國鐵隧道160Km/h剛性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù)探討

摘要：介紹了國鐵隧道剛性懸掛接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)和在施工中的關(guān)鍵工序：接觸導(dǎo)線架設(shè)和膨脹關(guān)節(jié)安裝的基本方法和要求，以及工程中的注意事項。

關(guān)鍵詞：隧道160Km/h剛性懸掛技術(shù)探討

中圖分類號：U45文獻標(biāo)識碼： A

目前，剛性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù)僅在地鐵中使用過，如廣州地鐵。地鐵的速度一般在60～80Km/h，最大不超過100Km/h。在國鐵中還沒有剛性懸掛安裝技術(shù)，特別是160Km/h的隧道剛性懸掛接觸網(wǎng)施工技術(shù)。

由于剛性懸掛接觸網(wǎng)無張力，且無活動元件，國外多年來的運營實踐證明其具有少維護甚至無維護的特點，日常幾乎不需要檢修。國外資料顯示，一般每2年進行一次檢查，如瑞士Zurich至Thalwail區(qū)間Enge隧道采用剛性懸掛接觸網(wǎng)，自1989年交付營運至今從未進行過檢修。

另外，由于剛性懸掛接觸網(wǎng)不帶張力，所以在自然災(zāi)害或受意外撞擊受損情況下，其波及范圍非常小，恢復(fù)也很快，在自然災(zāi)害或意外損壞后，可用專用工具截除損壞部分，并重新予以安裝，而不影響相鄰的段落。國外資料顯示，更換剛性懸掛接觸網(wǎng)上的一段3.0m接觸線僅需20分鐘；整段更換接觸導(dǎo)線時，剛性懸掛接觸網(wǎng)的耗時為每公里40分鐘，且不需要調(diào)整。

1剛性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù)概況

剛性懸掛采用一根無張力的110型匯流排和一根無張力的接觸線共同組成，接觸線被夾持在匯流排的燕尾槽中，電力機車的受電弓滑行在接觸線的下方取流，如下圖所示（單位：mm）。

每根匯流排在連接的地方采用中間接頭連接，在隧道內(nèi)形成連續(xù)。在隧道口，柔性懸掛和剛性懸掛連接的地方，設(shè)置剛?cè)徇^渡系統(tǒng)。剛?cè)徇^渡系統(tǒng)由剛?cè)徇^渡匯流排和下錨夾緊匯流排組成。剛性懸掛和柔性懸掛的彈性不同，為使受電弓平滑可靠的受流，利用剛?cè)徇^渡系統(tǒng)解決剛性懸掛和柔性懸掛彈性過渡問題。剛?cè)徇^渡匯流排是根據(jù)受電弓由剛性到柔性或由柔性到剛性之間彈性的變化，以及匯流排自身的結(jié)構(gòu)，在匯流排的上部布置一定數(shù)量的切槽來滿足受電弓接觸壓力的變化。剛?cè)徇^渡匯流排能夠滿足剛性沿柔性懸掛方向硬度逐漸變小，即受電弓的彈性在逐漸增加，最終基本與柔性懸掛一致，這樣均勻的彈性變化使受電弓能良好的受流，受電弓不論從剛性懸掛進入柔性懸掛，還是由柔性懸掛進入剛性懸掛，受電弓與接觸懸掛之間的接觸壓力逐漸由大變小或由小變大，改善受電弓的受流質(zhì)量，提高受電弓高速運行的適應(yīng)性。下錨夾緊匯流排是為了解決柔性懸掛的張力問題，在匯流排中部增加夾緊螺栓，接觸線導(dǎo)入燕尾槽以后，擰緊下錨夾緊匯流排的夾緊螺栓，滿足隧道外柔性懸掛的張力恒定。

烏鞘嶺隧道剛性懸掛采用側(cè)臂懸掛式結(jié)構(gòu)，懸臂結(jié)構(gòu)為絞接式，其特點是：能夠順線路自由的轉(zhuǎn)動，懸掛點具備一定的彈性，滿足取流的特性。為了滿足160 Km/h的速度，懸掛點的跨距采用8m。懸掛點的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

