大型動(dòng)車運(yùn)用所接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)淺析

保立波

0 引言

近幾年高速鐵路和城際鐵路迅速發(fā)展，動(dòng)車組的維護(hù)和檢修工作量迅速增大，隨之動(dòng)車組的維護(hù)和檢修基地—?jiǎng)榆囘\(yùn)用所也越來越多。動(dòng)車運(yùn)用所一般規(guī)模較大，股道的使用功能較多，加之動(dòng)車運(yùn)用所所處的位置氣候類型多樣，從而要求動(dòng)車運(yùn)用所的設(shè)計(jì)要做到滿足動(dòng)車組維護(hù)和檢修需要、布局合理、安全性高、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便等要求。接觸網(wǎng)系統(tǒng)作為動(dòng)車運(yùn)用所的一部分，在設(shè)計(jì)過程中要始終服務(wù)于整個(gè)系統(tǒng)的需要，達(dá)到功能性、可靠性、安全性、景觀性的統(tǒng)一。

曹莊動(dòng)車運(yùn)用所是正在建設(shè)的規(guī)模較大的動(dòng)車運(yùn)用所之一，為京津城際、京滬高鐵、津秦客專、津保鐵路的動(dòng)車組進(jìn)行?？俊z修和臨修，是天津重要的動(dòng)車整備基地和停車基地。動(dòng)車運(yùn)用所設(shè)有動(dòng)車走行線3條、存車線（即高速列車停留線）48條、洗刷庫(kù)線4條、不落輪鏇修線2條、檢查庫(kù)線10條、牽出線2條、臨修庫(kù)線1條、道岔120組。曹莊動(dòng)車運(yùn)用所的 2條走行線引入天津西站京滬高鐵車場(chǎng)，1條走行線引入天津西站津保鐵路車場(chǎng)。

本文結(jié)合曹莊動(dòng)車運(yùn)用所的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，淺談大型動(dòng)車運(yùn)用所的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。

1 大型動(dòng)車運(yùn)用所的供電方案

動(dòng)車運(yùn)用所的供電可靠性要求高，有條件時(shí)優(yōu)先考慮設(shè)置牽引變電所為其供電，或者從鄰近的牽引變電所引專用饋線為其供電，同時(shí)要考慮幾路備用電源。動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)根據(jù)站場(chǎng)型式及運(yùn)營(yíng)維護(hù)需求，進(jìn)行分場(chǎng)分束供電，且要求能通過相鄰場(chǎng)間的電動(dòng)隔離開關(guān)閉合獲得電力支援。

在曹莊動(dòng)車運(yùn)用所供電方案中，由新建津保鐵路曹莊分區(qū)所兼開閉所（5回進(jìn)線、11回出線、預(yù)留1回出線）給動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)供電。其中進(jìn)線5回：1回由華苑牽引所接入專供電源；1回由動(dòng)車走行線出段線接觸網(wǎng)上T接引入；1回由普速接觸網(wǎng)（就近）T接引入；2回為津保正線末端分區(qū)（AT）引入；饋出線11回：1回至檢查庫(kù)；2回為津保正線（曹莊北線路所至天津西津保車場(chǎng)站外）供電；另外 8回出線分別至動(dòng)車運(yùn)用所的存車線實(shí)現(xiàn)分束供電，分別至：1—10股道、11—16股道、17—22股道、23—28股道、29—34股道、35—42股道、43—48股道、49—59股道，預(yù)留1回出線。改造京滬高速天津西開閉所，增加2路直供饋線及相關(guān)保護(hù)裝置為曹莊分區(qū)所兼開閉所供電。

