武廣高鐵定位器坡度計(jì)算及調(diào)整建議

白曉明

摘?要：結(jié)合我段武廣高鐵標(biāo)準(zhǔn)線建設(shè)任務(wù)，我單位在實(shí)際維護(hù)中檢測發(fā)現(xiàn)部分定位器坡度過小。針對(duì)這一問題，本文通過分析定位器的受力情況得出定位器坡度的計(jì)算方法，進(jìn)而提出調(diào)整的意見。

關(guān)鍵詞：高鐵;定位器;坡度;計(jì)算;調(diào)整

引言

高速鐵路接觸網(wǎng)定位裝置是弓網(wǎng)受流的關(guān)鍵，定位坡度不達(dá)標(biāo)，直接影響定位器、接觸線與受電弓的動(dòng)態(tài)空間位置關(guān)系、相互作用力。安裝坡度過小，則可能發(fā)生受電弓與定位器碰撞，嚴(yán)重影響列車的正常運(yùn)營安全。因此確保定位器坡度在標(biāo)準(zhǔn)安全范圍內(nèi)，是保障高速鐵路安全的重要保證。

2019年3月份以來，在我段武廣高鐵標(biāo)準(zhǔn)線建設(shè)過程中，我們檢測發(fā)現(xiàn)定位器的坡度多在4-6°之間，但有的定位器坡度為1°甚至是0°，如圖1所示。

1 定位器受力分析及計(jì)算

根據(jù)接觸網(wǎng)上使用的定位器，可以畫出如圖2所示的定位器受力圖。定位器在受到水平方向P的拉力以及垂直方向線索重力和定位器自身重力的合力G，二力平衡之后所形成的的合力T與水平的角度即為定位器的坡度（在直線情況下）。

1.1 定位器的水平拉力

根據(jù)接觸網(wǎng)水平方向的受力圖，如圖3所示，可以得出定位器在水平方向的受力分析。

如圖3所示，B點(diǎn)拉力P為

結(jié)合武廣高鐵線路的參數(shù)，拉出值a=300mm，跨距L1=L2=50m，接觸線張力取Tj=30000N，從而可得P=720N。

1.2 定位器的垂直拉力

定位器在垂直方向受到定位器自身的重力一段接觸線的重力，根據(jù)武廣高鐵常用的定位器為1150型，其自重取G1=16.97N，定位器處所受到一段接觸線的重力G2根據(jù)有關(guān)研究在定位器無弛度情況下所受到的重力為4m接觸線的重量[1]，故G2=1.377*9.81*4≈52.46N，垂直方向受力G=G1/2+G2=8.485+52.46=60.945N，因此定位器坡度θ=arctan（G/P）≈4.83°，與前述武廣高鐵定位坡度多數(shù)在4-6°間符合。

2 定位器坡度不達(dá)標(biāo)原因分析

2.1 定位坡度定義及檢測標(biāo)準(zhǔn)

按照《中國鐵路總公司關(guān)于印發(fā)<高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)則>的通知》（鐵總運(yùn)[2015]362號(hào)）第一百一十九條定義：“定位器坡度為定位器與軌面連線之間的夾角”。而武廣高鐵的設(shè)計(jì)資料中，既有定位器關(guān)于水平面的夾角，也有定位器關(guān)于軌平面的夾角。

2.2 定位器坡度過小原因分析

2.2.1 軌道超高因素影響

在此次定位坡度不達(dá)標(biāo)的定位器中，有相當(dāng)一部分的定位器處于軌道超高的情況下。在一般情況下，超高處的定位器坡度當(dāng)以水平面為測量基準(zhǔn)時(shí)，當(dāng)換算至軌平面標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還需考慮曲線的方向、超高數(shù)值的大小、定位方式等，如圖4所示，當(dāng)超高與定位器傾斜方向一致時(shí)，根據(jù)超高的大小有可能導(dǎo)致定位器坡度為0°甚至為負(fù)。

2.2.2 施工因素影響

據(jù)了解，武廣高鐵在最初建設(shè)過程中，由于工期及軌道鋪設(shè)的影響，施工單位在安裝腕臂及定位裝置時(shí)并未完全按照設(shè)計(jì)資料進(jìn)行安裝，而是根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)、施工方便程度以及后期的聯(lián)調(diào)聯(lián)試中不斷調(diào)整而成，因此存在部分定位器坡度滿足最低的運(yùn)行需要而造成坡度較小的情況也不足為奇。

3 定位器坡度調(diào)整

3.1 定位器坡度調(diào)整的影響

定位器坡度由接觸網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)決定，安裝后處于受力平衡狀態(tài)，不可隨意調(diào)整，否則定位點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生人為的抬升或降低，形成硬點(diǎn)。對(duì)于較小程度的調(diào)整，當(dāng)定位坡度過小，則可能發(fā)生弓網(wǎng)碰撞，需要減少拉出值或加大第一吊弦距定位點(diǎn)的距離，定位管也要適當(dāng)抬高，增大開口距離。然而，減少拉出值會(huì)加速受電弓的不均勻磨耗，增大第一吊弦點(diǎn)的距離會(huì)影響弓網(wǎng)受流質(zhì)量。當(dāng)需要調(diào)整的角度較大時(shí)，則需要采用調(diào)整定位環(huán)或抬高、降低腕臂的方法來處理。

3.2定位坡度調(diào)整意見

目前而言，經(jīng)多年運(yùn)行，武廣高鐵管內(nèi)的定位器坡度能夠滿足現(xiàn)場的安全運(yùn)行要求?？傮w而言，在標(biāo)準(zhǔn)線建設(shè)的過程中需要保證一是不冒然進(jìn)行調(diào)整，避免造成拉出值及弓網(wǎng)關(guān)系變化;二是對(duì)于實(shí)際檢測出的定位器坡度存在與設(shè)計(jì)有較大出入時(shí)，要慎重對(duì)待，必須經(jīng)過現(xiàn)場復(fù)測并認(rèn)真研究確定最優(yōu)調(diào)整方案。

4 結(jié)論

目前武廣高鐵定位器坡度大部分處于4-6°間，無論與設(shè)計(jì)資料相比還是理論計(jì)算驗(yàn)證都是符合規(guī)范的。而對(duì)于與設(shè)計(jì)資料存在較大出入的部分定位器坡度，對(duì)待其調(diào)整一定要采取慎重的態(tài)度，不可輕易調(diào)整，同時(shí)也需要考慮其對(duì)于將來運(yùn)行狀態(tài)的影響而謹(jǐn)慎調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]?常麗，李豐良，年曉紅.武廣高鐵定位器坡度算法研究[J]鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014（11）：131-135.

[2]?于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2015.

[3]?《中國鐵路總公司關(guān)于印發(fā)<高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)則>的通知》（鐵總運(yùn)[2015]362號(hào)）.