高速鐵路42#道岔接觸網(wǎng)探究與施工

王喜敏

0 引言

42#道岔接觸網(wǎng)由正線、側(cè)線和輔助線組成，為無(wú)交叉高速通過(guò)道岔。接觸網(wǎng)無(wú)交叉道岔是接觸網(wǎng)之間相互獨(dú)立、無(wú)線岔設(shè)備的一種道岔布置方式，帶輔助線懸掛的無(wú)交叉形式是在正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛之間引入第3 組輔助懸掛，在道岔岔心附近始終與受電弓接觸，使受電弓在正線與側(cè)線之間平穩(wěn)過(guò)渡，減少了對(duì)正線接觸網(wǎng)的沖擊。輔助線與正線和側(cè)線分別形成關(guān)節(jié)式過(guò)渡，使機(jī)車從側(cè)線進(jìn)入正線和從正線進(jìn)入側(cè)線時(shí)可以安全、高速滑過(guò)接觸線，弓網(wǎng)性能更佳。

一般情況下，在道岔區(qū)側(cè)線通過(guò)速度要求較高時(shí)可采用 42#道岔，該道岔直向通過(guò)速度為 350 km/h，側(cè)向通過(guò)速度可達(dá)160 km/h。當(dāng)42#道岔配套絕緣關(guān)節(jié)時(shí)，可起到機(jī)械分段和電氣絕緣的作用。所以，在高速鐵路中，采用42#道岔不僅能使機(jī)車高速通過(guò)，還可以使弓網(wǎng)平穩(wěn)性與電氣絕緣關(guān)系得到優(yōu)化。

1 構(gòu)成原理

道岔接觸網(wǎng)無(wú)交叉布置是接觸網(wǎng)間相互獨(dú)立、無(wú)線岔設(shè)備硬性連接的一種道岔布置方式，其設(shè)計(jì) 思路源于接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)原理，同時(shí)設(shè)置輔助錨段，通過(guò)接觸網(wǎng)間的平、立面關(guān)系實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)間機(jī)械和電氣過(guò)渡。

帶輔助懸掛的道岔接觸網(wǎng)無(wú)交叉方式的特點(diǎn)是在正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛之間引入第3組輔助懸掛，其與正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛分別形成關(guān)節(jié)式過(guò)渡，使得受電弓從正線駛向側(cè)線和從側(cè)線駛向正線時(shí)都能安全滑過(guò)接觸線，降低了鉆弓的可能性，同時(shí)提高了弓網(wǎng)受流特性，更適應(yīng)列車高速過(guò)岔。

2 平面布置

（1）帶輔助懸掛的道岔無(wú)交叉接觸網(wǎng)平面布置須先確定岔后定位支柱（道岔定位柱）的位置，保證機(jī)車從任何方向通過(guò)時(shí)，受電弓均不與正線或側(cè)線的定位線夾發(fā)生碰撞。

根據(jù)高鐵設(shè)計(jì)規(guī)范“受電弓的最大晃動(dòng)量為250 mm，最大抬升量為150 mm”及受電弓總寬度為1 950 mm，可以得出受電弓活動(dòng)范圍不小于975 + 250= 1 225 mm。所以在確定42#道岔岔后定位柱時(shí)，有2 個(gè)要求：其一是應(yīng)該保證正線線路中心與側(cè)線接觸線距離不小于1 225 mm；其二是接觸網(wǎng)最大抬升量的1.5 倍不大于225 mm。根據(jù)上述要求，可將岔后定位柱做出圖1所示的布置。

圖1 岔后定位柱布置圖

（2）42#道岔岔前及其他布置只需遵循受電弓經(jīng)過(guò)時(shí)保證與工作支接觸、其他線路均在工作支上方的原則，在立體空間中完成接觸網(wǎng)與受電弓的轉(zhuǎn)換。在岔前、岔后第1 根支柱跨距中心區(qū)域任意一點(diǎn)（理論岔心位置區(qū)域），處于最大偏移位置的受電弓從任何方向通過(guò)時(shí)，必須確保受電弓與輔助錨段接觸線接觸，允許受電弓與運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的1 支接觸線接觸，不允許與相鄰線上的接觸線接觸。

3 立面布置

42#道岔實(shí)際工作原理與關(guān)節(jié)相同，一般情況下，會(huì)通過(guò)2 個(gè)3—4 跨的關(guān)節(jié)形成42#道岔。因此，在立面布置的時(shí)候，除應(yīng)該考慮線索的水平布置以外，立面布置一般情況下只需保證受電弓經(jīng)過(guò)道岔區(qū)域時(shí)僅與1 支工作接觸線接觸，同時(shí)保證正線接觸線和輔助錨段接觸線間的過(guò)渡處不出現(xiàn)屋脊超標(biāo)情況。

4 平面和立面布置設(shè)計(jì)