曹莊動(dòng)車運(yùn)用所的供電方案實(shí)現(xiàn)動(dòng)車走行線、所內(nèi)各個(gè)場(chǎng)分束單獨(dú)設(shè)置供電饋線，保證了供電分段的獨(dú)立性；天津西站與走行線間、走行線與各分束供電車場(chǎng)間以及各分束供電車場(chǎng)間均設(shè)置分段絕緣器，實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，提高了供電的可靠性；天津西站與走行線間、走行線與各分束供電車場(chǎng)間、各分束供電車場(chǎng)間在適當(dāng)位置安裝了電動(dòng)隔離開關(guān)（納入遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了供電能力上的相互備用、支援，進(jìn)一步提高了供電的可靠性；檢查庫(kù)內(nèi)外根據(jù)車輛專業(yè)要求設(shè)置電分段和電動(dòng)隔離開關(guān)（帶接地刀閘），隔離開關(guān)的控制在現(xiàn)場(chǎng)由車輛專業(yè)控制，并和消防系統(tǒng)互連，提高了供電的安全性。

2 大型動(dòng)車運(yùn)用所的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

大型動(dòng)車運(yùn)用所車場(chǎng)多、股道多、道岔多、股道上設(shè)施較多（一般設(shè)有檢查庫(kù)、洗刷庫(kù)、臨修庫(kù)及鏇輪庫(kù)、踏面診斷棚等），接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)要兼顧功能性、可靠性、安全性、景觀性，平面布置要從支柱選型、道岔布置、分段絕緣器布置、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面考慮，做到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1 景觀設(shè)計(jì)

接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)在滿足動(dòng)車所功能的基礎(chǔ)上，盡量做到與動(dòng)車所其他設(shè)施協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

曹莊動(dòng)車運(yùn)用所在景觀設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下原則：

（1）多股道、多場(chǎng)時(shí)支柱盡量對(duì)齊，能合用支柱時(shí)盡量合用。曹莊動(dòng)車運(yùn)用所3—52股道為存車場(chǎng)，共49股道，分為8個(gè)場(chǎng)。接觸網(wǎng)支柱采用熱浸鍍鋅扁鋼格構(gòu)式軟橫跨鋼柱，相鄰場(chǎng)之間共用軟橫跨鋼柱，且在垂直線路方向?qū)R，僅存車場(chǎng)直線段就減少了77根支柱，既美觀又節(jié)省投資。

（2）檢查庫(kù)內(nèi)利用防護(hù)網(wǎng)吊柱及結(jié)構(gòu)頂梁懸掛接觸網(wǎng)，線路末端利用墻壁結(jié)構(gòu)柱下錨。既減少了接觸網(wǎng)單獨(dú)立柱，又節(jié)省了庫(kù)內(nèi)空間。圖1為檢查庫(kù)內(nèi)接觸懸掛側(cè)視圖。

2.2 道岔布置

動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)優(yōu)先選用德國(guó)交叉道岔布置方式，并輔以傳統(tǒng)交叉道岔布置方式；盡量按正常定位方式設(shè)置道岔定位柱，連續(xù)多個(gè)道岔時(shí)可采用只定位不懸掛的方式；在滿足接觸網(wǎng)定位的同時(shí)盡量減少支柱或軟橫跨。

2.3 懸掛安裝

動(dòng)車走行線一般采用簡(jiǎn)單鏈形懸掛，動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)存車線等一般采用簡(jiǎn)單鏈形懸掛，檢查庫(kù)線根據(jù)車輛專業(yè)要求可采用簡(jiǎn)單懸掛（庫(kù)內(nèi)只懸掛接觸線，承力索在庫(kù)門外下錨）或移動(dòng)式接觸網(wǎng)。動(dòng)車運(yùn)用所腕臂系統(tǒng)可采用鋼材質(zhì)或鋁合金材質(zhì)；定位器一般采用鋁合金定位器，其中動(dòng)車走行線一般采用鋁合金限位定位器，動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)軟橫跨定位器從運(yùn)營(yíng)維護(hù)便利及景觀性考慮優(yōu)先采用鋁合金定位器。

圖1 檢查庫(kù)內(nèi)接觸懸掛側(cè)視圖

3 大型動(dòng)車運(yùn)用所的接口設(shè)計(jì)

