20道岔。多数铁路业者会限定使用其中三至五个道岔号数，但规格未必完全与AREMA标准相同，而各铁路业者选用的道岔号数亦不尽相同。其中BNSF及联合太平洋铁路依据AREMA规范额外设计了#24道岔[24]:41-42
  • 加州高铁：加州高铁局（CHSRA）参考美国国内道岔及欧洲、日本、台湾高速道岔后规范加州高铁采用#9、#11、#15及#20固定式岔心道岔为低中速道岔[24]:62-63，并采用分歧端速限60、80、110、150英里的可动式岔心高速道岔、横渡线及进出站线，各高速道岔以AREMA算法换算之号数分别为#23.25、#31.2、#42.8及#58.8[24]:57-62。原则上#9道岔因会产生大量磨耗因此限于通行量极低的位置例外设置，#11道岔为车辆段标准道岔，#15道岔为自主线岔出之最小选用道岔，其馀通行量非“极低”的位置使用不小于#20道岔；另外车站储车及避难轨以最小#11道岔设置[24]:63。其中低中速道岔全数采用直线岔心以简化维护需求[46]:11，高速道岔则为曲线岔心[24]:56

道岔速限[编辑]

由于道岔的轨道配置复杂、分歧端曲线无法设置超高、部分系统于道岔不设有钢轨倾斜等原因，道岔不论直线端抑或分歧端皆有其速度限制，其中分歧端曲线的速限会比同半径的一般曲线更低。

中低速道岔
轨距
（公釐） 		钢轨型式 道岔号数 岔心角 单开直线端 单开分歧端 双开 适用系统
速限
（km/h） 		半径注1
（公尺） 		速限
（km/h） 		半径注1
（公尺） 		速限
（km/h）
1,067注2 JIS 50 N 8 7°9'10" 130 118.0 25 237.0 45 台湾铁路[3][6]:1-19-1-20, 2-12[47]
10 5°43'29" 185.5 35 370.7 50
12 4°46'19" 267.7 45 535.0 60
16 3°34'47" 477.8 60 955.3 75注3
JIS 50 N 8 7°9' 118.0 25 237.0 40 日本传统铁路[15][48]:89
10 5°43' 185.5 35 370.7 50
12 4°46' 267.7 45 535.0 60
14 4°5' 362.8 50 725.4 70
16 3°34'30" 477.8 60 955.3 75
JIS 60 20 2°51'30" 741.4 70 1483.3 90
1,435 UIC 60 6 9°41'0.26" 100 27 台湾捷运系统[9]:95-96[25][27][49]
7 8°11'22.33" 140 33 280 46
9 6°20'25.85" 190 40
9／10 5°35'58.56" 300 47
14 4°7'6.29" 555 58
17 3°20'53.21" 840 67
60 N 12（客专线） 4°45'49" 250 350 50 中国大陆高速铁路[4]:97-115
18（客专线） 3°10'47.39" 250／350 1,100 80
JIS 50 N 9 6°22' 110 202.1 35 日本新干线[24]:43-44[44][50][51]
JIS 60 9 190 30 台湾高铁
9 300 40
12 600 40
16 900 80
18.5 1,200 100
136RE
141RE 		9 6°21'35" 189 32 加州高铁[24]
11 5°12'18" 290 40
15 3°49'06" 533 56
20 2°51'51" 998 80
注1：日本之曲线半径为外侧钢轨的曲线半径，其他系统则为轨道中心线之曲线半径
注2：台铁及日本之窄轨道岔视尖轨、岔心型式有不同之直线端速限，130 km/h为为高性能列车通过使用弹性尖轨及锰钢岔心道岔的速限[6]:1-19
注3：台湾铁路#16双开道岔因全线仅铺设一套，将以单开道岔取代[3]
高速道岔
轨距
（公釐） 		钢轨型式 道岔号数 岔心角 直线端 分歧端 适用系统
速限
（km/h） 		岔前半径
（公尺） 		圆曲线半径
（公尺） 		岔后半径
（公尺） 		速限
（km/h）
1,435 60 N 12（客专线） 4°45'49" 250 350 50 中国大陆高速铁路[4]:97-115
18（客专线） 3°10'47.39" 250／350 1,100 80
39.173（CN） 1°27'52.34" 350 4,000 160
41（CZ） 1°23'50" 4,500 160
42（CN） 1°21'50.13" 4,100 160
42（客专线） 1°21'50.13" 5,000 160
50（CN） 1°8'44.75" 7,300 220
62（客专线） 0°55'26.56" 8,200 220
JIS 60 18 3°11' 260 1,106 70 日本新干线[24]:43-44[44][50][51]
38 1°30'28" 8,400 4,200 8,400 160
JIS 60 18.5 300 1,200 100 台湾高铁
18.14 3,000 1,500 100
18.16
20.25
24.26 4,800 2,450 130
26
32.05 10,000 4,000 160
40.15 16,000 6,100 200
136RE
141RE 		23.25 2°27'49" 3,048 1,524 97 加州高铁[24]
31.2 1°50'12" 5,486 2,743 129
42.8 1°20'14" 10,363 5,182 177
58.8 0°58'27" 24,384 9,754 241

为了提高道岔速限，可以采用多种设计：

  • 改用大号数道岔：改用较大号数道岔是提高道岔速限最直接的方法，但由于大号数道岔长度较长，未必可直接替换现有道岔
  • 加大曲线半径：透过加大分歧端曲线半径，可以在相同的道岔号数下提高分歧端速限。例如台湾高铁的#9道岔分别有190-1:9及300-1:9两型式，其中曲线半径190公尺的#9道岔速限为30 km/h、曲线半径300公尺的#9道岔速限为40 km/h[10]:107
  • 改用可动式岔心：透过使用可动式岔心，可以为列车提供连续轨距线，使其高速通过时更平稳，借此提高直线端速限。以中国大陆的60公斤级#18 PC枕道岔为例，使用固定式岔心时直线端速限为120 km/h、改用可动式岔心后提高至160 km/h、再改进后的可动式岔心高速道岔更提高直线端速限至200 km/h[52]:211-214

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  • 增加钢轨倾斜：
  • 改善分歧端曲线：透过将分歧端曲线从单圆曲线改为复圆曲线或加上缓和曲线，可减少列车进入曲线时的震动，从而提高道岔部件寿命。
  • 修改基本轨：由于列车驶经尖轨时车轮接触到的钢轨剖面会持续变化，导致车轮摆动与震动，并会加速钢轨损耗及减少道岔寿命。对此可采用的对策包括FAKOP、CAFTERSAN等技术。
    • FAKOP：FAKOP（德语：Fahrkinatishe Optimierung）又称KGO（英语：Kinematic Geometry Optimisation），中国大陆译轨距优化，台铁译最佳动态轨距线形。FAKOP由voestalpine研发，将与尖轨接合的基本轨轨距加宽以减少车轮进入尖轨区时的接触点，同时可增加尖轨厚度使其更耐用，但采用FAKOP会令钢轨加工及铺设较为复杂[4]:115-116[53][54]
    • CAFTERSAN：以切削基本轨达成与FAKOP相同的目的，可以用以改善现有道岔[54][55]

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

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外部链接[编辑]

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