客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)標(biāo)志牌的選用探討

王曉輝

(中鐵電氣化局集團(tuán)系統(tǒng)集成事業(yè)部，北京 100036)

1 概述

接觸網(wǎng)標(biāo)志牌作為接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一部分,在鐵路領(lǐng)域行車、運(yùn)營(yíng)維護(hù)指導(dǎo)以及安全警示方面有著極其重要的作用,面對(duì)日益提高的列車行駛速度,標(biāo)志牌所承受的列車行駛時(shí)的沖擊力已遠(yuǎn)超普通鐵路,其安全性、可靠性也在接受著新的沖擊與挑戰(zhàn)。日本、法國(guó)、德國(guó)等高速鐵路發(fā)展較早的國(guó)家,對(duì)標(biāo)志牌也未形成統(tǒng)一的規(guī)定,中國(guó)作為高鐵大家庭的新成員,在此領(lǐng)域更是空白,面對(duì)國(guó)內(nèi)高速鐵路的建設(shè)大潮,迫切需要制定出一套適合中國(guó)高鐵的標(biāo)志牌標(biāo)準(zhǔn),武廣鐵路客運(yùn)專線作為中國(guó)第一條時(shí)速350 km的長(zhǎng)大干線的高速鐵路,其幾乎囊括了高速鐵路所能遇到的一切可能性,包含了路基、橋梁、隧道等,對(duì)其后中國(guó)高鐵的建設(shè)將起到至關(guān)重要的借鑒作用。

2 高速鐵路接觸網(wǎng)標(biāo)志牌的設(shè)計(jì)方案選用

2.1 H型鋼柱號(hào)碼牌

支柱號(hào)碼牌主要用途是為運(yùn)營(yíng)維修時(shí)提供指示,作為鐵路線上運(yùn)用最廣、與高速列車近距離接觸的產(chǎn)品,其安全性能相對(duì)普速鐵路有了更為嚴(yán)格的要求。

方案1：用肩架將號(hào)碼牌固定到支柱的田野側(cè)。其缺點(diǎn)是,影響美觀,同時(shí)因H型鋼柱型號(hào)眾多導(dǎo)致安裝肩架用抱箍型號(hào)多,安裝復(fù)雜。

方案2：安裝在平腕臂上。其缺點(diǎn)是,列車運(yùn)行速度快,風(fēng)速大,安裝在帶電區(qū)隱患多。

方案3：采用高強(qiáng)度膠水直接粘貼在H型鋼柱上。其缺點(diǎn)是,冬季施工時(shí)號(hào)碼牌粘膠性能下降,粘貼質(zhì)量受安裝環(huán)境影響較大。

圖1 H型鋼柱粘貼號(hào)碼牌尺寸(單位：mm)

綜合以上3種方案,方案1和方案2在普速鐵路運(yùn)用較多,考慮到高速鐵路對(duì)美觀性要求極高,故放棄了方案1的選用；方案2因其安全性無(wú)法得到保障也不予采用；方案3切合高速鐵路建設(shè)的美觀性,安裝也相對(duì)簡(jiǎn)單、便利,但安裝時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行以下要求：鋼柱粘貼面必須清潔、干燥、平整，如有污漬、水漬、灰塵必須先擦洗干凈(最好用酒精),待表面干燥后再粘貼號(hào)碼牌,否則影響粘貼強(qiáng)度；號(hào)碼牌粘貼上后應(yīng)用軟刷類工具刷平整,邊角不得有突起以及粘貼不嚴(yán)等情形,防止雨水、灰塵從縫隙進(jìn)入,縮短號(hào)碼牌的使用壽命；盡量避免雨天粘貼。號(hào)碼牌尺寸見圖1。

2.2 隧道內(nèi)吊柱號(hào)碼牌

武廣鐵路客運(yùn)專線全線有近80 km的隧道,高速列車在隧道內(nèi)行駛時(shí),由于空間有限,對(duì)設(shè)備的沖擊力遠(yuǎn)大于隧道外,對(duì)設(shè)備的安全性能要求遠(yuǎn)高于隧道外的。

