客運專線42#道岔接觸網(wǎng)無交叉布置方式研究

韓蘭貴

0 引言

在國內(nèi)高速鐵路的建設中，帶輔助懸掛的無交叉接觸網(wǎng)布置方式成功應用于石太客運專線、滬寧城際鐵路、滬杭客運專線等工程中，取得了良好的運營效果。但在道岔區(qū)側(cè)線通過速度要求較高時須采用 42#高速道岔，該道岔的直向通過速度為350 km/h，側(cè)向通過速度為160 km/h。根據(jù)《高速鐵路設計規(guī)范》（試行）：正線受電弓左右擺動量為250 mm，最大抬升量為150 mm；側(cè)線最大通過速度為 160 km/h，根據(jù)《鐵路電氣牽引供電設計規(guī)范》：受電弓左右擺動量為250 mm，最大抬升量為120 mm。

本文主要對42#高速道岔區(qū)帶輔助懸掛的無交叉接觸網(wǎng)布置方式進行研究分析，剖析其關(guān)鍵技術(shù)，對平面布置和安裝設計技術(shù)進行分析，并對無交叉布置的技術(shù)參數(shù)提出一些建議。

1 設計原理

道岔接觸網(wǎng)無交叉布置是接觸網(wǎng)間相互獨立、無線岔設備硬性連接的一種道岔布置方式，其設計思路源于接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)原理，同時設置輔助錨段，通過接觸網(wǎng)間的平、立面關(guān)系實現(xiàn)可靠的網(wǎng)間過渡。

帶輔助懸掛的道岔接觸網(wǎng)無交叉布置方式的特點是在正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛之間引入第3組輔助懸掛，其與正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛分別形成關(guān)節(jié)式過渡，使得受電弓從正線駛向側(cè)線和側(cè)線駛向正線時都能安全滑過接觸線，降低了鉆弓的可能性，同時提高了弓網(wǎng)受流特性，更適應高速道岔。

2 關(guān)鍵技術(shù)

帶輔助懸掛的道岔接觸網(wǎng)無交叉布置的關(guān)鍵技術(shù)包括：平面布置、立面布置、拉出值和抬升量的確定。

2.1 平面布置

帶輔助懸掛的道岔無交叉接觸網(wǎng)平面布置須先確定岔心后第1根支柱（道岔定位柱）的位置，保證機車從任何方向通過時，受電弓不應與正線或側(cè)線的定位線夾發(fā)生碰撞。

確定道岔柱位置后再確定岔心前第 1根支柱的位置，布置原則：在岔前、岔后第1根支柱跨距中心區(qū)域任意一點，處于最大偏移位置的受電弓從任何方向通過時，必須確保受電弓與輔助錨段接觸線接觸；同時在機車通過道岔過程中允許受電弓與本線接觸線接觸，但不允許與相對側(cè)接觸線接觸。

2.2 立面布置

接觸線抬高設置的原則：接觸線抬高設置應保證受電弓經(jīng)過道岔區(qū)域時一般僅與 1支工作接觸線接觸，同時保證正線接觸線和輔助錨段接觸線間的過渡處不出現(xiàn)屋脊狀；正線接觸線在道岔區(qū)的抬高設置目的是為了充分利用輔助懸掛導線工作，減少經(jīng)側(cè)線駛?cè)胝€時受電弓對正線接觸網(wǎng)的沖擊。

2.3 拉出值和抬升量的確定

首先確定岔心后第1根支柱（道岔定位柱）的位置。為使正線受電弓運行中不與側(cè)線接觸線發(fā)生接觸，側(cè)線受電弓運行中不與正線接觸線發(fā)生接觸，需分別校驗上述2種情況以確定道岔定位支柱的位置。

機車在正線運行時，正線線路中心與側(cè)線接觸線間距不小于正線受電弓抬升后在接觸線高度處的弓半寬與左右擺動量之和，即道岔定位支柱位于正線線路中心距離側(cè)線接觸網(wǎng)不小于1 154 mm處。

機車在側(cè)線運行時，側(cè)線線路中心與正線接觸線間距不小于側(cè)線受電弓抬升后在接觸線高度處的弓半寬與左右擺動量之和，即道岔定位支柱位于側(cè)線線路中心距離正線接觸網(wǎng)不小于1 059 mm處。

道岔定位柱處正線接觸線和側(cè)線接觸線宜分別位于各自線路中心的外側(cè)，輔助懸掛接觸線位于正線線路中心和側(cè)線線路中心之間。經(jīng)過計算，建議將道岔定位支柱設置在道岔開口線間距970 mm處，正線拉出值設置為 150 mm，側(cè)線拉出值為200 mm，如圖1所示。

