跨座式軌道交通匯流排深加工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

王 薇

0 引言

在城市軌道交通領(lǐng)域中，單軌跨座式軌道交通接觸網(wǎng)系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)輪軌交通所采用的第三軌或架空式剛性接觸網(wǎng)受流系統(tǒng)。在單軌跨座式軌道交通中，列車是在軌道梁上行駛的，其所需的動(dòng)力就是由安裝在軌道梁兩側(cè)的剛性接觸網(wǎng)受流系統(tǒng)供給。匯流排是剛性接觸網(wǎng)受流系統(tǒng)的主要載流導(dǎo)體，而且其又對(duì)接觸線起著支持固定的作用。在該系統(tǒng)中，匯流排與接觸線夾持固定后，通過支撐絕緣子安裝在軌道梁的兩側(cè)，形成“正極”與“負(fù)極”供電回路的受流系統(tǒng)。

1 匯流排深加工技術(shù)

匯流排除了典型結(jié)構(gòu)形式外（圖1），根據(jù)其使用功能，又分：錨段關(guān)節(jié)處用匯流排、與分段絕緣器連接用匯流排、道岔處用匯流排等形式，而這些結(jié)構(gòu)的匯流排均是通過對(duì)典型結(jié)構(gòu)的匯流排進(jìn)行深加工所獲得。

圖1 匯流排典型結(jié)構(gòu)形式圖

1.1 錨段關(guān)節(jié)處用匯流排

單軌跨座式軌道交通接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)的作用是對(duì)匯流排進(jìn)行熱脹冷縮的補(bǔ)償。為實(shí)現(xiàn)該功能，應(yīng)對(duì)錨段關(guān)節(jié)處的匯流排進(jìn)行端部預(yù)彎曲、伸縮補(bǔ)償部分的切削加工、擋板焊接等工藝處理（圖2），然后在保持一定間隙的狀態(tài)下重疊布置，形成錨段關(guān)節(jié)。

圖2 錨段關(guān)節(jié)處用匯流排結(jié)構(gòu)圖

（1）匯流排端部預(yù)彎曲。對(duì)匯流排端部進(jìn)行預(yù)彎曲處理的作用是為了在機(jī)車集電靴通過錨段關(guān)節(jié)時(shí)能夠平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產(chǎn)生碰闖等現(xiàn)象。其加工工藝應(yīng)采用專用的預(yù)彎加工設(shè)備。預(yù)彎曲部分的匯流排在軸線方向應(yīng)形成圓弧曲線，彎曲起始點(diǎn)（直線與圓弧的交界點(diǎn)）距匯流排端部900 mm，匯流排端部彎曲翹起高度為12 mm。

（2）匯流排伸縮補(bǔ)償部分的切削加工。對(duì)匯流排伸縮補(bǔ)償部分進(jìn)行切削加工的作用是使匯流排在伸縮補(bǔ)償時(shí)能夠有足夠的自由伸縮空間、避免卡滯現(xiàn)象。其切削加工范圍為距匯流排端部2 700 mm，該距離保證錨段關(guān)節(jié)處用匯流排在安裝后的自由伸縮補(bǔ)償范圍不小于400 mm。

（3）擋板焊接。在錨段關(guān)節(jié)處用匯流排上距彎曲端的端部1000 mm 處設(shè)置擋板，其作用是保證錨段關(guān)節(jié)處匯流排及接觸線在正確的安裝位置處。擋板的材質(zhì)與匯流排的材質(zhì)相同，與匯流排之間采用焊接連接。

1.2 與分段絕緣器連接處用匯流排

單軌跨座式軌道交通接觸網(wǎng)分段絕緣器處的安裝形式見圖3，安裝中，與分段絕緣器相連接處匯流排端部的結(jié)構(gòu)應(yīng)能起到機(jī)車集電靴通過該處時(shí)平滑過渡、避免與分段絕緣器產(chǎn)生碰闖的作用，為此，應(yīng)對(duì)分段絕緣器連接處用的匯流排進(jìn)行端部預(yù)彎曲、與分段絕緣器本體連接部位的切削加工等工藝處理。

圖3 單軌跨座式軌道交通接觸網(wǎng)分段絕緣器安裝圖

（1）匯流排端部預(yù)彎曲。預(yù)彎曲部分的匯流排在軸線方向應(yīng)形成圓弧曲線，采用專用的預(yù)彎加工設(shè)備進(jìn)行，彎曲起始點(diǎn)（直線與圓弧的交界點(diǎn)）距匯流排端部100 mm，匯流排端部彎曲翹起高度為23 mm。

（2）匯流排端部切削加工。為與分段絕緣器良好的連接，應(yīng)對(duì)匯流排與分段絕緣器本體連接部位進(jìn)行切削加工處理，切削加工范圍為距匯流排端部200 mm 范圍內(nèi)的夾持接觸線的燕尾槽部分（圖4）。

圖4 與分段絕緣器連接處用匯流排結(jié)構(gòu)圖

1.3 道岔處用匯流排

單軌跨座式軌道交通的道岔系統(tǒng)是由若干個(gè)能夠按照一定軌跡運(yùn)動(dòng)的軌道梁（道岔梁）所組成，各道岔梁之間銜接處匯流排的結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)道岔梁在各轉(zhuǎn)轍工位狀態(tài)下均能正常工作，滿足機(jī)車集電靴在通過道岔梁時(shí)能夠平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產(chǎn)生碰闖等要求。為實(shí)現(xiàn)該功能要求，應(yīng)對(duì)道岔處用匯流排進(jìn)行端部預(yù)彎曲、匯流排重疊部分的切削加工等工藝處理（圖5）。

