非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔工作原理及檢調(diào)方法

程磊

（中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司安全監(jiān)察室，湖北武漢 430000）

在各高速站場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量復(fù)核發(fā)現(xiàn)，前期建設(shè)施工時(shí)一些無交叉線岔道岔定位柱未按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定位安裝，造成一些竣工站場(chǎng)存在部分道岔柱定位不標(biāo)準(zhǔn)的無交叉線岔，非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔在日常檢修中缺少規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)支持。對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔日常檢修提出調(diào)整方法，作為高速鐵路站場(chǎng)無交叉線岔監(jiān)測(cè)維護(hù)的技術(shù)支持。

1 無交叉線岔概述

（1）1/18道岔。目前高速站場(chǎng)內(nèi)正、側(cè)線股道的道岔一般采用1/18道岔（見圖1）。道岔全長(zhǎng)L=69.000 m，前端長(zhǎng)度A=31.729 m，后端長(zhǎng)度B=37.271 m，導(dǎo)曲線半徑R=1 099.282 m［1］。

圖1 常見1/18道岔平面示意圖

（2）動(dòng)車組受電弓。高速鐵路動(dòng)車組受電弓標(biāo)準(zhǔn)寬度為1 950 mm［2］，弓頭工作寬度為1 450 mm（見圖2），受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線直線區(qū)段動(dòng)態(tài)量為250 mm，最大限位抬升量150 mm［3］；由參數(shù)計(jì)算得出：受電弓半弓動(dòng)態(tài)限界值=（1 950÷2）+250=1 225 mm。

圖2 受電弓示意圖

（3）標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔。為滿足鐵路正線高速行車，在1/18道岔上方需沿正、側(cè)線股道架設(shè)兩支無交叉接觸懸掛［4-5］。以武廣高鐵為例，車站兩端1/18道岔處接觸網(wǎng)正、側(cè)線接觸懸掛采用無交叉式布置，共設(shè)有道岔定位柱A（簡(jiǎn)稱A柱）、道岔定位柱B（簡(jiǎn)稱B柱）、道岔轉(zhuǎn)換柱C（簡(jiǎn)稱C柱），組成一組無交叉線岔，其原理類似于三跨錨段關(guān)節(jié)；A柱、B柱與C柱均采用雙腕臂懸掛形式，使正、側(cè)線接觸網(wǎng)單獨(dú)懸掛互不影響；交叉吊弦設(shè)在正線導(dǎo)線相對(duì)于側(cè)線線路中心水平距離550～600 mm處，保障受電弓通過該點(diǎn)時(shí)正、側(cè)導(dǎo)線抬高保持一致。A柱設(shè)在道岔開口方向距理論岔心約25 000 m，正、側(cè)兩線路中心水平間距1 400 mm，正、側(cè)兩導(dǎo)線高差0～10 mm處；B柱設(shè)在道岔開口反方向距理論岔心10 000～15 000 mm，正、側(cè)兩線路中心水平間距150 mm，正、側(cè)兩導(dǎo)線高差80～120 mm處；C柱按錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱側(cè)線導(dǎo)線抬高500 mm下錨（見圖3）［6-7］。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔平面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 無交叉線岔工作原理

（1）受電弓正線高速通過。受電弓正線通過無交叉線岔時(shí)分4個(gè)運(yùn)行過程（見圖4），具體如下：

過程①：受電弓到達(dá)C柱時(shí)貼正線導(dǎo)線接觸取流運(yùn)行，拉出值為200 mm，側(cè)線導(dǎo)線拉出值為800 mm，且側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高500 mm，此處側(cè)線導(dǎo)線不影響受電弓正線通行。C柱按錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱抬高500 mm下錨［8］。

過程①→②：受電弓通過C柱后沿正線導(dǎo)線接近B柱，到達(dá)B柱時(shí)正線導(dǎo)線拉出值為400 mm，側(cè)線導(dǎo)線拉出值為1 100 mm，且側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高80～120 mm。計(jì)算得出側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心水平距離1 250 mm＞1 225 mm（半弓動(dòng)態(tài)限界值），此處側(cè)線導(dǎo)線不影響受電弓正線通行。

過程②→③：受電弓通過B柱后沿正線導(dǎo)線接近交叉吊弦，貼正線導(dǎo)線運(yùn)行的同時(shí)逐漸接近側(cè)線導(dǎo)線，交叉吊弦限位作用使側(cè)線導(dǎo)線與正線導(dǎo)線抬高保持一致，保證受電弓順利通過交叉吊弦向A柱運(yùn)行。

