接觸網(wǎng)雙交叉點(diǎn)線岔研究及探討

趙大坪，孫世斌，張志鵬，祁京徽，王子妍，王寶強(qiáng)

0 引言

京津城際鐵路是我國(guó)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速350 km的高速鐵路，于2008 年8 月正式通車運(yùn)營(yíng)，牽引供電系統(tǒng)由德國(guó)西門子公司設(shè)計(jì)，接觸網(wǎng)線岔[1，2]全部采用高速交叉布置形式。其中北京南站復(fù)式交分道岔及交叉渡線接觸網(wǎng)首次采用了雙交叉點(diǎn)線岔布置形式，也是目前國(guó)內(nèi)唯一采用雙交叉點(diǎn)線岔布置形式和技術(shù)的車站，北京南站共有該型線岔12 組。由于德國(guó)西門子公司未提供該型線岔的設(shè)計(jì)思想和相關(guān)測(cè)量、檢修、調(diào)整的作業(yè)指導(dǎo)說明，現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)缺乏相應(yīng)技術(shù)手段，本文將對(duì)該型線岔的工作原理、布置形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析說明，提出測(cè)量、檢修、調(diào)整方法。

1 北京南站接觸網(wǎng)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

北京南站是京津城際鐵路的始發(fā)站，其站場(chǎng)由京津城際場(chǎng)、京滬高速場(chǎng)、京滬普速場(chǎng)組成；接觸網(wǎng)屬SICAT SAC系統(tǒng)，采用直鏈形懸掛形式，結(jié)構(gòu)高度1 600 mm；接觸線采用CuAg0.1AC-120 銅銀合金線，設(shè)計(jì)導(dǎo)高5 300 mm，張力15 kN，設(shè)計(jì)拉出值300 mm；承力索采用BZⅡ-70 青銅合金絞線，張力15 kN；受電弓剖面寬度1 950 mm[3]。

2 雙交叉點(diǎn)懸掛線岔結(jié)構(gòu)形式及數(shù)據(jù)分析

北京南站復(fù)式交分道岔（含交叉渡線）均按雙交叉點(diǎn)接觸懸掛形式設(shè)計(jì)，共12 組。雙交叉點(diǎn)接觸懸掛分為A、B 型兩種布局形式。

2.1 B 型雙交叉點(diǎn)懸掛線岔

B 型雙交叉點(diǎn)懸掛線岔如圖1 所示。

（1）以復(fù)式交分道岔或交叉渡線橫向中軸線的中點(diǎn)為中心，將正線和岔線接觸線分別附加一支同型號(hào)接觸線，長(zhǎng)度約為22 m（以道岔橫向?qū)ΨQ軸線為中心分別向兩側(cè)各約11 m），并保證附加線兩端的并接線夾位于始觸區(qū)1 050 mm 之外；正線接觸線與附加線間分別安裝兩處雙支接觸線定位管，如圖2 所示，兩雙支接觸線定位管間距約為8 m（以橫向中軸為中心向兩側(cè)各4 m）。岔線接觸線與附加線間安裝兩處雙支接觸線定位管，兩雙支接觸線定位管間距約為4 m（以橫向中軸為中心向兩 側(cè)各2 m）。

圖1 B 型雙交叉點(diǎn)接觸懸掛

圖2 雙支接觸線定位管安裝形式

（2）正線接觸線位于岔線接觸線的下方，兩交叉點(diǎn)處分別安裝限制管。限制管由同材質(zhì)接觸線制成，長(zhǎng)度約900 mm，兩端分別用2 個(gè)并溝線夾與正線接觸線固定，2 個(gè)并溝線夾間距100 mm。限制管安裝后保證兩線間隙1～3 mm，同時(shí)保證+20 ℃時(shí)限制管中心與兩接觸線交叉點(diǎn)重合，如圖3、圖4 所示。