（1）匯流排端部預(yù)彎曲。預(yù)彎曲部分的匯流排在軸線方向應(yīng)形成圓弧曲線，采用專用的預(yù)彎加工設(shè)備進(jìn)行，彎曲起始點(diǎn)（直線與圓弧的交界點(diǎn)）距匯流排端部的距離及匯流排端部彎曲翹起高度均應(yīng)由道岔的結(jié)構(gòu)形式及轉(zhuǎn)轍角度決定，應(yīng)采用對(duì)號(hào)入座的加工方式，以保證各種結(jié)構(gòu)形式道岔處用的匯流排均能滿足機(jī)車正常運(yùn)行的要求，即：機(jī)車集電靴在通過各種結(jié)構(gòu)形式的道岔梁時(shí)均能平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產(chǎn)生碰闖。

（2）匯流排端部切削加工。為了使各道岔梁之間匯流排能夠良好地銜接，應(yīng)在各道岔梁的匯流排相互重疊銜接處進(jìn)行一定范圍的切削加工處理，其切削加工范圍為距匯流排端部550 mm。

圖5 道岔處用匯流排結(jié)構(gòu)圖

2 單軌跨座式軌道交通匯流排檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 撓度試驗(yàn)

2.1.1 試樣要求

10 m 整體夾持T 形匯流排2 根，中間用專用鉚栓連接成20 m 的整體，并且匯流排上安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.1.2 試驗(yàn)安裝要求

支持間隔為3 m，L 形連接板位置如圖6 所示，匯流排的安裝方向?yàn)樗椒较颉?/p>

圖6 整體夾持式T 形匯流排撓度試驗(yàn)安裝圖

2.1.3 試驗(yàn)載荷要求

F1：模擬受電裝置對(duì)匯流排施加的推壓力，推壓力為137 N；

F2：模擬接觸線安裝部分施加的垂直載荷，載荷為137 N；

F3：模擬操作者體重載荷，載荷為833 N。

2.1.4 加載位置

各種載荷的位置均在支持間隔的中央。

2.1.5 試驗(yàn)項(xiàng)目

（1）在F1、F2、F3分別單獨(dú)作用下，匯流排產(chǎn)生的撓度及應(yīng)變見表1。

表1 匯流排撓度試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2.2 振動(dòng)試驗(yàn)

2.2.1 試樣要求

試樣1：長(zhǎng)度為4 m 的匯流排1 只；

試樣2：長(zhǎng)度為2 m 的匯流排2 只，中間用L形連接板及鉚栓連接成4 m 的匯流排1 只。

試樣1 和試樣2 均安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.2.2 試驗(yàn)安裝要求

（1）安裝方向：水平方向（與現(xiàn)場(chǎng)安裝狀態(tài)相同）。

（2）支撐間隔：2.85 m。

（3）加振點(diǎn)：支撐間中央。

（4）振動(dòng)方向：上下方向及水平方向（圖7）。

（5）振動(dòng)頻率：3～5 Hz。

（6）振幅：±1 mm。

（7）振動(dòng)次數(shù)：107 次。

圖7 整體夾持式T 形匯流排振動(dòng)試驗(yàn)安裝圖

2.2.3 試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)

（1）試樣1：表面狀況檢測(cè)無(wú)裂紋及破損跡象；

（2）試樣2：振動(dòng)前后每米直流電阻無(wú)顯著變化。

2.3 電氣性能試驗(yàn)

2.3.1 試樣要求

（1）試樣1：中間有接頭的5 m 試樣1 只（2.5 m 長(zhǎng)的整體夾持式T 形匯流排2 只，用L形連接板及鉚栓連接成5 m 的匯流排）。

（2）試樣2：中間無(wú)接頭的5 m 長(zhǎng)整體夾持式T 形匯流排1 只。

試樣1 及試樣2 均安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.3.2 試驗(yàn)安裝條件

中間無(wú)接點(diǎn)的匯流排升溫測(cè)試方法與有接頭的一致。

2.3.3 試驗(yàn)條件

通電電流分別為2 200 A 和3 000 A，通電時(shí)間為3 600 s（1 h）。

2.3.4 試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)

（1）分別測(cè)量一般部位及連接部位溫度上升情況（圖8）。

（2）在電流為2 200 A，基準(zhǔn)環(huán)境溫度40℃時(shí)，最高溫度上升≤50℃。

2.4 材料特性試驗(yàn)

試驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)：拉強(qiáng)度≥205 MPa，屈服強(qiáng)度≥160 MPa，伸長(zhǎng)率≥10%，電阻率≤0.032 53 ?mm2/m。

圖8 整體夾持式T 形匯流排電氣性能試驗(yàn)安裝圖

3 結(jié)語(yǔ)

由于跨座式軌道交通接觸網(wǎng)系統(tǒng)的獨(dú)特性，其接觸網(wǎng)匯流排等零部件深加工技術(shù)將隨著在城市軌道交通工程中的推廣應(yīng)用而得到更多的創(chuàng)新發(fā)展。