大型動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)股道上設(shè)施較多（一般設(shè)有檢查庫(kù)、洗刷庫(kù)、臨修庫(kù)、鏇輪庫(kù)、踏面診斷棚等），所以接觸網(wǎng)的接口設(shè)計(jì)較一般的車站接口設(shè)計(jì)要多且復(fù)雜。接觸網(wǎng)主要接口設(shè)計(jì)有：與檢查庫(kù)的預(yù)留接口、與洗涮庫(kù)、臨修庫(kù)及鏇輪庫(kù)的預(yù)留接口、與踏面診斷棚的預(yù)留接口、與站場(chǎng)排水溝的接口以及與綜合管溝的接口等。

3.1 接觸網(wǎng)與檢查庫(kù)接口設(shè)計(jì)

3.1.1 檢查庫(kù)內(nèi)懸掛及下錨

檢查庫(kù)內(nèi)采用簡(jiǎn)單懸掛時(shí)，接觸線懸掛高度一般為6 000 mm（根據(jù)車輛專業(yè)需求），庫(kù)內(nèi)需預(yù)留接觸網(wǎng)懸掛及下錨位置。

（1）接觸懸掛。接觸網(wǎng)利用庫(kù)內(nèi)防護(hù)網(wǎng)吊柱及結(jié)構(gòu)頂梁懸掛，每隔30～40 m在掛網(wǎng)股道中心的正上方設(shè)置懸掛點(diǎn)。圖2為檢查庫(kù)內(nèi)接觸懸掛正視圖。

圖2 檢查庫(kù)內(nèi)接觸懸掛正視圖

（2）接觸線終端下錨。檢察庫(kù)末端股道為線路終端時(shí)，接觸網(wǎng)需利用檢察庫(kù)末端的墻壁（或結(jié)構(gòu)柱）下錨；建筑及結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)在每個(gè)掛網(wǎng)股道對(duì)應(yīng)的線路末端墻壁（或結(jié)構(gòu)柱）上預(yù)留接觸線終端下錨的條件。接觸線終端下錨的順線路下錨力應(yīng)考慮張力增量，下錨高度為6 000 mm（距軌面高度）。圖3為檢查庫(kù)內(nèi)接觸線下錨示意圖。

圖3 檢查庫(kù)內(nèi)接觸線下錨示意圖

（3）分段絕緣器懸掛。在車輛專業(yè)要求的位置設(shè)置懸掛點(diǎn)安裝分段絕緣器。圖4為檢查庫(kù)內(nèi)分段絕緣器懸掛示意圖。

（4）架空地線懸掛。一般沿檢查庫(kù)內(nèi)最外側(cè)的2根頂梁懸掛架空地線。

（5）架空地線下錨。架空地線一般在檢查庫(kù)內(nèi)最外側(cè)首末端2面墻壁（或2根結(jié)構(gòu)柱）下錨，下錨力7 kN，下錨高度7 500 mm（距軌面高度）。

圖4 檢查庫(kù)內(nèi)分段絕緣器懸掛示意圖

3.1.2 庫(kù)門處下錨及庫(kù)門墻開孔

（1）承力索進(jìn)庫(kù)門外下錨。需掛網(wǎng)股道承力索在進(jìn)庫(kù)門外下錨，承力索終端順線路下錨力17 kN（考慮張力增量），下錨高度7 400 mm（距軌面高度）。

（2）進(jìn)庫(kù)門接觸線通過開孔。需掛網(wǎng)股道進(jìn)庫(kù)門檢查庫(kù)線正對(duì)股道上方，導(dǎo)線通過處（懸掛高度6 000 mm）左右400 mm范圍內(nèi)預(yù)留1個(gè)穿墻孔，開孔尺寸為800 mm×800 mm。

