高速鐵路接觸網N18 線岔非標安裝調整施工研究

陶青

（中國鐵建電氣化局集團第二工程有限公司，山西 太原 030023）

隨著客運專線的建設和發(fā)展，接觸網大號線岔安裝布置技術也日趨完善。與此同時，對于大型樞紐編組車站，由于其道岔選擇的靈活性及空間位置的復雜性，傳統(tǒng)經典的接觸網N18 線岔安裝定位支柱按照標準施工往往存在一定的難度，另外，站前單位在基礎預留過程中受斷鏈及操作人員主觀因素、測量儀器精度不足等累計誤差的影響，對定位支柱基礎位置的縱向偏差，由此對接觸網安裝調整所帶來的影響也不容忽視。因此，依據施工現場的實際情況，根據高速鐵路接觸網工程相關規(guī)范、設計要求，尋求更優(yōu)的接觸網N18 非標安裝調整技術顯得尤為重要。

1 標準接觸網N18 線岔過渡原理分析

1.1 N18 無交分線岔布置原則

無交分線岔，即正線和側線相互獨立，克服了傳統(tǒng)交叉線岔存在交叉點且安裝限制管的影響。正線和側線彼此相互獨立不受傳統(tǒng)交叉布置方案中限制管的不利因素，提高線岔區(qū)域接觸網整體的彈性均勻性，改善受電弓在線岔區(qū)域內滑動受流的特性，保證動車組列車安全平穩(wěn)過渡的同時提高了供電的可靠性的同時，也優(yōu)化了傳統(tǒng)布置模式可能存在的打弓、鉆弓。

無交分線岔布置所遵循的基本原則：（1）在布置時，充分考慮始觸區(qū)內弓網的受流質量以及弓網關系的可靠性。（2）規(guī)范規(guī)范，正線接觸懸掛導線坡度變化率不得超過0.5%，側線接觸懸掛導線坡度變化率不得超過1.5%。（3）在始觸區(qū)范圍內不得安裝任何線夾，接觸網任何設備不得侵入受電弓動態(tài)包絡線。

1.2 過渡原理及定位狀態(tài)分析

（1）標準定位原理圖

標準定位接觸懸掛平面布置示意圖及兩支接觸懸掛高度關系，如圖1 所示。

由圖示所知，B 支柱處側線大拉出值的設置目的為保證受電弓高速通過正線時側線處于受電弓工作范圍之外。也正是標準定位的這一特點，使得在支柱位置精度不夠時對始觸區(qū)和拉出值施工一次到位帶來很大的困擾。因此，此種布置結構在一定程度上受到現場施工條件的限制。

圖1 標準定位線岔平面布置及空間幾何關系示意圖

圖2 標準定位過渡狀態(tài)分析

（2）標準定位過渡狀態(tài)分析（圖2）

當正線高速通過時：由于拉出值的設置已考慮到受電弓的動態(tài)擺動量，因此，在此工作狀況下受電弓不存在碰觸側線導線的可能。此中情況便不存在始觸區(qū)的概念。

當正線進入側線時：始觸區(qū)范圍為正線接觸線距離側線線路中心600 ～1050mm 的范圍，此時側線處于抬高狀態(tài)，在正線過渡到側線過程中可在始觸區(qū)范圍之內實現平穩(wěn)過渡，如圖2 區(qū)域I。

當側線進入正線時：如上所述，當通過始觸區(qū)范圍I 后側線接觸線處于下降狀態(tài)。即過了區(qū)域I 后側線略低于正線接觸線。則當側線進入正線時，始觸區(qū)為正線垂直投影距離側線線路中心的為600 ～1050 的區(qū)域，如圖3 區(qū)域II。此時I 和II 區(qū)域不相互重疊，且II 區(qū)域更靠近道岔開口方向，當列車到達區(qū)域I 時，已實現側線到正線的平穩(wěn)過渡。

圖3 機車進出側線兩始觸區(qū)位置關系示意圖

特點：列車正線通過時不會被側線影響，因為保證了正線通向的安全可靠，并且相對于交叉線岔的相對硬點問題也相應被優(yōu)化。但面對側線行車過程中就并非是絕對理想狀態(tài)，在實際生產實踐過程中，始觸區(qū)I 和始觸區(qū)II 往往較長且存在重疊現象，當支柱位置偏差大時，此問題更加突出。另外，正線和側線相對高度存在相互交替轉換過程，這極大地限制了側向通行速度，也一定程度上影響了受流質量，速度過高而帶來的沖擊性也不可忽視。

2 非標準N18 線岔定位方案的提出及優(yōu)化分析

2.1 標準N18 線岔定位局限性及解決措施分析

從圖1 可知在此種方式下，A 支柱與B 支柱以及其與理論岔心相應位置關系是保證始觸區(qū)的關鍵內容。面對錯綜復雜的現場施工環(huán)境以及不確定因素更多的現場實際情況，此種定位方式由于B 柱拉出值的特殊性決定了普遍適用性的不足之處。尤其是施工過程中支柱位置的縱向偏差以及復雜區(qū)域設備多時，無法保證道岔柱的位置關系時給施工生產帶來諸多不便。另外，當定位精度不足也帶來保證始觸區(qū)無法保證拉出值、保證拉出值無法確保始觸區(qū)的矛盾之處。鑒于以上的在施工現場的不足之處，充分利用N18 現場工作原理，尋求一種普遍適用性的小拉出值定位布置方式顯得尤為重要。優(yōu)化拉出值與始觸區(qū)的關系，克服位置偏差的不足之處顯得尤為重要。