圖2為42#道岔帶輔助懸掛的接觸網(wǎng)無(wú)交叉平面布置圖，圖3為42#道岔的立面布置圖。立面布置既要參照關(guān)節(jié)的原理進(jìn)行布置，又要保證受電弓的運(yùn)行穩(wěn)定性，這就要求鄰線線夾在受電弓運(yùn)行時(shí)均在其動(dòng)態(tài)包絡(luò)線以外。所以接觸網(wǎng)在D 柱、E 柱時(shí)接觸線應(yīng)該抬高225 mm 以上，而在C 柱、B 柱正線與側(cè)線進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，可將接觸線的抬高值設(shè)定為150 mm，以保證其屋脊點(diǎn)在一個(gè)較低的水平。

從圖中可以看出，機(jī)車在正線上通過(guò)道岔過(guò)程，當(dāng)受電弓從正線岔尾往岔尖方向移動(dòng)時(shí)，到達(dá)E 位置前始終保持與正線接觸線接觸，在E 點(diǎn)時(shí)，輔助線抬高225 mm，通過(guò)E 位置后輔助接觸線逐漸下降至工作位置，然后正線接觸線逐漸抬升并與受電弓脫離；在D 位置時(shí)，正線接觸線抬升量為225 mm，受電弓與正線接觸線脫離，與輔助接觸線接觸。反之，當(dāng)機(jī)車從岔尖往岔尾運(yùn)行時(shí)與上述情況相反。

圖2 42#道岔接觸網(wǎng)平面布置圖

圖3 42#道岔接觸網(wǎng)立面布置圖

5 現(xiàn)場(chǎng)施工

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，帶輔助懸掛的無(wú)交叉接觸網(wǎng)布置，支柱裝配出現(xiàn)3 支懸掛的情況較多（如C 柱、D 柱、E 柱），應(yīng)合理確定支柱裝配形式和裝配順序，達(dá)到既滿足懸掛定位要求又便于施工的目的。

一般情況下，在三腕臂的懸掛位置，應(yīng)該設(shè)置成階梯狀的腕臂上升結(jié)構(gòu)，以方便現(xiàn)場(chǎng)施工，使現(xiàn)場(chǎng)清晰明了。安裝形式：D 柱如圖4布置，在定位器跨越相鄰支進(jìn)行定位時(shí)，應(yīng)采用弓形定位器進(jìn)行定位，E 柱布置如圖5所示。

圖4 42#道岔D 柱安裝示意圖

圖5 42#道岔E 柱安裝示意圖

作業(yè)時(shí)，需特別注意下列事項(xiàng)，以免造成事故：

（1）因在一懸掛點(diǎn)安裝腕臂較多，必須注意使腕臂定位受拉力情況良好。一般情況下不小于 80 N。

（2）因?yàn)檠屎韰^(qū)內(nèi)腕臂較多，定位器底座在受電弓上方時(shí)，要求定位器底座必須在受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線以外。 施工中，可以用模擬受電弓進(jìn)行靜態(tài)模擬檢測(cè)。

（3）高速鐵路接觸網(wǎng)布置時(shí)，為增加彈性，工作支均設(shè)置了彈性吊索，在作業(yè)時(shí)，應(yīng)保證彈性吊索距各部件絕緣距離滿足高鐵驗(yàn)標(biāo)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

42#無(wú)交叉道岔充分利用輔助錨段過(guò)渡，順利實(shí)現(xiàn)機(jī)車各種工況下的弓網(wǎng)良好受流，并達(dá)到電分段與機(jī)械分段的目的。其配套絕緣關(guān)節(jié)起到的電氣絕緣功能替代了有高速通過(guò)缺陷的分段絕緣器。

通過(guò)合理設(shè)置接觸線的拉出值和抬升量，使受電弓運(yùn)行過(guò)程中不與正線和側(cè)線接觸線同時(shí)發(fā)生接觸；非工作支接觸線始終處于受電弓的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線以外，且受電弓在工作支與非工作支之間的轉(zhuǎn)換過(guò)渡非常平穩(wěn)，最大程度降低了非工作支對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能的不利影響，因此安全性好，且側(cè)線行車速度較高。但該方式需要在道岔處布置至少3 跨平行過(guò)渡的接觸網(wǎng)（至少150～200 m 的距離），且由于在道岔區(qū)存在3 支接觸懸掛，過(guò)渡區(qū)支柱需要安裝3 支腕臂懸掛系統(tǒng)，接觸網(wǎng)平面布置和結(jié)構(gòu)安裝、調(diào)整工作量大，施工難度較高，建議只在間距足夠的高速道岔上使用。

[1]于萬(wàn)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，2003．

[2]韓蘭貴.客運(yùn)專線42#道岔接觸網(wǎng)無(wú)交叉布置方式研究[J].電氣化鐵道，2010，（6）.