（3）進(jìn)出庫(kù)門架空地線通過開孔。架空地線終端下錨附近300 mm范圍內(nèi)預(yù)留穿墻孔，庫(kù)前后門各1個(gè)，孔中心距軌面高度為7 500 mm，預(yù)埋內(nèi)徑為90 mm的非磁性管。

（4）供電線通過開孔。需掛網(wǎng)股道出庫(kù)門墻上預(yù)留 1個(gè)穿墻孔，孔中心距軌面高度為6 500 mm，開孔尺寸為900 mm×900 mm。

3.2 接觸網(wǎng)與洗涮庫(kù)、臨修庫(kù)及鏇輪庫(kù)接口設(shè)計(jì)

洗涮庫(kù)、臨修庫(kù)和不落輪鏇輪庫(kù)所在股道的進(jìn)出庫(kù)墻上均設(shè)置接觸網(wǎng)預(yù)留件。承力索下錨為直接下錨，順線路下錨力 17 kN（考慮張力增量），下錨高度7 400 mm（距軌面高度）。接觸線下錨為“V”字形下錨，接觸線順線路下錨力17 kN（考慮張力增量），下錨高度6 200 mm（距軌面高度）。

3.3 與踏面診斷棚的預(yù)留接口設(shè)計(jì)

踏面診斷棚庫(kù)前、庫(kù)后10 m設(shè)分段及隔離開關(guān)，擋光棚內(nèi)接觸網(wǎng)需平直，不考慮拉出值（或棚前后拉出值設(shè)為±50 mm）；擋光棚區(qū)段接觸網(wǎng)建議高度為6 000 mm；擋光棚內(nèi)不安裝吊弦。

3.4 與站場(chǎng)排水溝的接口設(shè)計(jì)

動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)排水管溝較多，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)和拉線基礎(chǔ)等在平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開排水管溝，應(yīng)和站前專業(yè)溝通協(xié)調(diào)，積極優(yōu)化接觸網(wǎng)基礎(chǔ)和排水管溝位置的設(shè)置?？梢酝ㄟ^調(diào)整接觸網(wǎng)基礎(chǔ)位置、調(diào)整排水管溝位置的方式避免互相干擾；若無法避免，接觸網(wǎng)和站場(chǎng)專業(yè)可采取某些特殊設(shè)計(jì)以減少干擾，如接觸網(wǎng)可采用窄形支柱基礎(chǔ)或基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)留排水孔。

曹莊動(dòng)車運(yùn)用所在前期設(shè)計(jì)中和站場(chǎng)專業(yè)積極溝通，在存車場(chǎng)之間的道路兩側(cè)分別設(shè)置接觸網(wǎng)基礎(chǔ)和排水管溝，且接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)采用窄形基礎(chǔ)，有效避免了大范圍的接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與排水管溝沖突。在咽喉區(qū)對(duì)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)和排水管溝優(yōu)化調(diào)整，對(duì)確實(shí)無法避免的部分，采取了接觸網(wǎng)基礎(chǔ)預(yù)留排水孔、改移排水溝位置和調(diào)整排水溝尺寸等措施，最大限度避免了接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與排水管溝沖突。

3.5 與綜合管溝的接口設(shè)計(jì)

動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)設(shè)備多，綜合管溝密集。接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意協(xié)調(diào)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與綜合管溝的位置，避免沖突。對(duì)于特殊地段，如供電線架空方式難以實(shí)施時(shí)，可考慮利用綜合管溝敷設(shè)供電線電纜。動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)應(yīng)注意上水管的位置，做好前期協(xié)調(diào)避免與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)沖突。

4 結(jié)語

大型動(dòng)車運(yùn)用所的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且安全性、可靠性要求高。本文通過曹莊動(dòng)車運(yùn)用所供電方案、接觸網(wǎng)平面布置和接觸網(wǎng)接口設(shè)計(jì) 3個(gè)方面，描述了大型動(dòng)車運(yùn)用所接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題，提出了具體實(shí)施方案，對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。

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