方案1：反光膜直接粘貼在隧道吊柱上。其缺點(diǎn),隧道內(nèi)潮濕度不可控,難于達(dá)到安裝面干燥的要求。

方案2：采用V型號(hào)碼牌安裝在隧道壁上。其缺點(diǎn),破壞隧道壁,安裝難度大；受風(fēng)力影響大,牢固度較低。

方案3：反光膜粘貼在鋁合金板上,采用雙肩架固定在隧道吊柱上。其缺點(diǎn),成本較高,安裝復(fù)雜,影響美觀,且受風(fēng)力影響大。

方案4：反光膜粘貼在鋁合金板上,采用抱箍固定在隧道吊柱上。其缺點(diǎn),成本相對(duì)較高。

綜合以上4種方案,考慮到隧道內(nèi)的特殊環(huán)境條件,方案4成本雖相對(duì)較高,但在安全性、可控性方面有著相對(duì)較大的保障,武廣鐵路客運(yùn)專線采用該方案,同時(shí)采取了加大墊片、焊接加強(qiáng)筋、.螺栓加開口銷,防止螺母松動(dòng)脫落等固定措施,并在安裝完成后進(jìn)行了拉力試驗(yàn),確保安全、可靠。隧道內(nèi)吊柱號(hào)碼牌如圖2所示。

圖2 隧道內(nèi)吊柱號(hào)碼牌

2.3 隧道外分相“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌

方案1：采用傳統(tǒng)普速鐵路的安裝方式,反光膜粘貼在鋁合金板上利用鋼管固定在線路外。其缺點(diǎn),高速鐵路采用無(wú)砟軌道,地面硬化,施工難,且列車運(yùn)行速度快,有安全隱患。

方案2：反光膜粘貼在600 mm×600 mm鋁合金板上，采用方頭螺栓配特殊加工固定架安裝在H型鋼柱上。其缺點(diǎn),安裝件通用性不夠,安裝復(fù)雜。

綜合以上兩種方案,方案1一般在普速鐵路運(yùn)用,在350 km/h的客運(yùn)專線上運(yùn)用無(wú)論在可行性、安全性等方面都有極大的局限性,不予采用。方案2雖然相對(duì)復(fù)雜,但只要制作環(huán)節(jié)控制嚴(yán)格,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、安裝準(zhǔn)確,完全能滿足對(duì)安全性的需求,武廣鐵路客運(yùn)專線采用該方案。其標(biāo)志牌見圖3。

圖3 隧道外分相“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌

2.4 隧道內(nèi)分相“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌

正常情況下,分相一般應(yīng)盡量避免位于隧道內(nèi),武廣鐵路客運(yùn)專線所經(jīng)線路地形復(fù)雜、隧道眾多,存在分相位于隧道內(nèi)的特殊情況。高速鐵路列車在正常狀態(tài)下都是納入列控系統(tǒng)自動(dòng)駕駛,但是在出現(xiàn)特殊情況時(shí)需要人工操作,此時(shí)“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌將為司機(jī)做指示,因此其尺寸應(yīng)遠(yuǎn)大于一般支柱號(hào)碼牌,但是考慮隧道內(nèi)的特殊環(huán)境,如果采用隧道外“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌的600 mm×600 mm尺寸,列車經(jīng)過(guò)時(shí)風(fēng)阻力過(guò)大,存在很大安全隱患,故隧道內(nèi)的標(biāo)志牌尺寸設(shè)計(jì)為400 mm×400 mm,既不影響司機(jī)眺望，又大大減少了風(fēng)阻力。同時(shí),由于隧道內(nèi)軌道旁無(wú)H型鋼柱等可供固定設(shè)備,因此,“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌必須安裝在隧道壁上,武廣鐵路客運(yùn)專線采用的就是將“預(yù)斷”、“斷”、“合”標(biāo)志牌的反光膜粘貼在V字型標(biāo)志牌鋼板底架上用螺栓固定在底座上,利用6根膨脹螺栓將底座固定在隧道壁上。要求工廠在加工時(shí)嚴(yán)格控制焊接工藝,安裝完畢后要進(jìn)行拉力試驗(yàn),以確保其安全性。如圖4所示。