隧道內(nèi)根據(jù)溫度的變化范圍，設(shè)置膨脹關(guān)節(jié)，滿足匯流排隨溫度變化的伸縮量，相鄰兩個膨脹關(guān)節(jié)之間的距離作為一個錨段關(guān)節(jié)，一般在430～630m。在兩個膨脹關(guān)節(jié)中間設(shè)立中心錨結(jié)，中心錨結(jié)作為匯流排隨溫度變化的起始點。為了避免受電弓的磨損，每個懸掛點設(shè)置拉出值，使匯流排呈“正弦波”走向，拉出值在±250mm之間。

2關(guān)鍵工序

由于剛性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)的安裝精度比柔性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)的安裝精度高,調(diào)節(jié)范圍小,因此在進行剛性懸掛接觸線的安裝時,從施工測量開始到剛性懸掛接觸線調(diào)整到位,要嚴(yán)格控制每一道工序的施工質(zhì)量,實現(xiàn)一次安裝到位。剛性系統(tǒng)中關(guān)鍵工序為：接觸導(dǎo)線架設(shè)和膨脹關(guān)節(jié)安裝。

2.1導(dǎo)線架設(shè)

為了保證導(dǎo)線順利的嵌入?yún)R流排的燕尾槽中，在導(dǎo)線架設(shè)時應(yīng)采用架線作業(yè)車。

按照架線方向?qū)芫€車編組。吊裝配盤接觸導(dǎo)線，準(zhǔn)備放線工具，包括油脂泵等。

打開線盤，拉出線頭，截去彎曲的線頭。依次穿入油脂擦除器（將多余的油脂擦除）、油嘴。在保證導(dǎo)線線面不發(fā)生翻轉(zhuǎn)、變化的情況下，將線頭送到作業(yè)平臺上，該段導(dǎo)線的槽中應(yīng)涂滿油脂。

將導(dǎo)線并到匯流排的正下方（燕尾槽處），導(dǎo)線伸出匯流排末端20～30cm，安裝放線小車（把中間搖桿降到最低，調(diào)整擴張輪使之正好位于匯流排下端兩側(cè)的溝槽中）。然后升起放線小車中間搖桿，頂住導(dǎo)線（保證導(dǎo)線工作面垂直朝下），調(diào)整放線小車擴張輪，撐開匯流排的燕尾槽，升起中間搖桿，反復(fù)進行調(diào)整，直至導(dǎo)線非工作面順利進入?yún)R流排的燕尾槽中。

人工將放線小車向前推動2～3m，隨時觀察油脂和導(dǎo)線入槽情況，根據(jù)實際情況調(diào)整放線小車的擴張輪和中間搖桿。

調(diào)整完放線小車后，升起作業(yè)平臺，距離匯流排300～500mm，將放線小車用牽引繩綁在作業(yè)平臺的架子上（要用活扣，如果出現(xiàn)問題時，能夠及時放開小車，避免事故發(fā)生），架線車以2～3Km/h的速度前進。架線車在行進過程中，給定張力0.3～0.5KN。隨時觀察油脂和導(dǎo)線入槽情況，發(fā)現(xiàn)問題及時停車、調(diào)整。當(dāng)放線小車在行進中出現(xiàn)阻滯現(xiàn)象，馬上松開放線小車牽引繩，檢查匯流排和導(dǎo)線，排除問題。

架線到達膨脹關(guān)節(jié)處，停車，人工導(dǎo)出放線小車，匯流排末端預(yù)留20～30cm導(dǎo)線，線頭稍微向上揻，多余部分截去。然后進行下一錨段的架線。

一般情況下，剛性懸掛架設(shè)導(dǎo)線時，不需要張力。但在實際施工中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線具有一定的硬度，且導(dǎo)線在線盤上纏繞產(chǎn)生一定的彎曲度，線盤在放線中由于車速不均勻和慣性原因，容易使放線小車和線盤之間的導(dǎo)線出現(xiàn)彎曲、碰掛、扭面等現(xiàn)象。為了保證放線小車與線盤之間的導(dǎo)線呈直線狀態(tài)，給線盤施加小的張力，確保放線正常進行。

