重載朱蓋塔站接觸網(wǎng)設計

喬 東 劉長志

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重載朱蓋塔站接觸網(wǎng)設計

喬 東1劉長志2

1.神朔鐵路分公司工程部；2.中鐵第五勘察設計院集團有限公司四電設計院

如何在既有電氣化線上進行接觸網(wǎng)萬噸重載改造設計是接觸網(wǎng)面臨的重點和難點，根據(jù)既有現(xiàn)狀，充分利舊的情況下，保證電力機車安全、良好地受流，是接觸網(wǎng)設計追求的目標。該文著重對重載接觸網(wǎng)在既有電氣化處改造的設計原則、平立面布置、懸掛支持裝置、定位器選型等作全面的介紹，以在其它既有線電氣化改造和新建電氣化線路上推廣使用朱蓋塔站設計技術，在吸取朱蓋塔站改造的經驗，提高我國接觸網(wǎng)的既有改造的設計水平。

重載 朱蓋塔 交叉線岔

1 簡介

朱蓋塔車站位于神朔線，神朔線起自包神線大柳塔車站經神木北、神馳南至北同蒲線的朔州（不含）車站，線路全長266km。已經投入運營近20年，其間經過多次大修，接觸網(wǎng)的現(xiàn)狀較為復雜，大多設備已經老化，鑄鐵件嚴重銹蝕，部分零件出現(xiàn)裂紋；承力索采用LBGLJ-185，張力為18kN；接觸線采用鋼鋁線GLCA100/215，張力為13kN，定位器均采用普通定位器，零部件主要為鑄鐵件；針對上述情況，對既有接觸網(wǎng)進行了弓網(wǎng)動態(tài)仿真與牽引供電計算，仿真與計算結果表明，既有接觸網(wǎng)無法滿足擴能要求，必須進行改造。

2 線路地理位置及其在國民經濟與路網(wǎng)中的重要性

神朔鐵路是為開發(fā)神府東勝煤田而修建的運煤專用鐵路，位于陜西省北部榆林地區(qū)、山西省忻州地區(qū)和朔州市境內，本線和朔黃鐵路一起組成我國西煤東運的東西大通道。近年來隨著國家能源戰(zhàn)略重點的西移和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，神朔鐵路煤炭發(fā)送量逐年遞增，其對地方經濟發(fā)展的拉動作用日益顯現(xiàn)，極大地促進了沿線工農業(yè)生產，本工程的擴能改造對加快沿線地方經濟發(fā)展，保證華東、東南沿海地區(qū)能源供應、擴大我國煤炭出口能力具有極其重要戰(zhàn)略意義。

3 重載的主要設計思路

本段采用帶回流線的直接供電方式，朱蓋塔牽引變電所采用V/V接線牽引變壓器，安裝容量2×（16 MVA +20 MVA）。根據(jù)供電計算與仿真結果，其懸掛形式見圖1，受電弓見圖2。具體接觸網(wǎng)配置見表1。

表1 線材類型及張力

圖1 全補償簡單鏈形懸掛

4 交叉線岔布置原則

受電弓限界按照圖2限界考慮。

圖2 受電弓弓頭尺寸輪廓線及限界

道岔定位應在道岔軌縫WA至線間距小于等于400mm的范圍內。

在道岔定位處的最大拉出值不得大于400mm。

道岔的兩組懸掛的線岔交點距兩線路任一線路中心線的距離一般不得大于350mm，兩線路接觸懸掛接觸線的交叉點與正線線路中心線間應保持最小距離，該距離不應大于正線拉出值減去50mm。

道岔處及道岔群處的跨距一般不得大于60m。

在V≤200km/h的情況下，線岔交點距道岔定位點的距離一般不做限制，但建議應大于2.5m。

距道岔兩線路中心線的任一中心線600～1050mm范圍為無線夾區(qū)域，在此區(qū)域內不得設置接觸線定位線夾、彈性吊索線夾、電連接線夾。

道岔開口方向上道岔定位后的第一個懸掛點設在線間距大于等于1220mm處，并應保證兩線接觸懸掛的任一接觸線分別與相鄰線路中心線的距離不小于1220mm。即任何一條線路中心線與另一條線路的接觸線距離不得小于1220mm。如果小于該距離，另一條線路的接觸線定位線夾會侵入該線的受電弓限界內。

正線與渡線的兩條接觸線，必須架設在受電弓的集電部分，在任何行使方向上，兩支接觸懸掛的接觸線必須在受電弓半寬的同一側（見圖3）。即從道岔開口線間距1050mm開始至線岔交點范圍內，兩支接觸懸掛的接觸線應設在受電弓半寬的同一側上方；從道岔開口線間距800mm開始至線岔交點范圍內，兩支接觸懸掛的接觸線必須設在受電弓半寬的同一側上方。換句話說，不論對直股運行的受電弓還是側股運行的受電弓，兩支懸掛的接觸線都在受電弓中心線的同一側，兩導線均處于開口內。

在道岔定位的前一懸掛點（指岔尖側方向上的支柱），兩支懸掛的接觸線也應在線路中心線的同一側，為改善受流質量，渡線的接觸懸掛的接觸線應被抬高500mm（該值大小應根據(jù)該跨距值，經計算確定），拉出值為800mm。