抬高量的設置應滿足非工作支接觸線在受電弓動態(tài)包絡線之外，因此，道岔定位支柱處輔助接觸線抬高量設為130 mm；岔心前第1根支柱處，側(cè)線接觸線抬高量為300 mm，正線接觸線抬升量為130 mm；由于側(cè)線通過速度較高，為避免正線接觸線與輔助接觸線之間產(chǎn)生的“屋脊”導致受電弓通過時受到破壞性沖擊，岔心前后第1根支柱之間的跨距不宜小于45 m。

圖1 道岔定位支柱處接觸網(wǎng)布置圖（單位：mm）

3 布置示例

3.1 平面布置設計

圖2示出了42#高速道岔區(qū)帶輔助懸掛的接觸網(wǎng)無交叉平面布置圖，F(xiàn)處正線接觸線處于工作位置，輔助接觸線處于抬高位置，機車在正線上通過道岔過程中，當受電弓從正線岔尾往岔尖方向移動時，到達F位置前始終保持與正線接觸線接觸，通過F位置后輔助接觸線逐漸下降至工作位置，然后正線接觸線逐漸抬升并與受電弓脫離；在 E位置時，正線接觸線抬升量為130 mm，受電弓與正線接觸線脫離，僅與輔助接觸線接觸。

圖2 42#道岔帶輔助懸掛的接觸網(wǎng)無交叉平面布置圖（其余單位：mm）

F位置側(cè)線接觸線處于工作位置，當受電弓從側(cè)線岔尾方向往岔尖方向移動時，到達F位置前始終與側(cè)線接觸線接觸，通過F位置后輔助接觸線逐漸下降至工作位置，之后側(cè)線接觸線逐漸抬升并脫離受電弓；在 E位置時側(cè)線接觸線抬升量為300 mm，受電弓與側(cè)線接觸線脫離，與輔助接觸線接觸，從岔尖往岔尾方向移動過程與上述情況相反。

3.2 安裝設計

圖3—圖10為圖2中各懸掛點的支柱安裝圖，由該圖可知，帶輔助懸掛的無交叉接觸網(wǎng)布置，支柱裝配出現(xiàn)3支懸掛的情況較多（如D柱、E柱、F柱），應合理確定支柱裝配形式和裝配順序，達到既滿足懸掛定位要求又便于施工的目標。

為保證接觸懸掛下錨平穩(wěn)過渡，有條件時一般由工作跨距再經(jīng)兩跨抬高后下錨，特殊情況可延長一跨下錨，輔助接觸網(wǎng)在E柱和F柱之間部分接觸線工作，下錨前經(jīng)過兩跨抬高（F—G、G—H）后在H位置下錨；側(cè)線接觸網(wǎng)在F柱和E柱之間部分接觸線工作，下錨前經(jīng)過兩跨抬高（E—D、D—C）后在C位置下錨；輔助接觸網(wǎng)在F—E跨、E—D跨、D—C跨接觸線工作，正線、側(cè)線接觸線處于抬高狀態(tài)不工作，往岔尖方向輔助接觸線逐漸抬高并下錨，正線接觸線開始工作。F點處抬高支抬高量為130 mm、E點側(cè)線抬高量為300 mm、正線抬高量為130 mm。

圖3 42#道岔A柱安裝圖（單位：mm）

圖4 42#道岔B柱安裝圖（單位：mm）

圖5 42#道岔C柱安裝圖（單位：mm）

圖6 42#道岔D柱安裝圖（單位：mm）

圖7 42#道岔E柱安裝圖（單位：mm）

圖8 42#道岔F柱安裝圖（單位：mm）

圖9 42#道岔G柱安裝圖（單位：mm）

側(cè)線（右）H柱安裝圖（單位：mm）

4 結(jié)論和建議

帶輔助懸掛的接觸網(wǎng)無交叉布置方式充分利用輔助錨段過渡，順利實現(xiàn)機車正線通過、正線到側(cè)線、側(cè)線到正線等各種工況下的弓網(wǎng)良好受流，并通過合理設置接觸線的拉出值和抬升量，使得受電弓運行過程中不與正線和側(cè)線接觸線同時發(fā)生接觸，非工作支接觸線始終處于受電弓的動態(tài)包絡線以外，且受電弓在工作支與非工作支之間的轉(zhuǎn)換過渡非常平緩，最大程度降低了非工作支對弓網(wǎng)動態(tài)性能的不利影響，因此安全性好，且側(cè)線行車速度較高，但該方式需要在道岔處布置至少三跨平行過渡的接觸網(wǎng)（即至少需要150～200 m的空間），且由于在道岔區(qū)存在3支接觸懸掛，過渡區(qū)支柱需要安裝3支懸掛腕臂系統(tǒng)，接觸網(wǎng)平面布置和結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整工作量大，建議在高速鐵路大號碼道岔接觸網(wǎng)布置中推廣使用。

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