關(guān)于優(yōu)化接觸網(wǎng)高速線岔布置方案探析

劉陽

【摘? 要】隨著我國(guó)電氣化鐵路的高速化建設(shè)進(jìn)程加快，人們對(duì)接觸網(wǎng)性能提出越來越高的要求，線岔可對(duì)電氣化鐵路產(chǎn)生重要影響，它是接觸網(wǎng)中的關(guān)鍵分支，也需隨著時(shí)代的發(fā)展提升質(zhì)量。近年來，國(guó)家的電氣化鐵路運(yùn)行速度提高幅度較大，電力機(jī)車在行進(jìn)中受到電弓動(dòng)態(tài)提升的影響越大，極易引發(fā)鐵路運(yùn)輸中安全事故。本文分析了交叉線岔的硬點(diǎn)形成，對(duì)接觸網(wǎng)的高速線岔布置方案的改進(jìn)加以探討。

【關(guān)鍵詞】接觸網(wǎng);高速線岔;布置方案;優(yōu)化

線岔是我國(guó)電氣化鐵路中接觸網(wǎng)的一種主要設(shè)備，常由于某些細(xì)節(jié)缺失，存在線岔硬點(diǎn)多、彈性小、過渡性能差等問題，以上的細(xì)節(jié)問題在具體的工程施工及運(yùn)營(yíng)中經(jīng)常遭到管理人員的忽略。尤其在高速路段一些不良問題給弓網(wǎng)受流的質(zhì)量造成極大的影響，嚴(yán)重時(shí)還可能發(fā)生弓網(wǎng)故障。當(dāng)高速線岔發(fā)生弓網(wǎng)故障時(shí)，往往最少有兩支接觸懸掛被損壞，進(jìn)而影響涉及整個(gè)站場(chǎng)及區(qū)間運(yùn)行的設(shè)備。相關(guān)人員加強(qiáng)高速線岔的布置措施，預(yù)防弓網(wǎng)故障對(duì)于國(guó)家高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)意義重大。

1接觸網(wǎng)線岔的主要結(jié)構(gòu)

在站場(chǎng)上，渡線、站線、發(fā)線、側(cè)線等均會(huì)并入正線。若線路設(shè)一個(gè)道岔，接觸網(wǎng)也需設(shè)一個(gè)線岔，或者叫做架空的轉(zhuǎn)轍設(shè)備。道岔與線岔的方式分很多種類，具體結(jié)構(gòu)形式如下：

1.1交叉線岔

現(xiàn)階段，國(guó)家電氣化鐵道路的接觸網(wǎng)在站場(chǎng)軌道的道岔上方一般選用限制管，把匯交在限制管上的兩支接觸懸掛進(jìn)行固定，該固定裝置叫做線岔，又被稱為交分線岔。這種道岔布置形式對(duì)側(cè)向經(jīng)過的速度有限制，在試驗(yàn)過程中，產(chǎn)生接觸壓力的峰值，且易產(chǎn)生拉弧，不適用于高速線路（超過160km）。

1.2無交分線岔

在接觸懸掛結(jié)構(gòu)中，無交分線岔一般表現(xiàn)以下特點(diǎn)：一是在道岔部位兩支懸掛在空間分布呈分開狀態(tài)，沒有交叉點(diǎn)。無交分線岔在使用中，若電力機(jī)車在正線上經(jīng)過道岔時(shí)，受電弓在任何狀況下都不與側(cè)線的接觸線接觸（在高速公路上特別關(guān)鍵），防止在經(jīng)過交叉線岔中發(fā)生打弓。若電力機(jī)車由側(cè)線進(jìn)入正線，或者由正線進(jìn)入側(cè)線的時(shí)候，受電弓可由側(cè)線和正線的接觸線間平穩(wěn)過渡，無刮弓發(fā)生。選擇開放型無交分道岔的結(jié)構(gòu)，能夠保障列車在高速線路上經(jīng)過正線的時(shí)候，受電弓只與正線的接觸線相交，與站線的接觸線無關(guān)，有利于高速列車在道岔處安全行駛。

與交叉型線岔相比，無交分線岔的安裝、調(diào)整過程比較繁瑣，同時(shí)，對(duì)安裝作業(yè)的精度也提出較高的要求，可是，它可達(dá)到高速行車的需求，機(jī)車通過線岔處時(shí)，可安穩(wěn)地經(jīng)過，受流特性較好，硬點(diǎn)不突出，這是交叉型線岔不具有的優(yōu)點(diǎn)。這類型的道岔定位因自身的結(jié)構(gòu)特征，可適應(yīng)很多形狀的受電弓。無交分型線岔，從理論層面分析，能夠滿足400km/h的速度標(biāo)準(zhǔn)，在理論上與三跨型錨段關(guān)節(jié)的過渡原理類似，在平面布置中，考慮到始觸區(qū)沒有線夾的情況，且使兩支接觸線在始觸區(qū)內(nèi)，盡可能分布于受電弓中心線的一側(cè)，以免發(fā)生鉆弓。然而，無交分線岔過渡的下錨支在定位點(diǎn)部位的轉(zhuǎn)角很大，導(dǎo)線的水平力較大，想要準(zhǔn)確地定位很難，特別12#以下的道岔，但可應(yīng)用于高速18#以上的道岔。