（3）始觸區(qū)內(nèi)為無線夾區(qū)，即岔線線路中心距正線接觸線600～1 050 mm 范圍內(nèi)為無線夾區(qū)。

圖3 雙交叉點(diǎn)限制管安裝原理

圖4 雙交叉點(diǎn)限制管安裝實(shí)景

（4）吊弦布置。

a.剖面A、F 分別為線岔兩端最外側(cè)交叉吊弦并呈對(duì)稱布置，該交叉吊弦位于岔線線路中心距正線接觸線550～600 mm 間，交叉吊弦安裝形式見圖1 中剖面A-A、F-F。

b.剖面B、E 分別為正線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對(duì)稱布置，吊弦安裝形式見圖1 中剖面B-B、E-E。

c.剖面C、D 分別為岔線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對(duì)稱布置，吊弦安裝形式見圖1 中剖面C-C、D-D。

（5）道岔定位及拉出值。在北京南站平面圖中標(biāo)明了道岔定位柱設(shè)計(jì)拉出值和方向，道岔柱位于橫向?qū)ΨQ中軸的延長(zhǎng)線上，道岔定位柱采用硬橫跨裝配形式，類似于節(jié)點(diǎn)7 的結(jié)構(gòu)。每組線岔形成2 個(gè)交叉點(diǎn)，共由4 組平衡定位器精確定位，分別位于橫向?qū)ΨQ中軸兩側(cè)各約500 mm 位置，兩定位器間距1 000 mm，設(shè)計(jì)拉出值均為300 mm，因此雙交叉點(diǎn)在無偏移溫度20 ℃時(shí)應(yīng)位于對(duì)稱中軸線上。道岔定位及拉出值如圖5 所示，圖6 為道岔定位及拉出值實(shí)景。

（6）道岔電連接。道岔電連接采用壓接型雙電連接形式，安裝于吊弦E-F 間，將兩懸掛在電路上連通。

圖5 道岔定位及拉出值

圖6 道岔定位及拉出值實(shí)景

2.2 A 型雙交叉點(diǎn)懸掛

A 型雙交叉點(diǎn)懸掛如圖7 所示，其與B 型安裝形式基本相同，區(qū)別在于：

（1）正線接觸線為單支，岔線接觸線為雙支，即岔線接觸線附加一支同型號(hào)接觸線，長(zhǎng)度約為22 m（以道岔對(duì)稱橫軸為中心分別向兩側(cè)各約11 m）。

圖7 A 型雙交叉點(diǎn)接觸懸掛

（2）吊弦布置形式不同。

a.剖面A、D 分別為線岔兩端最外側(cè)交叉吊弦，呈對(duì)稱布置，該交叉吊弦位于岔線線路中心距正線接觸線550～600 mm 處，交叉吊弦安裝形式見圖7 中剖面A-A、D-D。

b.剖面B、C 為岔線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對(duì)稱布置，吊弦安裝形式見圖7 中剖面B-B、C-C。

（3）雙交叉點(diǎn)位置不同。A 型道岔柱同樣位于復(fù)式交分道岔橫向?qū)ΨQ中軸一側(cè)，由于只有側(cè)線設(shè)計(jì)安裝了附加接觸線，因此雙交叉點(diǎn)位于橫向中軸線兩側(cè)。

3 雙交叉點(diǎn)懸掛線岔原理分析

為便于分析，繪制雙交叉點(diǎn)懸掛線岔與復(fù)式交分道岔對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖，如圖8 所示。

圖8 雙交叉點(diǎn)懸掛接觸線與復(fù)式交分道岔對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖

3.1 雙交叉點(diǎn)懸掛接觸線與復(fù)式交分道岔對(duì)應(yīng)關(guān)系

（1）道岔柱正線接觸線及附加接觸線定位點(diǎn)分別位于正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）線路中心兩側(cè)，拉出值分別為+30 cm 和-30 cm。

（2）道岔柱岔線接觸線及附加接觸線定位點(diǎn)分別位于岔線（道岔Ⅱ?Ⅳ方向）線路中心兩側(cè)，拉出值分別為+30 cm 和-30 cm。

（3）雙交叉點(diǎn)分別位于道岔橫向?qū)ΨQ中軸中點(diǎn)的兩側(cè)，距中心點(diǎn)約30 cm。

3.2 雙交叉點(diǎn)接觸懸掛工作原理

在120～160 km/h 區(qū)段，當(dāng)受電弓動(dòng)態(tài)抬升量為120 mm，左右擺動(dòng)量為250 mm 時(shí)，受電弓最大工作寬度為1 950 mm，滑板允許工作部分寬度為1 450 mm，半寬為1 450 / 2 = 725 mm。

