無(wú)孔連接技術(shù)在高鐵軌道電路連接中的應(yīng)用

[摘" " 要]針對(duì)高速鐵路通信信號(hào)工程軌道電路施工中，鋼軌引接線安裝采用的鋼軌鉆孔法存在的諸多問(wèn)題，創(chuàng)新提出無(wú)孔軌道連接技術(shù)，可完全取代在鋼軌上鉆孔的施工工藝，從根本上解決鋼軌鉆孔法帶來(lái)的一系列問(wèn)題。該技術(shù)采用無(wú)孔連接裝置和專用導(dǎo)電膠，并在多條線路進(jìn)行工程化試驗(yàn)，經(jīng)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其性能完全滿足使用要求。無(wú)孔連接技術(shù)的創(chuàng)造和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了鋼軌由無(wú)縫到無(wú)縫無(wú)孔的轉(zhuǎn)變，提高了高鐵運(yùn)行安全系數(shù)、旅客乘坐舒適度和運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率。

[關(guān)鍵詞]軌道電路;鉆孔施工;無(wú)孔連接;導(dǎo)電膠

[中圖分類號(hào)]U216.3 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

1 軌道連接技術(shù)現(xiàn)狀

高速鐵路作為國(guó)家戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性、關(guān)鍵性重大基礎(chǔ)設(shè)施，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈、重大民生工程和綜合交通運(yùn)輸體系骨干，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的地位和作用至關(guān)重要。鋼軌作為鐵路的重要組成部分，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累和工藝改進(jìn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鋼軌線路。這不僅是工藝上的創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)，更提高了列車(chē)行駛運(yùn)行的安全系數(shù)和乘客體驗(yàn)舒適度。無(wú)縫線路是用焊接長(zhǎng)軌條鋪設(shè)的軌道，當(dāng)前國(guó)內(nèi)無(wú)縫線路的鋼軌焊接方式主要有接觸（閃光）焊、氣壓焊、鋁熱焊等幾種，這些焊接技術(shù)已趨向成熟，基本滿足重載、高速鐵路的要求。

但在軌道電路實(shí)現(xiàn)方面，軌道間電容與鋼軌的連接線、軌道電路設(shè)備連接線、軌道電路軌端接續(xù)線（跳線）的安裝主要是通過(guò)鋼軌鉆孔栓塞法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法先在鋼軌軌腰部位進(jìn)行打孔，然后再將預(yù)制好的塞釘式接頭打入鋼軌，從而使軌旁電路設(shè)備及元器件與鋼軌連接，構(gòu)成高速鐵路軌道電路的信息傳輸通道。這種方法存在一些弊端，例如，施工人員需要攜帶發(fā)電機(jī)、汽油、砂輪機(jī)等諸多施工機(jī)具、材料到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工，耗費(fèi)大量人力、物力，且施工效率低，給鐵路施工人員和行車(chē)帶來(lái)極大的安全隱患，易造成安全事故。同時(shí)由于施工工藝標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所用的鉆孔工具、鉆頭、塞釘?shù)扰尾煌?，也?huì)導(dǎo)致安裝質(zhì)量問(wèn)題，施工過(guò)程極易損毀鋼軌，影響列車(chē)行車(chē)安全。一旦發(fā)生斷軌，會(huì)造成人民生命和財(cái)產(chǎn)的極大損失以及惡劣的社會(huì)影響。因此，近年來(lái)設(shè)備管理單位對(duì)鋼軌鉆孔管理十分嚴(yán)格。提供一種鋼軌無(wú)孔連接技術(shù)，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工過(guò)程中避免在軌腰上打孔、施工便捷、成本降低、有效保護(hù)既有設(shè)備和行車(chē)安全，實(shí)現(xiàn)高速線路的無(wú)縫無(wú)孔成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

2 實(shí)現(xiàn)無(wú)孔連接的關(guān)鍵技術(shù)

無(wú)孔連接技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)鋼軌鉆孔栓塞法的工藝研究方向，提出了一種全新的軌道電路信息傳輸?shù)姆椒?，主要采用無(wú)孔連接裝置和專用金屬導(dǎo)電膠。