2.2 非標準定位示意圖（圖4）

圖4 優(yōu)化后的非標準定位示意圖

圖4 中，正線始終處于設計高度狀態(tài)，在A 柱定位點側線相對正線抬高20mm，B 柱定位點側線相對抬高80mm，以此滿足列車通過始觸區(qū)時側線始終略高于受電弓有效工作平面。由于側線速度上的限制性，因此通過受電弓邊角的圓弧通過擠壓方式可達到平穩(wěn)過渡的目的。

2.3 非標準定位過渡原理及分析

（1）此非標準模式下，受電弓與兩支懸掛的空間位置關系如圖5 所示，根據杠桿受力平穩(wěn)的特點，要求再次區(qū)域內正線和側線必須位于受電弓同一個半側邊。始觸區(qū)依然同標準模式一樣有兩種情況，即正線垂直投影距離側線線路中心600 ～1050mm 的范圍。

特點：受電弓邊角圓弧可靠安全性決定了此種布置方式，無論機車從哪個方向行車，受電弓過渡都十分的平穩(wěn)，并安全性也有保障。普遍適用于不同類型的受電弓。另外，由于小拉出值的作用，在始觸區(qū)與拉出值之間的相互控制上也有很大的優(yōu)勢。

圖5 非標準定位受電弓通過始觸區(qū)時弓網空間位置關系

3 施工過程控制策略及操作要點

3.1 施工過程控制

非標準安裝可根據現場實際情況精確地實現測量計算安裝一次到位，具體包括參數的測量、軟件計算、預制與預配、安裝等工藝環(huán)節(jié)等，主要工藝流程如圖6 所示。

圖6 主要工藝流程

3.2 操作要點

（1）施工準備。①在施工測量前組織技術人員進行現場調查，并對接觸網平面布置圖仔細進行審核，道岔定位柱重點審核。②核對站前、站后圖紙及站前、站后設計資料，重點核對道岔岔心、定位柱里程與跨距。③按照站前單位的道岔布置平面圖，在CAD 中建立道岔線路中心及三維模型。

（2）道岔定位柱參數測量。最關鍵的工序，直接影響道岔定位柱支持結構計算是否精準，支持結構能否一次安裝到位。支柱組立完成后，利用經緯儀、水準儀、鋼尺對道岔定位柱的斜率、上腕臂底座安裝高度、線間距、限界、跨距以及定位柱距岔心的距離等進行精確測量，為后續(xù)計算安裝工作做好足夠的準備。

（3）定位柱拉出值、抬高等參數修正。最重要的工序。利用現場測量的定位柱距岔心的實際距離，根據無交叉現場布置原則及要求，在CAD 中模擬道岔上方接觸網的布置，對標準與非標準定位方式進行分析，對非標準定位的拉出值、導線抬高等參數進行修正。

（4）支持結構計算、安裝、承導線架設。依據現場測量數據、優(yōu)化后的拉出值參數對腕臂、定位裝置進行計算、預配、安裝。鑒于道岔處線間距影響腕臂計算，可將正線與側線分別計算。

（5）吊弦測量計算、安裝。在進行彈性吊索的預制與吊弦計算過程中，彈性吊索的長度要充分考慮跨距的大小、吊弦基本參數測量的精確性。需特別注意道岔曲股段接觸線的高度變化。在具體實施過程中，基本原始數據應進行復核和邏輯合理性的分析。再利用專業(yè)軟件算法進行分析計算，對輸出的數據復核無誤后發(fā)送車間進行預配。

（6）定位器坡度調整。坡度測量調整過程中確保一次成型到位，精確測量，仔細分析在尋求最佳的調整方法。由于T 型定位器上拔力的作用，T 型定位器處的導線高度偏差較大，需特別注意T 型定位器的坡度。

（7）復核拉出值、導高、始觸區(qū)。對線岔的拉出值、導線高度、道岔的始觸區(qū)以及動態(tài)包絡線進行復核測量，并做好施工記錄。

4 結語

高速鐵路無交叉線岔的布置與調整是接觸網生產運營過程中的薄弱環(huán)節(jié)，始觸區(qū)的確定和接觸線的高度位置空間幾何關系是線岔調整的關鍵。通過對成貴鐵路無交叉線岔側線抬升量以及拉出值優(yōu)化，使受電弓在進出側線時更加平穩(wěn)。現場實踐模擬驗證，無論電力機車從哪個方向通行，不僅可以滿足高速動車組接觸網彈性均勻性的需要，還能更好地滿足平穩(wěn)過渡的要求，過渡過程相比于傳統(tǒng)模式也更加平緩，可以作為大面積推廣并應用。