過程③→④：受電弓通過交叉吊弦后往A柱方向運(yùn)行，到達(dá)A柱時(shí)正線線路中心與側(cè)線線路中心水平間距1 400 mm，正線導(dǎo)線拉出值為150 mm，側(cè)線導(dǎo)線拉出值為150 mm，兩導(dǎo)線高差為0～10 mm。計(jì)算得出側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心水平距離1 250 mm＞1 225 mm（半弓動(dòng)態(tài)限界值），此處側(cè)線導(dǎo)線不影響受電弓正線通行，受電弓完成無交叉線岔正線通過。

（2）受電弓正線進(jìn)入側(cè)線。受電弓正線進(jìn)入側(cè)線時(shí)分5個(gè)運(yùn)行過程（見圖5），具體如下：

過程①：受電弓到達(dá)C柱時(shí)運(yùn)行過程與受電弓正線高速通過C柱過程相同。

圖4 受電弓正線高速通過簡(jiǎn)圖

過程①→②：受電弓通過C柱后沿正線接近B柱，到達(dá)B柱時(shí)側(cè)線拉出值為1 100 mm，正線拉出值為400 mm，且側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高80～120 mm。計(jì)算得出側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心水平距離1 250 mm＞1 225 mm（半弓動(dòng)態(tài)限界值），此處正線不影響受電弓側(cè)線通行。

過程②→③：受電弓通過B柱后繼續(xù)與正線導(dǎo)線接觸取流往B柱與A柱間交叉吊弦處運(yùn)行，由于側(cè)線導(dǎo)線以2‰～3‰坡度降坡（抬高量由80～120 mm降低至 0），側(cè)線拉出值逐漸變?。ㄓ? 100 mm減小至150 mm），受電弓貼正線導(dǎo)線運(yùn)行的同時(shí)逐漸接近側(cè)線導(dǎo)線，受電弓抬升力及交叉吊弦作用使正、側(cè)線導(dǎo)線抬高保持一致，保證受電弓順利通過交叉吊弦向始觸區(qū)運(yùn)行。

過程③→④：受電弓逐漸與側(cè)線導(dǎo)線接近，到達(dá)距始觸區(qū)600 mm處受電弓與側(cè)線導(dǎo)線接觸后進(jìn)入始觸區(qū)內(nèi)，受電弓抬升力及交叉吊弦作用使側(cè)線導(dǎo)線完全滑移至受電弓有效工作面內(nèi)，正、側(cè)線導(dǎo)線同時(shí)接觸取流。隨受電弓運(yùn)行正線導(dǎo)線距側(cè)線線路中心水平距離逐漸增大（由600 mm增至1 050 mm），正線導(dǎo)線開始遠(yuǎn)離受電弓中心，最終脫離受電弓［8-9］。

過程④→⑤：受電弓運(yùn)行至A柱時(shí)側(cè)線導(dǎo)線、正線線路中心水平間距1 400 mm，側(cè)線拉出值為150 mm，正線拉出值為150 mm，兩導(dǎo)線高差為0～10 mm；計(jì)算得出正線導(dǎo)線相對(duì)側(cè)線線路中心水平距離1 250 mm＞1 225 mm（半弓動(dòng)態(tài)限界值），正線導(dǎo)線完全脫離受電弓；此時(shí)受電弓與側(cè)線導(dǎo)線接觸取流，完成正線至側(cè)線過渡。

圖5 受電弓正線進(jìn)入側(cè)線運(yùn)行簡(jiǎn)圖

（3）受電弓側(cè)線進(jìn)入正線。受電弓側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)分6個(gè)運(yùn)行過程（見圖6），具體如下：

過程①：受電弓到達(dá)A柱時(shí)兩導(dǎo)線等高（標(biāo)準(zhǔn)高差值為0～10 mm），受電弓與側(cè)線導(dǎo)線接觸取流運(yùn)行。

過程①→②：受電弓通過A柱后側(cè)線導(dǎo)線以2‰～3‰坡度升坡，受電弓逐漸與正線導(dǎo)線接近，到達(dá)始觸區(qū)開口端兩線線路中心水平距離1 050 mm處時(shí)受電弓與正線導(dǎo)線即將接觸。

過程②→③：受電弓進(jìn)入始觸區(qū)內(nèi)與正線導(dǎo)線初始接觸，接觸點(diǎn)位于受電弓同側(cè)弓角部分內(nèi)，受電弓與線索橫向力及交叉吊弦作用使正線導(dǎo)線在運(yùn)行過程中通過受電弓弓角引導(dǎo)逐漸滑向受電弓中心，此時(shí)受電弓同時(shí)與正、側(cè)導(dǎo)線接觸。

