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    曲線段設置貫通式剛柔過渡的研究

    2015-12-13 10:39:34李亮
    中國科技縱橫 2015年10期
    關鍵詞:錨段匯流排槽式

    李亮

    (中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司,天津 300250)

    曲線段設置貫通式剛柔過渡的研究

    李亮

    (中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司,天津 300250)

    剛柔過渡是指架空剛性懸掛和架空柔性懸掛兩種接觸網(wǎng)模式之間的銜接過渡。剛性與柔性兩系統(tǒng)剛度的差異,使之在相互銜接中得以逐漸平滑過渡的重要貫通接口組件。目前剛柔過渡有兩種切實可行的方式:貫通式剛柔過渡和關節(jié)式剛柔過渡。本文結合工程設計工作以及現(xiàn)場實施情況,通過理論分析及計算,確定曲線段設置貫通式剛柔過渡設計實施要點,對曲線區(qū)段剛柔過渡平面布置有一定的指導作用。

    剛柔過渡 曲線 研究

    由于貫通式剛柔過渡的過渡區(qū)段曲率小,在速度較高的情況下,機車通過貫通式剛柔過渡比關節(jié)式剛柔過渡要平穩(wěn)。因此工程應用中多采用貫通式剛柔過渡方案。

    貫通式剛柔過渡方式示意圖見圖1。

    柔性懸掛的一支接觸線嵌入切槽式匯流排(見圖2)后在其末端進行下錨,其它接觸線及承力索分別下錨。該小錨段再和下一錨段剛性懸掛形成錨段關節(jié)。架空剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)之間設置電連接,載流截面滿足供電要求。

    切槽式匯流排是貫通式剛柔過渡方式的關鍵部件,保證了剛性與柔性兩系統(tǒng)剛度的差異,使之在相互銜接中得以逐漸平滑過渡的重要貫通接口組件。吸收了來自柔性懸掛接觸線的振動,使接觸線避免疲勞破壞,實現(xiàn)剛柔的順利過渡。

    由于切槽式匯流排自身結構特點,不能承受較大的橫向荷載,因此剛柔過渡應一般設置在直線區(qū)段。

    1 現(xiàn)狀

    隨著城市的發(fā)展,軌道交通建設也迅速發(fā)展,目前已有多個城市正在修建城市軌道交通線路,受各方面條件限制,越來越多的洞口處于曲線段,國內某條城市軌道交通線路洞口位置見圖3。

    在此情況下,剛柔過渡要設置在直線區(qū)段的話,可以通過兩種方案實現(xiàn):

    方案一:剛柔過渡設置地下段直線區(qū)段。

    為便于剛柔過渡的安裝,隧道凈空高度在條件允許的情況下應適當加大。根據(jù)以往工程設計經(jīng)驗,設有剛柔過渡的隧道最好為矩形斷面,隧道頂距軌面的高度不小于5米。而目前設計的隧道頂距一般為4.6米,如果剛柔過渡設置地下段直線區(qū)段,對土建工程影響較大,增加工程建設成本。

    方案二:剛柔過渡設置地面段直線區(qū)段。

    剛柔過渡處接觸網(wǎng)下錨和電纜連接安裝較多,剛性懸掛安裝的跨距一般為8米左右,如果剛柔過渡設置地面段直線區(qū)段,從剛柔過渡到洞口之間將設置過密的接觸網(wǎng)支柱,視覺效果很不好,對景觀影響很大。

    另外,無論方案一會將部分柔性懸掛安裝到地下段,方案二會將部分剛性懸掛安裝到地面段,使得地面段和地下段接觸網(wǎng)懸掛類型和安裝方式不統(tǒng)一。對運營維護帶來了一定的不便。

    圖1 貫通式剛柔過渡示意圖

    圖2 切槽式匯流排示意圖

    圖3 某條軌道交通線路示意圖

    圖4 曲線段剛柔過渡錨段平面布置示意圖

    圖5 曲線段剛柔過渡錨段現(xiàn)場安裝圖

    基于上述原因考慮,曲線段應該如何設置剛柔過渡呢?本文將對此問題進行探討。

    2 探討

    剛柔過渡位于曲線段時,其平面布置見圖4所示。

    在曲線區(qū)段由于存在線路超高,匯流排必須隨之傾斜才能保證良好的弓網(wǎng)受流質量,因此對于貫通式剛柔過渡,切槽式匯流排容易產(chǎn)生扭轉,在其末端剛性較弱的地方存在被扭斷的危險;在小曲線區(qū)段剛性懸掛和柔性懸掛同時調整到與軌面連線平行非常困難。

    因此,在曲線段設置剛柔過渡時,應保證切槽式匯流排不承受貫穿該元件的接觸線的水平力,以及切槽式匯流排在安裝時不能產(chǎn)生扭轉。所以在設置剛柔過渡時應重點注意以下幾點:(1)A點為剛柔過渡錨段的匯流排終端,該點的拉出值應滿足接觸線在受電弓工作范圍之內,一般不能超過±250mm。(2)ABC點必須在同一直線上,也就是BC段的柔性懸掛接觸線直線進入切槽匯流排。其中B為剛柔臨界點,C為柔性懸掛的拉出值點。(3)在ABC直線段上,C點的拉出值應能保證2#、3#支柱間的接觸線在受電弓工作范圍之內,一般在最大風偏時最大偏移不超過受電弓中心點軌跡的350mm。B點的拉出值應能保證1#支柱非支接觸線的正常安裝,柔性懸掛非支接觸線在1#支柱上的拉出值應滿足接觸線在受電弓工作范圍之內,一般不超過250mm。(4)在剛柔過渡錨段布置時,應首先確定A點、B點的拉出值。B點的拉出值一般情況下宜位于曲外0~100mm之間。連接AB點并延長至2#支柱,相交于C點。C點的拉出值(即2#支柱上的接觸線拉出值)應滿足1#、2#支柱,2#、3#支柱間跨距風偏要求。(5)若C點拉出值不滿足要求,繼續(xù)調整A、B點拉出值,或者1#、2#或者2#、3#支柱間的跨距,直到C點拉出值滿足風偏要求為止。(6)施工單位在安裝前需進行精確的測量和計算,確保定位點安裝到位,各處絕緣距離滿足設計要求。

    3 應用

    基于上述分析的曲線段貫通式剛柔過渡接觸網(wǎng)平面布置方式已成功的應用在南京地鐵2號線(見圖5),至今運營效果良好。

    4 結語

    剛柔過渡是弓網(wǎng)受流質量的一個薄弱環(huán)節(jié),是工程實施的關鍵技術。不管采用貫通式剛柔過渡或是關節(jié)式剛柔過渡,無論剛柔過渡設置在直線段或是曲線段,在設計階段,應對剛柔過渡整體方案進行綜合技術經(jīng)濟比選,根據(jù)具體工程條件,對剛柔過渡實施細節(jié)進行綜合研究,進過精確計算,保證設計方案安全可靠;在施工階段,結合現(xiàn)場實際情況進行綜合調試,使剛柔過渡達到最佳的技術性能,滿足運營維護的需求。

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