1.3三線關(guān)節(jié)型道岔定位

輔助三線關(guān)節(jié)型道岔定位在世界部分發(fā)達(dá)國(guó)家的客運(yùn)專線領(lǐng)域的應(yīng)用效果呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì)。它在正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛二者之間，再加上一組輔助的懸掛，因這種形式實(shí)際上與錨段關(guān)節(jié)型過渡原理比較接近，可保障故弓網(wǎng)取流的安全性與質(zhì)量。然而，這種形式需在兩個(gè)道岔之間，布設(shè)最少三跨絕緣關(guān)節(jié)平行過渡的接觸網(wǎng)，（即150-200米長(zhǎng)的空間范圍），所以，適用場(chǎng)合較少，通常在線間距5米的線路上，截面120毫米的銅合金的接觸線，在工作張力達(dá)到15kN的情況下，需具有30#及其以上的道岔上下行的渡線部位方可使用。三線關(guān)節(jié)型道岔定位，在西方的法國(guó)現(xiàn)代高速鐵路上已經(jīng)得到了良好的應(yīng)用，但國(guó)內(nèi)的應(yīng)用及研究成果較少。在高速鐵路中，接觸網(wǎng)線岔用這種定位手段比較合適，但對(duì)安裝空間提出較高要求，即應(yīng)滿足狹長(zhǎng)的道岔?xiàng)l件，其設(shè)計(jì)、安裝工作還需結(jié)合線路狀況確定。

2線岔硬點(diǎn)的形成原因

在現(xiàn)階段我國(guó)的高速鐵路正常投入運(yùn)營(yíng)過程中，始觸區(qū)不準(zhǔn)有線夾、設(shè)置跨距的標(biāo)準(zhǔn)極易受到相關(guān)部門的重視，且工作人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正，可是，部分細(xì)節(jié)問題經(jīng)常遭到人們的輕視，而這些細(xì)節(jié)往往可能給線岔的運(yùn)行品質(zhì)造成極大的影響。

第一，支持裝置I部位，兩支定位一起與受電弓接觸。在支持裝置I的定位處，懸掛質(zhì)量較大，受到限制管與定位的影響，接觸線通常呈剛性，如果同步與兩定位相接觸，則硬點(diǎn)會(huì)更大。

第二，下錨支轉(zhuǎn)角偏大。當(dāng)非工作支的下錨轉(zhuǎn)角偏大時(shí)，則定位拉力會(huì)增加，使得支持裝置I的彈性降低。

第三，兩支接觸線的交叉點(diǎn)距離支持裝置I的定位太近。在限制管的作用下，接觸線在支持裝置I部位的剛性加大。

第四，兩工作支的接觸線之間距離的布置不科學(xué)。受電弓同步對(duì)兩工作支接觸時(shí)，如果本線的接觸線分布在與相近接觸線的滑板另一半位置時(shí)，極易使動(dòng)態(tài)的受電弓滑板和線路發(fā)生不平行現(xiàn)象，進(jìn)而增加接觸的危險(xiǎn)，易于導(dǎo)致弓網(wǎng)。

3接觸網(wǎng)高速線岔布置方案的優(yōu)化策略

3.1定位處僅限于工作支與受電弓接觸

非支高抬向定位順延超過支持裝置I部位時(shí)，在定位點(diǎn)處，非支裝置比工作支高，使得受電弓通過定位點(diǎn)的時(shí)候，抬高正線的接觸線依然無法觸及非支，可是，也不能過于抬高，否則給岔心彈性造成不利影響。如圖所示，可設(shè)岔心至支持裝置I的定位距離是x，非支在定位部位的抬高量是y，那么，可得到非支接觸線的抬高量的計(jì)算公式：

Y= Gcw′·x2/（2·Hcw）

上式中，Y表示支持裝置I接觸線的抬高量，m;

Gcw′表示接觸線的特定負(fù)荷（通?？山Y(jié)合型號(hào)的接觸線查到），N/m;

X表示接觸線的交叉點(diǎn)到支持裝置I的距離，m;

Hcw表示接觸線的張力，kN。

3.2下調(diào)定位部位下錨支轉(zhuǎn)角

按照目前的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知：在支持裝置I部位的定位點(diǎn)，下錨角度一般應(yīng)小于5°。

3.3接觸線的岔心要遠(yuǎn)離定位

一般接觸線的交叉點(diǎn)至正線線路中心的距離要小于到側(cè)線中心的距離。可設(shè)正線的拉出值bz，側(cè)線的拉出值bs，交叉點(diǎn)至正線的線路中心距離Bkz，至側(cè)線線路中心的距離Bks，靜態(tài)始觸點(diǎn)至交叉點(diǎn)的距離Bk，那么，交叉點(diǎn)在達(dá)到以下條件時(shí)受電弓經(jīng)過岔心的時(shí)候，只會(huì)有偏低的接觸壓力，弓網(wǎng)的彈性良好。

3.4科學(xué)設(shè)置始觸區(qū)兩工作支的相對(duì)位置

在中國(guó)一般選用的受電弓其總體寬度1950毫米，滑板的工作寬1250毫米。受電弓經(jīng)過線路的中心線和相鄰接觸線二者間距1050毫米，從這一接觸點(diǎn)算起，正線與側(cè)線的接觸線要設(shè)在二條線路的中心線以內(nèi)。

結(jié)束語

總之，隨著現(xiàn)代高速鐵路事業(yè)的發(fā)展，線岔在接觸網(wǎng)中的合理設(shè)計(jì)非常重要。經(jīng)過分析線岔的硬點(diǎn)形成，以此制定更加合理地的線岔布置方案，有利于提升受流質(zhì)量，加大接觸的彈性，遏制弓網(wǎng)故障的發(fā)生，對(duì)于日后接觸網(wǎng)的交叉線岔投入使用具有極大的推廣作用。

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（作者單位：中鐵三局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司）