2.1 無(wú)孔連接裝置

無(wú)孔連接裝置如圖1所示，利用螺桿從軌底底側(cè)穿過(guò)軌底，螺桿兩端分別連接第一件和第二件。使得它們同時(shí)固定在軌底兩側(cè)，并通過(guò)螺桿的拉緊來(lái)實(shí)現(xiàn)第一件和第二件的同步運(yùn)動(dòng)。在第一件上設(shè)有接線端子，通過(guò)線環(huán)壓接方式連接信號(hào)軌道設(shè)備電路。第一件設(shè)置在軌底外側(cè)（軌底遠(yuǎn)離另外一條鋼軌的一側(cè)），第二件設(shè)置在底內(nèi)側(cè)（軌底靠近另外一條鋼軌的一側(cè)）。當(dāng)需要進(jìn)行拆卸時(shí)，松開(kāi)螺母，隨著螺母的不斷松開(kāi)，第一件和第二件通過(guò)外力分別和軌底的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分離，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置和鋼軌的分離。

2.2 專用金屬導(dǎo)電膠

常見(jiàn)導(dǎo)電膠普遍存在貯存時(shí)間短、貯存條件苛刻，常溫下導(dǎo)電膠的貯存期限不超過(guò)3個(gè)月，低溫環(huán)境下不超過(guò)6個(gè)月。使用后還出現(xiàn)體積大量收縮的情況，導(dǎo)致連接強(qiáng)度降低，導(dǎo)電性能下降。同時(shí)在固化過(guò)程中，固化促進(jìn)劑、稀釋劑等試劑的揮發(fā)氣體中具有一定的有毒有害物質(zhì)，既影響作業(yè)環(huán)境，又損害作業(yè)人員健康。

本專用金屬導(dǎo)電膠解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端，是綜合性能卓越的導(dǎo)電膠產(chǎn)品。其借鑒航空航天技術(shù)，具備制造簡(jiǎn)單、保存期限長(zhǎng)、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、使用安全等特點(diǎn)，同時(shí)導(dǎo)電性能在與傳統(tǒng)連接方式的導(dǎo)電性能保持不變的基礎(chǔ)上，還可以很好填充連接裝置與鐵軌之間的縫隙，起到密封作用，大大提高了防潮性能，降低了鐵軌生銹的概率，從而更好地保護(hù)鐵軌。

3 無(wú)孔連接技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及檢測(cè)數(shù)據(jù)

3.1 實(shí)際應(yīng)用

無(wú)孔鏈接技術(shù)已在秦安站、天水站、奎山鎮(zhèn)站等地進(jìn)行相關(guān)工程應(yīng)用，獲得蘭州局電務(wù)處、青島電務(wù)段等單位開(kāi)具的用戶使用報(bào)告，其性能完全滿足軌道電路的性能要求。實(shí)際安裝效果如圖2所示。

3.2 導(dǎo)電膠導(dǎo)電測(cè)試及數(shù)據(jù)分析

測(cè)試傳統(tǒng)鋼軌鉆孔連接方式和新無(wú)孔連接技術(shù)方式的出入口電壓變化，如圖3和圖4所示?？梢钥闯?，兩種連接方式電壓數(shù)值皆為363mV，傳導(dǎo)性能無(wú)明顯區(qū)別，效果相同。該無(wú)孔連接技術(shù)與鐵路信號(hào)軌道設(shè)備電路之間的連接電阻為0，功能性完好，滿足軌道電路的性能要求。

3.3 無(wú)孔連接裝置現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)及分析

該無(wú)孔連接裝置經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室電壓測(cè)試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足要求。隨后在京沈區(qū)間北票站、青連區(qū)間日照西站、天水站培訓(xùn)基地的多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了多批次多時(shí)段的綜合測(cè)試，表1為北票站測(cè)試數(shù)據(jù)。

結(jié)合數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論：該軌道無(wú)孔連接裝置在使用時(shí)段內(nèi)運(yùn)行正常，未出現(xiàn)設(shè)備故障，其牢固性、導(dǎo)電性及穩(wěn)定性均符合軌道電路性能要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)孔軌道連接技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)明，解決了傳統(tǒng)鋼軌鉆孔栓塞法的諸多問(wèn)題和不足，不僅性能達(dá)到鋼軌鉆孔的要求，滿足軌道電路正常運(yùn)行的性能指標(biāo)，而且實(shí)現(xiàn)了高鐵線路由無(wú)縫線路到無(wú)縫無(wú)孔線路的最后1km，對(duì)于提高高鐵線路的安全行車(chē)、乘客舒適度具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)介

鄭海洋（1969—），男，北京人，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殍F路通信信號(hào)。