（1）受電弓沿正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）或岔線（道岔Ⅱ?Ⅳ方向）通過時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)受電弓沿正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）通過時(shí)，在岔線接觸線距正線線路中心600～1 050 mm 范圍內(nèi)為始觸區(qū)，兩線導(dǎo)高為等高設(shè)置，受電弓進(jìn)入始觸區(qū)后，正線、側(cè)線接觸線及附加接觸線共4 支接觸線逐漸進(jìn)入受電弓工作范圍。受電弓在道岔橫向?qū)ΨQ中軸位置時(shí)，雙交叉點(diǎn)分別位于受電弓中心兩側(cè)各300 mm位置。受電弓行至另一側(cè)始觸區(qū)位置時(shí)，岔線接觸線逐漸脫離受電弓工作范圍，實(shí)現(xiàn)了線岔的順利轉(zhuǎn)換。當(dāng)受電弓最大左右擺動(dòng)量為250 mm 通過道岔時(shí)，在橫向?qū)ΨQ中軸位置，雙交叉點(diǎn)分別位于受電弓中心兩側(cè)各550 和50 mm 位置，均未超出受電弓滑板允許工作半寬725 mm 的范圍。

（2）受電弓由正線進(jìn)入岔線（道岔Ⅰ?Ⅳ方向）或由岔線進(jìn)入正線（道岔Ⅱ?Ⅲ方向）時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)受電弓由正線進(jìn)入岔線（道岔Ⅰ?Ⅳ方向）或由岔線進(jìn)入正線（道岔Ⅱ?Ⅲ方向）時(shí)，受電弓沿道岔導(dǎo)曲線軌方向運(yùn)行，岔線接觸線距正線線路中心600～1 050 mm 范圍內(nèi)為始觸區(qū)，受電弓運(yùn)行至橫向?qū)ΨQ中軸位置時(shí)，受電弓中心偏離橫向?qū)ΨQ中軸中心320 mm，雙交叉點(diǎn)分別位于距受電弓中心20 和620 mm 位置。受電弓行至另一側(cè)始觸區(qū)位置時(shí)，正線或岔線接觸線逐漸脫離受電弓工作范圍，實(shí)現(xiàn)了由正線進(jìn)入岔線（或由岔線進(jìn)入正線）的順利轉(zhuǎn)換。

（3）當(dāng)受電弓最大左右擺動(dòng)量為250 mm 情況下通過線岔時(shí)，兩交叉點(diǎn)分別距受電弓中心270和870 mm，雖然一支交叉點(diǎn)已超出受電弓允許工作范圍145 mm（870 - 725 = 145 mm），但另一交叉點(diǎn)始終處于受電弓工作范圍內(nèi)，這樣即使在受電弓左右擺動(dòng)到極限位置時(shí)也能夠確保其中一支交叉點(diǎn)處于受電弓工作范圍內(nèi)，提高了受電弓通過線岔的安全性。

4 雙交叉點(diǎn)懸掛線岔測(cè)量

4.1 安全注意事項(xiàng)

復(fù)式交分道岔如圖9 所示。由于復(fù)式交分道岔活動(dòng)心軌、直尖軌、曲尖軌均可移動(dòng)，為防止測(cè)量過程中扳動(dòng)道岔造成人身傷害和器具損壞等，線岔測(cè)量應(yīng)在天窗內(nèi)進(jìn)行，并時(shí)刻與列車調(diào)度員保持聯(lián)系，扳動(dòng)道岔時(shí)及時(shí)通知作業(yè)組[4]。

圖9 復(fù)式交分道岔實(shí)景

4.2 測(cè)量器具

由于激光測(cè)量?jī)x只能安放在開通的道岔軌道上，而復(fù)式交分道岔一次也只能開通正線或岔線中的一條徑路，且道岔定位器恰好位于可動(dòng)心軌的正上方，因此使用激光測(cè)量?jī)x不能一次測(cè)量出全部數(shù)據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)可結(jié)合使用絕緣測(cè)桿、線墜等傳統(tǒng)測(cè)量手段，在不扳動(dòng)道岔的情況下完成測(cè)量。