過程③→④：正線導(dǎo)線完全滑移至受電弓有效工作面內(nèi)，受電弓同時(shí)與正、側(cè)導(dǎo)線接觸取流；

過程④→⑤：受電弓與正線導(dǎo)線接觸取流，側(cè)線導(dǎo)線以2‰～3‰坡度升坡并逐漸遠(yuǎn)離受電弓中心，在運(yùn)行過程中持續(xù)抬升并脫離受電弓。

過程⑤→⑥：受電弓運(yùn)行至B柱時(shí)側(cè)線導(dǎo)線抬高80～120 mm，拉出值為1 100 mm，側(cè)線導(dǎo)線完全脫離受電弓，此時(shí)受電弓與正線導(dǎo)線接觸取流，完成側(cè)線導(dǎo)線至正線導(dǎo)線過渡［8-9］。

B柱→C柱：側(cè)線導(dǎo)線通過C柱抬高500 mm下錨，受電弓與正線導(dǎo)線接觸取流。

3 非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔

標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔A、B柱按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定位（見圖7中②）。

非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔A、B柱未按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定位，主要有2種情況：

（1）A柱在兩線路中心水平距離大于1 400 mm處定位（見圖7中①）。

（2）A柱在兩線路中心水平距離小于1 400 mm處定位（見圖7中③）。

4 常規(guī)檢調(diào)方法存在的問題

（1）如圖7中①所示，A柱在兩線路中心水平距離大于1 400 mm處定位，如按標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)調(diào)整［10］，則存在如下問題：導(dǎo)線轉(zhuǎn)角過大，在大張力作用下，定位器難以調(diào)整出對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)拉出值及導(dǎo)高值，數(shù)值調(diào)整困難；接觸懸掛長(zhǎng)期處于過大張力下，設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度增大，設(shè)備易發(fā)生故障。

（2）如圖7中③所示，A柱在兩線路中心水平距離小于1 400 mm處定位，如按標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)調(diào)整，則存在如下問題：側(cè)線標(biāo)準(zhǔn)拉出值為150 mm，兩線路中心水平距離小于1 400 mm，即側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心水平距離B=A-150＜1 400-150=1 250 mm，即存在受電弓正線高速通過時(shí)觸碰側(cè)線導(dǎo)線致使打弓的安全隱患。

綜上所述，利用標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔進(jìn)行調(diào)整存在局限性。

5 非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔檢調(diào)原理分析

5.1 工作特性

特性1：受電弓正線通過道岔時(shí)不與側(cè)線導(dǎo)線接觸；即受電弓正線高速通過時(shí)，側(cè)線導(dǎo)線不在受電弓的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)。

特性2：受電弓從正線進(jìn)入側(cè)線或側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)能夠平滑過渡，不發(fā)生刮弓、鉆弓等設(shè)備故障。

特性3：由于始觸區(qū)內(nèi)受電弓為弓角與導(dǎo)線先接觸，導(dǎo)線與受電弓存在一定夾角；為防止零部件打弓，始觸區(qū)內(nèi)不得安裝除吊弦線夾外的任何線夾。

5.2 檢調(diào)原理

結(jié)合無交叉線岔運(yùn)行特性，通過對(duì)A柱、B柱、始觸區(qū)、兩線路中心水平距離720 mm處等關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)的控制，保障受電弓正線能夠高速通過，且從正線進(jìn)入側(cè)線或側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)受電弓能夠平滑過渡。

滿足特性1需具備2個(gè)條件：

（1）正線A、B、C定位柱拉出值小于450 mm。

（2）A、B柱正線定位點(diǎn)處，側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心的水平距離大于1 250 mm；經(jīng)計(jì)算半弓動(dòng)態(tài)限界值為1 225 mm，即當(dāng)正線對(duì)側(cè)線導(dǎo)線拉出值大于1 250 mm時(shí)，即可保證受電弓正線高速通過時(shí)，任何情況下均不與側(cè)線導(dǎo)線接觸。

滿足特性2需具備5個(gè)條件：

（1）A柱側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高0～10 mm。

（2）始觸區(qū)（正線導(dǎo)線相對(duì)側(cè)線線路中心的水平距離為600～1 050 mm）應(yīng)滿足下列條件：首先，如圖8所示，受電弓最大抬升量按150 mm計(jì)算，受電弓端頭垂直高度H約為360 mm［3］，為滿足受電弓從側(cè)線進(jìn)入正線能夠平滑過渡，則需保證受電弓與正線導(dǎo)線接觸點(diǎn)應(yīng)盡量處于倒角的上半部分，即受電弓動(dòng)態(tài)抬升量+側(cè)線導(dǎo)線抬高≤H/2=180 mm，可得側(cè)線導(dǎo)線抬高值≤180-150=30 mm。因考慮交叉吊弦對(duì)兩導(dǎo)線抬升的聯(lián)動(dòng)效果，側(cè)線導(dǎo)線抬高增量存在一定的調(diào)整余量。其次，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔線路始觸區(qū)位置及坡度計(jì)算，始觸區(qū)內(nèi)應(yīng)該滿足側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高10～30 mm，一般取20 mm為宜。