定位器的長度應根據(jù)受電弓的限界確定，確保其根部固定支座不得侵入受電弓限界。

道岔定位處定位器原則上不應超過線路中心線，否則應使定位器加長，并采用特殊彎形定位器，以保證定位器的端部不侵入其他線的受電弓限界，根部不得侵入本線的受電弓限界。

定位器應處于受拉狀態(tài)，受拉力不得小于80N。

分段絕緣器一般設在接觸線與側股中心線重合的地方；對于Re100C可設置在接觸線距側股中心線小于等于100mm的地方。分段絕緣器導流板外緣(靠近岔心端，靠近直股的內緣)與直股接觸線的距離≥1.5m。

分段絕緣器兩端必須是懸掛點，不能是定位點。

5 道岔處接觸懸掛平立面布置

5.1 道岔設計方法

道岔處接觸網(wǎng)布置應遵循以下步驟：

1）根據(jù)不同的道岔轍岔號及道岔布置圖，按照道岔的各主要尺寸將道岔或道岔組合圖按照X軸與Y軸一定的比例（X軸/Y軸=0.1）,根據(jù)需要，可設置成X軸1∶500，Y軸1∶50或X軸1∶400，Y軸1∶40。

2）將道岔尖軌前的軌縫標記為道岔起點WA，通過比例尺，將道岔開口線間距800mm處用虛線畫出。

3）根據(jù)交叉線岔布置原則，在道岔放大圖上設計出兩支接觸懸掛的走向。

4）通過比例尺，測量出道岔定位點距WA的距離及拉出值。

5）在站場平面圖上，將WA點在標出，并標出道岔定位距WA的距離及拉出值，以利于施工單位定測施工用。

5.2 道岔布置

5.2.1平面布置

①無線夾區(qū)

直股和側股兩側600～1050mm的陰影區(qū)域為無線夾區(qū)。接觸線定位線夾在無線夾區(qū)域外。

②道岔懸掛定位點Ⅰ

點Ⅰ可以在線間距0～400mm之間任何一點定位，但不得在大于線間距400mm之外定位（注：這一點與我國普速交叉線岔的標準定位概念不同，德國交叉線岔無此特殊要求，只要滿足交叉線岔的布置原則即可），點I處直股和側股接觸線的拉出值應不小于該點處的線間距，否則必須使用加長的特殊彎刀型定位器；特殊情況下，側股拉出值一般不得大于450mm，本例中，點Ⅰ在線間距400mm處定位，直股和側股的拉出值均為400mm。

③懸掛定位點Ⅱ

點Ⅱ處于大于線間距1220mm之外，該跨的跨距不能太大，應滿風偏的要求；直股和側股的接觸線嘗試采用不同的拉出值，并通過與道岔懸掛定位點Ⅰ的拉出值相配合，使兩支懸掛的接觸線在線間距800～1050mm內，即應保證兩導線在道岔開口內。只有這樣，不論是直股的受電弓還是側股的受電弓均在受電弓的同一側，可滿足圖4所示的最佳效果。另外還要注意線岔交點O的位置，使OA或OB不得小于350mm且O點至道岔定位點I的距離大于2.5m。對于Re250，O點至道岔定位點I的距離應盡量大。

5.2.2立面布置（見圖3）

圖3 道岔處接觸線立面圖

①道岔懸掛定位點Ⅰ

在點I處，側股接觸線抬高150mm，直股接觸線高度為正常值。

②線岔交點O

在點O處，側股接觸線在直股接觸線之上，側股接觸線抬高30mm，直股接觸線高度為正常值（對Re250,直股接觸線抬高10mm）。

③懸掛定位點Ⅱ

在點Ⅱ處，側股接觸線抬高30mm，直股接觸線高度為正常值。

④過渡支柱點Ⅲ

在點Ⅲ處，根據(jù)跨距L1，按照公式（1）可計算出點Ⅲ與點I間的最大抬高量變化，將計算結果f加點I處的抬高量就可得出點Ⅲ處的最大允許抬高量。

式中：

f——抬高量變化（m）；G——接觸線單位重量（N/m）；L1——跨距（m）；T——接觸線額定張力（N）。

⑤下錨柱

下錨柱處，根據(jù)跨距L2，按照公式（2）可計算出下錨柱與點Ⅲ間的最大抬高量變化，將計算結果f加點Ⅲ處的抬高量，就可得出點Ⅲ處的最大允許抬高量。

f——抬高量變化（m）；G——接觸線單位重量（N/m）；L2——跨距（m）；T——接觸線額定張力（N）。

6 交叉吊弦（見圖4）

為保證交叉點處直股接觸線與側股接觸線的高差，在線岔交點兩端直股接觸線和側股接觸線相距500mm～600mm處，設置2組交叉吊弦，即將側股接觸懸掛的承力索懸吊直股接觸懸掛的接觸線，直股接觸懸掛的承力索懸吊側股接觸懸掛的接觸線，每組的兩根吊弦順線路方向上相距為兩接觸線的相對位移加150mm?？煞乐闺S溫度變化時，接觸懸掛相對移動時，避免相碰。

圖4 交叉吊弦立面圖

7 結束語

隨著神朔鐵路朱蓋塔車站電氣化改造項目的即將投入運營，必將對神華重載鐵路電氣化的設計、施工、運營管理水平帶來質的飛躍，消化和吸收國內外先進的設計、施工、運營管理經驗，并應用至其他電氣化線路中。

[1] 中鐵電氣化局集團有限公司. 電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M]. 北京: 中國電力出版社，2003.

[2] 西南交通大學. 接觸網(wǎng)設計及檢測原理[M]. 北京: 中國鐵道出版社, 1991.

[3] 電氣化工程局. 電氣化鐵道設計手冊——接觸網(wǎng)[M]. 北京: 中國鐵道出版社, 1983.

[4] 朱蓋塔擴能改造基本設計文件.