高寒地區(qū)高速鐵路接觸網(wǎng)吊弦缺陷現(xiàn)狀分析及整改建議

李 璐 李宏峰 毛智強(qiáng)

中國(guó)鐵路沈陽(yáng)局集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽(yáng)110001

0 引言

目前,高寒地區(qū)高速鐵路采用的整體吊弦大多為歐洲引進(jìn)的沖壓載流吊弦的改進(jìn)部件,整體吊弦吊弦線(xiàn)采用銅合金絞線(xiàn),由49股單絲絞合,型號(hào)為JTMH10。

1 高寒地區(qū)高速鐵路接觸網(wǎng)吊弦缺陷現(xiàn)狀

1.1 缺陷分布 通過(guò)對(duì)幾條線(xiàn)路設(shè)備數(shù)量、缺陷數(shù)量、百條公里缺陷率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析,歸納吊弦缺陷分布特征。

序號(hào)線(xiàn)別設(shè)備數(shù)量缺陷數(shù)量百條公里缺陷率1京沈客專(zhuān)線(xiàn)1197.32 939 78.43%2沈大高速線(xiàn)1068.898 711 66.52%3新通客專(zhuān)線(xiàn)553.933 308 55.60%

1.2 吊弦折斷位置 通過(guò)對(duì)近年來(lái)沈大高速線(xiàn)9處折斷吊弦位置進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)折斷吊弦的主要位置在壓接管位置附近,其中5件位于上部承力索壓接管位置,3件位于下部接觸線(xiàn)壓接管位置,1件位于下部吊弦線(xiàn)位置。

1.3 新開(kāi)通線(xiàn)路吊弦線(xiàn)扭結(jié)問(wèn)題 通過(guò)對(duì)京沈客專(zhuān)線(xiàn)252根損傷整體吊弦進(jìn)行更換,對(duì)損傷部位狀態(tài)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)252根整體吊弦均存在扭結(jié)問(wèn)題,扭結(jié)圈數(shù)為3-8圈不等。

1.4 整體吊弦質(zhì)量劣化問(wèn)題2020年6月份、10月份,分別對(duì)京沈客專(zhuān)線(xiàn)阜新至黑山北區(qū)間吊弦狀態(tài)進(jìn)行4C檢測(cè)試驗(yàn)、對(duì)比分析,期間不對(duì)吊弦缺陷進(jìn)行處理,通過(guò)兩次分析發(fā)現(xiàn),10月份吊弦缺陷數(shù)量較6月份增加3件,增加的3件中2件為硬彎、1件為鼓包缺陷。

2 吊弦缺陷原因分析

2.1 缺陷位置與壓接工藝 沈大高速線(xiàn)2012年開(kāi)通運(yùn)行,現(xiàn)階段整體吊弦折斷位置主要分布在上、下部吊弦壓接管位置。其主要原因是原有壓接管壓接方式為三點(diǎn)犬牙式壓接,在壓接管處韌性較差的吊弦既要承受較大壓接應(yīng)力,又受到反復(fù)彎曲、相互間的摩擦力作用,因此易在壓接處出現(xiàn)斷絲、斷股問(wèn)題。

2.2 施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范 京沈客專(zhuān)線(xiàn)吊弦線(xiàn)扭結(jié)問(wèn)題主要原因?yàn)槭┕挝蝗藛T不按標(biāo)準(zhǔn)施工,或施工階段為調(diào)整導(dǎo)高缺陷、一跨內(nèi)高差缺陷等,直接將接觸線(xiàn)吊弦線(xiàn)夾打開(kāi),然后將不受力吊弦進(jìn)行扭結(jié),實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)缺陷的調(diào)整。后期在設(shè)備運(yùn)行階段,吊弦扭結(jié)部位反復(fù)受到拉應(yīng)力作用,由于整體吊弦吊弦線(xiàn)由49股單絲絞合而成,扭結(jié)部位單絲受力不均導(dǎo)致部分單絲拉斷,進(jìn)而演變成斷股、鼓包狀態(tài),最終在該位置發(fā)生折斷故障。

2.3 動(dòng)車(chē)組運(yùn)行速度與整體吊弦缺陷正相關(guān) 京沈客專(zhuān)線(xiàn)百條公里缺陷率比新通客專(zhuān)線(xiàn)高22.8 3%,其主要原因是動(dòng)車(chē)組速度越高,弓網(wǎng)接觸力越大,吊弦動(dòng)態(tài)抬升量越大,受重力及張力作用,吊弦線(xiàn)的拉應(yīng)力越大,動(dòng)車(chē)組通過(guò)后整體吊弦振動(dòng)頻率越高,吊弦線(xiàn)劣化速度越快,進(jìn)而導(dǎo)致斷股、鼓包等設(shè)備缺陷增多。

2.4 整體吊弦劣化趨勢(shì)的監(jiān)測(cè) 整體吊弦折斷前會(huì)出現(xiàn)損傷、鼓包等問(wèn)題,但受4C裝置吊弦清晰度效果影響,吊弦缺陷劣化趨勢(shì)無(wú)法通過(guò)4C分析進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.5 冰凍雨雪天氣影響 高寒地區(qū)的冰凍雨雪天氣較多,損傷吊弦線(xiàn)內(nèi)部易進(jìn)入雨雪,雨雪結(jié)冰后吊弦線(xiàn)內(nèi)部產(chǎn)生張力,加劇了損傷吊弦線(xiàn)的老化。

3 整改建議

3.1 新型耐疲勞整體吊弦的應(yīng)用 一是吊弦線(xiàn)采用新型耐疲勞、耐腐蝕線(xiàn);二是采用新型壓接管、壓接方式及心形環(huán);三是改進(jìn)整體吊弦安裝工藝。將現(xiàn)有吊弦逐步更換為新型耐疲勞的整體吊弦。

3.2 縮短整體吊弦大修周期TB/T2073-2010對(duì)接觸網(wǎng)零部件振動(dòng)試驗(yàn)中振幅的規(guī)定為±35 mm,振動(dòng)次數(shù)為200萬(wàn)次。按照該數(shù)據(jù)要求,繁忙干線(xiàn)2-4年既需更換一次,建議將接觸網(wǎng)設(shè)備精測(cè)精修周期中關(guān)于現(xiàn)有整體吊弦的大修周期改為4年。

3.3 加強(qiáng)對(duì)缺陷吊弦的監(jiān)測(cè)TJ/GD006-2014對(duì)接觸懸掛(吊弦、線(xiàn)夾等)單幅畫(huà)面像素要求不低于500萬(wàn)。該像素質(zhì)量要求無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)吊弦缺陷劣化趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)要求,需要求單幅畫(huà)面像素不低于1600萬(wàn)、相機(jī)數(shù)量不少于4個(gè),實(shí)現(xiàn)對(duì)吊弦缺陷劣化趨勢(shì)的分析,及時(shí)對(duì)缺陷吊弦進(jìn)行整改。

4 結(jié)語(yǔ)

高寒地區(qū)接觸網(wǎng)整體吊弦受材料質(zhì)量、施工工藝、動(dòng)車(chē)組運(yùn)行速度、外界環(huán)境等因素影響,吊弦缺陷數(shù)量較多,易發(fā)生擊打動(dòng)車(chē)組受電弓的弓網(wǎng)故障。需要探索新型耐疲勞整體吊弦的應(yīng)用,提高整體吊弦運(yùn)行質(zhì)量;通過(guò)對(duì)吊弦劣化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)、分析,及時(shí)更換損傷吊弦,合理制定整體吊弦大修周期。