圖4 隧道內(nèi)分相“合”標(biāo)志牌(單位：mm)

2.5 距分相1、3 km標(biāo)志牌

為配合聯(lián)調(diào)聯(lián)試,在列車經(jīng)過(guò)分相時(shí)提前掌握分相位置,武廣鐵路客運(yùn)專線在每處分相的“預(yù)斷”標(biāo)來(lái)車方向、“合”標(biāo)來(lái)車反方向分別在1 km、3 km處增設(shè)一處“1”、“3”標(biāo)牌,材質(zhì)采用反光貼膜,尺寸為1 m×0.5 m。增設(shè)的標(biāo)識(shí)牌掛在接觸網(wǎng)支柱上,牌子固定在接觸網(wǎng)支柱號(hào)碼上方。如圖5所示。

圖5 增設(shè)“1”、“3” km標(biāo)志牌示意

2.6 高壓危險(xiǎn)標(biāo)志牌

與目前國(guó)內(nèi)眾多普速線路一樣,高速鐵路在電氣設(shè)備以及站臺(tái)等行人較多的支柱上同樣要懸掛“高壓危險(xiǎn)”標(biāo)志牌,設(shè)置高度一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況距離地面1.6～2.0 m,武廣鐵路客運(yùn)專線采用的依然是類似于支柱號(hào)碼牌形式的反光貼膜,其逆反系數(shù)完全符合高速鐵路行車要求。如果使用在站臺(tái)的H型鋼柱上,則直接粘貼在H型支柱面上,粘貼注意事項(xiàng)與支柱號(hào)碼牌一致；如果使用在供電線格構(gòu)鋼柱上，則先將反光貼膜粘貼在鋁板上,再用鐵線捆綁固定在鋼柱上。如圖6所示。

圖6 “高壓危險(xiǎn)”標(biāo)志牌(單位：mm)

2.7 “接觸網(wǎng)終點(diǎn)”、“安全作業(yè)區(qū)”標(biāo)志牌

在電化股道的終點(diǎn)接觸網(wǎng)還需設(shè)置“接觸網(wǎng)終點(diǎn)”標(biāo)志,該標(biāo)志通常懸掛在接觸線上方；同時(shí)在動(dòng)車所等維修作業(yè)區(qū)段還需懸掛“安全作業(yè)區(qū)”標(biāo)志,其主要采用的是反光貼膜粘貼在鋁合金板上,因其基本處于低速區(qū),所以固定形式基本與普速鐵路一致。如圖7所示。

圖7 接觸網(wǎng)終點(diǎn)、安全作業(yè)區(qū)標(biāo)志牌(單位：mm)

3 性能評(píng)估與建議

武廣鐵路客運(yùn)專線自2009年6月長(zhǎng)沙以北開始靜態(tài)驗(yàn)收和聯(lián)調(diào)聯(lián)試,截止目前即將全線開始試運(yùn)營(yíng),接觸網(wǎng)標(biāo)志牌未出現(xiàn)任何安全和質(zhì)量問(wèn)題,美觀性方面也得到相關(guān)業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可,在當(dāng)前國(guó)內(nèi)高速鐵路的建設(shè)大潮下,武廣鐵路客運(yùn)專線的標(biāo)志牌方案無(wú)疑為其他各線的設(shè)計(jì)提供了可借鑒的參考依據(jù)。

[1] 德國(guó)接觸網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)Re100、Re160、Re200、Re250、Re330[S].

[2] [德]Kieβling,Pusschmann,Schmieder.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司譯.北京：中國(guó)電力出版社,2003．

[3] 于萬(wàn)聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社,2003．

[4] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.武廣鐵路客運(yùn)專線接觸網(wǎng)施工設(shè)計(jì)文件[R].武漢：2008．