4.3 定位點(diǎn)拉出值測(cè)量

測(cè)量時(shí)激光測(cè)量?jī)x軌腳卡塊應(yīng)置于道岔開通的正線或岔線接觸線定位線夾所在線路的基本軌上，激光束應(yīng)分別打到所在線路的兩支定位接觸線正下方，讀取導(dǎo)高和拉出值數(shù)據(jù)并記錄，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量如圖10 和圖11 所示。另一組拉出值可使用絕緣測(cè)桿、線墜進(jìn)行測(cè)量，具體測(cè)量方法如下：

（1）將線墜掛于道岔未開放的岔線或正線接觸線定位線夾側(cè)面；

（2）以該線折彎基本軌內(nèi)沿為測(cè)量基點(diǎn)（即折彎基本軌內(nèi)沿與可動(dòng)心軌的接縫處），將鋼卷尺720 mm 處置于基本軌內(nèi)沿位置，線墜中心對(duì)準(zhǔn)鋼卷尺的讀數(shù)即為該定位點(diǎn)拉出值；

（3）該線另一定位點(diǎn)拉出值測(cè)量方法與之相同。

圖10 懸掛定位實(shí)景

圖11 激光測(cè)量?jī)x位置說明

4.4 雙交叉點(diǎn)的測(cè)量

雙交叉點(diǎn)分別位于道岔橫向?qū)ΨQ中軸線上，距對(duì)稱中軸中心約300 mm 位置，測(cè)量方法如下：

（1）激光測(cè)量?jī)x置于道岔橫向?qū)ΨQ中軸位置；

（2）先將激光測(cè)量?jī)x調(diào)至基本操作模式，激光束打在最近的一個(gè)交叉點(diǎn)接觸線的正下方，測(cè)量拉出值及導(dǎo)高并記錄；

（3）測(cè)量?jī)x位置不動(dòng)，激光束打在另一個(gè)交叉點(diǎn)接觸線的正下方，測(cè)量拉出值及導(dǎo)高并記錄。

4.5 無線夾區(qū)位置測(cè)量

為保證受電弓在線岔始觸區(qū)平滑過渡，避免出現(xiàn)打弓，始觸區(qū)600～1 050 mm 范圍內(nèi)設(shè)計(jì)為無線夾區(qū)，因此應(yīng)對(duì)無線夾區(qū)進(jìn)行測(cè)量。

4.5.1 受電弓由正線進(jìn)入側(cè)線時(shí)始觸區(qū)測(cè)量方法

（1）激光測(cè)量?jī)x置于道岔正線基本軌上，激光束打在側(cè)線兩支接觸線中靠近正線側(cè)的一支接觸線下方，如圖12 所示，當(dāng)測(cè)量拉出值為1 050 mm時(shí)，該點(diǎn)即為始觸區(qū)1 050 mm 位置；

（2）激光測(cè)量?jī)x向橫向?qū)ΨQ中軸方向移動(dòng)，激光束依然打在側(cè)線兩支接觸線中靠近正線側(cè)的一支接觸線下方，當(dāng)測(cè)量拉出值為600 mm 時(shí)，該點(diǎn)即為始觸區(qū)600 mm 位置。

圖12 受電弓由正線進(jìn)入側(cè)線時(shí)始觸區(qū)的測(cè)量方法

4.5.2 受電弓由側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)始觸區(qū)測(cè)量方法

（1）激光測(cè)量?jī)x置于道岔側(cè)線基本軌上，激光束打在正線兩支接觸線中靠近側(cè)線側(cè)的一支接觸線下方，當(dāng)測(cè)量拉出值為1 050 mm 時(shí)，該點(diǎn)即為始觸區(qū)1 050 mm 位置；

（2）激光測(cè)量?jī)x向橫向?qū)ΨQ中軸方向移動(dòng)，激光束依然打在正線兩支接觸線中靠近側(cè)線側(cè)的一支接觸線下方，當(dāng)測(cè)量拉出值為600 mm時(shí)，該點(diǎn)即為始觸區(qū)600 mm位置[5]。