（3）兩線路中心水平間距為720 mm處，為避免受電弓鉆弓、脫線，正線導(dǎo)線與側(cè)線導(dǎo)線水平間距應(yīng)小于1 450 mm，則能保障在任何情況下受電弓均能與任一導(dǎo)線正常接觸取流。

（4）B柱定位點(diǎn)側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高80～120 mm。

（5）C柱參數(shù)可按非絕緣錨段關(guān)節(jié)設(shè)置，側(cè)線導(dǎo)線比正線導(dǎo)線抬高500 mm。

圖8 受電弓動(dòng)態(tài)示意圖

滿足特性3需具備的條件：為使受電弓在初始接觸正線導(dǎo)線時(shí)不發(fā)生打弓現(xiàn)象，始觸區(qū)內(nèi)不得安裝除吊弦線夾以外的任何線夾。

6 非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔檢測(cè)、檢調(diào)步驟及方法

6.1 檢測(cè)順序

（1）通過股道及線索下錨確認(rèn)正、側(cè)線；測(cè)量順序由無交叉線岔開口側(cè)往閉口側(cè)測(cè)量。

（2）測(cè)量A柱正線定位點(diǎn)導(dǎo)高、拉出值；側(cè)線導(dǎo)高、拉出值；側(cè)線導(dǎo)線相對(duì)正線線路中心導(dǎo)高、拉出值。

（3）始觸區(qū)測(cè)量：測(cè)量1 050 mm及600 mm處側(cè)線導(dǎo)高、拉出值及正線導(dǎo)線對(duì)側(cè)線線路中心導(dǎo)高、拉出值。

（4）測(cè)量?jī)删€路中心水平間距720 mm處側(cè)線拉出值、導(dǎo)高；側(cè)線對(duì)正線導(dǎo)線拉出值、導(dǎo)高。

（5）測(cè)量B、C柱正線拉出值、導(dǎo)高；正線對(duì)側(cè)線導(dǎo)線拉出值、導(dǎo)高；

（6）正線及側(cè)線拉出值均需符合設(shè)計(jì)要求，即正線小于450 mm；側(cè)線小于350 mm。

6.2 檢調(diào)方法

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析判斷是否符合非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔調(diào)整方法規(guī)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定需調(diào)整的數(shù)值范圍。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合定位處調(diào)整余量、參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、幾何公式，計(jì)算各處需調(diào)整的量值。

（3）根據(jù)計(jì)算數(shù)值調(diào)整道岔定位柱導(dǎo)高、拉出值、抬高值等使之符合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）同跨距內(nèi)可通過調(diào)整吊弦數(shù)據(jù)來滿足導(dǎo)高數(shù)據(jù)。

6.3 注意事項(xiàng)

（1）無交叉線岔處前后含有分段絕緣器或線岔時(shí)，需考慮前、后分段絕緣器及線岔參數(shù)是否符合技術(shù)要求。

（2）考慮定位器長(zhǎng)度及受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，防止定位器底座等部位侵入受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線。

（3）考慮接觸網(wǎng)系統(tǒng)整體要求，保障接觸網(wǎng)導(dǎo)高、線路坡度、定位器坡度、腕臂偏移等各項(xiàng)參數(shù)符合技術(shù)要求。

（4）經(jīng)過調(diào)整造成始觸區(qū)位置偏移后，確認(rèn)始觸區(qū)內(nèi)不得安裝除吊弦線夾以外的任何線夾。

（5）調(diào)整后借助工具，模擬受電弓通過狀態(tài)，確保線岔弓網(wǎng)參數(shù)匹配。

7 結(jié)束語

在掌握無交叉線岔運(yùn)行原理及工作特性的基礎(chǔ)上，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)無交叉線岔日常維護(hù)檢修提供相應(yīng)的技術(shù)支持，探索總結(jié)出幾種實(shí)用的調(diào)整、檢測(cè)方法，為進(jìn)一步優(yōu)化高速接觸網(wǎng)無交叉線岔設(shè)備管理提供參考。