架線車作業(yè)時的速度不宜過快，放線時最大速度不超過5Km/h，宜采用2～3 Km/h。

放線小車的牽引繩在架線的時候，應(yīng)設(shè)有緊急脫扣裝置，確保發(fā)生意外情況時，能夠迅速、及時的松開放線小車，不會對匯流排產(chǎn)生破壞。

2.2膨脹關(guān)節(jié)安裝

膨脹關(guān)節(jié)的安裝一般是在導(dǎo)線架設(shè)完成以后進行的，如果提前安裝，容易造成施工工序之間的反復(fù)進行。現(xiàn)場一般利用軌道作業(yè)車進行安裝。

膨脹關(guān)節(jié)在安裝前，首先要對膨脹關(guān)節(jié)上的兩根輔助導(dǎo)線進行加工，要求把兩根輔助導(dǎo)線的兩端的工作面用磨光機、板銼打磨成一個長度180～200mm，末端最大深度4.0～5.0mm的圓滑的弧面，保證受電弓通過時的平穩(wěn)性。然后根據(jù)膨脹關(guān)節(jié)間隙計算表，檢查膨脹關(guān)節(jié)跨距內(nèi)匯流排的間隙值，是否符合要求，同時將匯流排末端的導(dǎo)線工作面也打磨成一個圓滑的弧面。

打開膨脹關(guān)節(jié)的頂蓋，松掉滑動端的擋板，將其穿入滑動端的匯流排上。同時松開滑動端匯流排的旋轉(zhuǎn)頭夾持螺栓，將懸掛點橫線路方向推向一側(cè)。

松開膨脹關(guān)節(jié)滑動端和固定端的緊固螺栓（不可松掉，留3～4個絲扣），并用大號螺絲起子將夾槽打開。抬起膨脹關(guān)節(jié)，將滑動端的匯流排穿入膨脹關(guān)節(jié)的夾槽內(nèi)，匯流排露頭25mm；往外推動膨脹關(guān)節(jié)至匯流排間隙滿足安裝膨脹關(guān)節(jié)的固定端；拉回滑動端匯流排懸掛點的旋轉(zhuǎn)頭，使固定端的夾槽對準(zhǔn)固定端的匯流排穿入，露頭25mm；開始進行夾槽的緊固。然后恢復(fù)剛才松開的懸掛點的旋轉(zhuǎn)頭，安裝擋板、頂蓋。最后進行調(diào)整。

在匯流排伸入膨脹關(guān)節(jié)的夾槽內(nèi)以后，緊固螺栓時，要求兩側(cè)剩余的絲扣大致相等，匯流排在夾槽內(nèi)剩余的間隙左右（橫線路方向）一致。

由于膨脹關(guān)節(jié)的重量較重，所以在安裝時，用力要適當(dāng)（由小到大逐漸加力）。

在沒有細調(diào)的匯流排區(qū)段安裝膨脹關(guān)節(jié)，要求對膨脹關(guān)節(jié)兩側(cè)，各兩個懸掛點高度、拉出值進行細調(diào)，保證在安裝以后，膨脹關(guān)節(jié)能夠發(fā)揮作用，滿足匯流排順線路隨溫度變化產(chǎn)生的位移。

由于隧道內(nèi)各段的溫度變化不同，各區(qū)段剛性懸掛的錨段長度也不相同，因此各段的膨脹關(guān)節(jié)的膨脹系數(shù)也不相同，每個錨段的膨脹關(guān)節(jié)各有一個相應(yīng)的膨脹間隙值，在施工時應(yīng)加以注意。

膨脹關(guān)節(jié)處匯流排的間隙允許誤差±10mm。

3結(jié)束語：

1、蘭武二線烏鞘嶺隧道160Km/h剛性懸掛接觸網(wǎng)在國內(nèi)屬于首例，根據(jù)本施工方法，順利的完成了工程任務(wù)，工程驗收一次合格。在工程回訪中，基本上達到了免維護的要求。

2、剛性懸掛具備了占用隧道凈空少的特點，在既有電氣化鐵路改造雙層集裝箱通過的工程中，有較大的技術(shù)優(yōu)勢。

作者簡介：

蔚勤躍：中鐵電氣化局集團三公司，男，工程師，河南，鄭州450005，出生年月：1975年12月；學(xué)歷：本科