5 雙交叉點(diǎn)懸掛線岔檢調(diào)方法

5.1 相關(guān)檢調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道岔定位拉出值均為300 mm，允許誤差30 mm。

（2）在無偏移溫度（20 ℃），雙交叉點(diǎn)的垂直投影應(yīng)在道岔橫向?qū)ΨQ中軸線上，距橫向?qū)ΨQ中軸中心各300 mm，允許偏差50 mm，溫度變化時(shí)雙交叉點(diǎn)偏離橫向?qū)ΨQ中軸線不大于50 mm。

（3）雙交叉點(diǎn)緊固筋條采用同型號(hào)接觸線制成，長(zhǎng)度約為900 mm，并溝線夾緊固力矩為21 N·m。緊固筋條內(nèi)兩接觸線活動(dòng)間隙為1～3 mm，并保證兩線自由伸縮無卡滯。

（4）正線或岔線的附加接觸線兩端并接線夾間距22 m。岔線兩雙支接觸線定位管間距4 m，正線兩雙支接觸線定位管間距8 m。雙支接觸線定位管內(nèi)兩接觸線相對(duì)于線路中心的偏移為300 mm，允許誤差30 mm，定位線夾及U 螺栓緊固力矩符合規(guī)定要求。

（5）正線線路內(nèi)側(cè)附加接觸線垂直投影距離側(cè)線線路中心600～1 050 mm 為線岔的始觸區(qū)，始觸區(qū)內(nèi)除必須安裝的交叉吊弦的線夾外，不得安裝其他任何線夾，附加接觸線交叉點(diǎn)接觸線終端線夾須在始觸區(qū)外。

（6）線岔兩端始觸區(qū)范圍內(nèi)兩雙支接觸線應(yīng)等高，允許高差0～20 mm。

5.2 雙交叉點(diǎn)的調(diào)整

雙交叉點(diǎn)投影位置不合格一般可分為以下3種情況：

（1）雙交叉點(diǎn)中任一交點(diǎn)垂直投影縱向偏離橫軸大于50 mm（超標(biāo)），橫向距橫軸中心250～350 mm。調(diào)整方法：調(diào)整交叉點(diǎn)兩側(cè)平衡定位器拉出值，使交叉點(diǎn)向橫軸方向移動(dòng)。先拉或放其中一支定位器，使其拉出值在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)在該支接觸線最佳交叉點(diǎn)位置掛線墜，調(diào)整另一支定位器拉出值，使接觸線交叉于最佳位置，同時(shí)應(yīng)保證其拉出值在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。

（2）雙交叉點(diǎn)中任一交點(diǎn)垂直投影縱向偏離橫軸不大于50 mm，橫向距橫軸中心250～350 mm之外（超標(biāo)）。調(diào)整方法：同時(shí)調(diào)整交叉點(diǎn)兩側(cè)平衡定位器拉出值，使交叉點(diǎn)沿橫軸線移動(dòng)，當(dāng)交叉點(diǎn)距橫軸中心為250～350 mm 時(shí)調(diào)整合格（交叉點(diǎn)距橫軸中心300 mm 為最佳位置），同時(shí)應(yīng)保證其拉出值在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。

（3）雙交叉點(diǎn)中任一交點(diǎn)垂直投影縱向偏離橫軸大于50 mm（超標(biāo)），橫向距橫軸中心250～350 mm 之外（超標(biāo)）。調(diào)整方法：先調(diào)整其中一支定位器拉出值，使其拉出值在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)在橫軸上方該支接觸線的最佳交叉點(diǎn)位置處掛線墜，調(diào)整另一支定位器拉出值，使兩接觸線相交于最佳交叉點(diǎn)處，同時(shí)應(yīng)保證其拉出值在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)現(xiàn)有安裝圖紙、技術(shù)資料，對(duì)雙交叉點(diǎn)線岔進(jìn)行深入研究。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析該型線岔的工作原理，介紹雙交叉點(diǎn)線岔布置形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研制定該型線岔測(cè)量、檢修、調(diào)整方法，為線岔研究及現(xiàn)場(chǎng)檢修提供技術(shù)支持。