高速鐵路接觸網(wǎng)N18 線岔非標(biāo)安裝調(diào)整施工研究

陶青

（中國鐵建電氣化局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030023）

隨著客運(yùn)專線的建設(shè)和發(fā)展，接觸網(wǎng)大號(hào)線岔安裝布置技術(shù)也日趨完善。與此同時(shí)，對(duì)于大型樞紐編組車站，由于其道岔選擇的靈活性及空間位置的復(fù)雜性，傳統(tǒng)經(jīng)典的接觸網(wǎng)N18 線岔安裝定位支柱按照標(biāo)準(zhǔn)施工往往存在一定的難度，另外，站前單位在基礎(chǔ)預(yù)留過程中受斷鏈及操作人員主觀因素、測(cè)量儀器精度不足等累計(jì)誤差的影響，對(duì)定位支柱基礎(chǔ)位置的縱向偏差，由此對(duì)接觸網(wǎng)安裝調(diào)整所帶來的影響也不容忽視。因此，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，根據(jù)高速鐵路接觸網(wǎng)工程相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)要求，尋求更優(yōu)的接觸網(wǎng)N18 非標(biāo)安裝調(diào)整技術(shù)顯得尤為重要。

1 標(biāo)準(zhǔn)接觸網(wǎng)N18 線岔過渡原理分析

1.1 N18 無交分線岔布置原則

無交分線岔，即正線和側(cè)線相互獨(dú)立，克服了傳統(tǒng)交叉線岔存在交叉點(diǎn)且安裝限制管的影響。正線和側(cè)線彼此相互獨(dú)立不受傳統(tǒng)交叉布置方案中限制管的不利因素，提高線岔區(qū)域接觸網(wǎng)整體的彈性均勻性，改善受電弓在線岔區(qū)域內(nèi)滑動(dòng)受流的特性，保證動(dòng)車組列車安全平穩(wěn)過渡的同時(shí)提高了供電的可靠性的同時(shí)，也優(yōu)化了傳統(tǒng)布置模式可能存在的打弓、鉆弓。

無交分線岔布置所遵循的基本原則：（1）在布置時(shí)，充分考慮始觸區(qū)內(nèi)弓網(wǎng)的受流質(zhì)量以及弓網(wǎng)關(guān)系的可靠性。（2）規(guī)范規(guī)范，正線接觸懸掛導(dǎo)線坡度變化率不得超過0.5%，側(cè)線接觸懸掛導(dǎo)線坡度變化率不得超過1.5%。（3）在始觸區(qū)范圍內(nèi)不得安裝任何線夾，接觸網(wǎng)任何設(shè)備不得侵入受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線。

1.2 過渡原理及定位狀態(tài)分析

（1）標(biāo)準(zhǔn)定位原理圖

標(biāo)準(zhǔn)定位接觸懸掛平面布置示意圖及兩支接觸懸掛高度關(guān)系，如圖1 所示。

由圖示所知，B 支柱處側(cè)線大拉出值的設(shè)置目的為保證受電弓高速通過正線時(shí)側(cè)線處于受電弓工作范圍之外。也正是標(biāo)準(zhǔn)定位的這一特點(diǎn)，使得在支柱位置精度不夠時(shí)對(duì)始觸區(qū)和拉出值施工一次到位帶來很大的困擾。因此，此種布置結(jié)構(gòu)在一定程度上受到現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)定位線岔平面布置及空間幾何關(guān)系示意圖

圖2 標(biāo)準(zhǔn)定位過渡狀態(tài)分析

（2）標(biāo)準(zhǔn)定位過渡狀態(tài)分析（圖2）

當(dāng)正線高速通過時(shí)：由于拉出值的設(shè)置已考慮到受電弓的動(dòng)態(tài)擺動(dòng)量，因此，在此工作狀況下受電弓不存在碰觸側(cè)線導(dǎo)線的可能。此中情況便不存在始觸區(qū)的概念。

當(dāng)正線進(jìn)入側(cè)線時(shí)：始觸區(qū)范圍為正線接觸線距離側(cè)線線路中心600 ～1050mm 的范圍，此時(shí)側(cè)線處于抬高狀態(tài)，在正線過渡到側(cè)線過程中可在始觸區(qū)范圍之內(nèi)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡，如圖2 區(qū)域I。

當(dāng)側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)：如上所述，當(dāng)通過始觸區(qū)范圍I 后側(cè)線接觸線處于下降狀態(tài)。即過了區(qū)域I 后側(cè)線略低于正線接觸線。則當(dāng)側(cè)線進(jìn)入正線時(shí)，始觸區(qū)為正線垂直投影距離側(cè)線線路中心的為600 ～1050 的區(qū)域，如圖3 區(qū)域II。此時(shí)I 和II 區(qū)域不相互重疊，且II 區(qū)域更靠近道岔開口方向，當(dāng)列車到達(dá)區(qū)域I 時(shí)，已實(shí)現(xiàn)側(cè)線到正線的平穩(wěn)過渡。

圖3 機(jī)車進(jìn)出側(cè)線兩始觸區(qū)位置關(guān)系示意圖

特點(diǎn)：列車正線通過時(shí)不會(huì)被側(cè)線影響，因?yàn)楸ＷC了正線通向的安全可靠，并且相對(duì)于交叉線岔的相對(duì)硬點(diǎn)問題也相應(yīng)被優(yōu)化。但面對(duì)側(cè)線行車過程中就并非是絕對(duì)理想狀態(tài)，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐過程中，始觸區(qū)I 和始觸區(qū)II 往往較長且存在重疊現(xiàn)象，當(dāng)支柱位置偏差大時(shí)，此問題更加突出。另外，正線和側(cè)線相對(duì)高度存在相互交替轉(zhuǎn)換過程，這極大地限制了側(cè)向通行速度，也一定程度上影響了受流質(zhì)量，速度過高而帶來的沖擊性也不可忽視。

2 非標(biāo)準(zhǔn)N18 線岔定位方案的提出及優(yōu)化分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)N18 線岔定位局限性及解決措施分析

從圖1 可知在此種方式下，A 支柱與B 支柱以及其與理論岔心相應(yīng)位置關(guān)系是保證始觸區(qū)的關(guān)鍵內(nèi)容。面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境以及不確定因素更多的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，此種定位方式由于B 柱拉出值的特殊性決定了普遍適用性的不足之處。尤其是施工過程中支柱位置的縱向偏差以及復(fù)雜區(qū)域設(shè)備多時(shí)，無法保證道岔柱的位置關(guān)系時(shí)給施工生產(chǎn)帶來諸多不便。另外，當(dāng)定位精度不足也帶來保證始觸區(qū)無法保證拉出值、保證拉出值無法確保始觸區(qū)的矛盾之處。鑒于以上的在施工現(xiàn)場(chǎng)的不足之處，充分利用N18 現(xiàn)場(chǎng)工作原理，尋求一種普遍適用性的小拉出值定位布置方式顯得尤為重要。優(yōu)化拉出值與始觸區(qū)的關(guān)系，克服位置偏差的不足之處顯得尤為重要。

2.2 非標(biāo)準(zhǔn)定位示意圖（圖4）

圖4 優(yōu)化后的非標(biāo)準(zhǔn)定位示意圖

圖4 中，正線始終處于設(shè)計(jì)高度狀態(tài)，在A 柱定位點(diǎn)側(cè)線相對(duì)正線抬高20mm，B 柱定位點(diǎn)側(cè)線相對(duì)抬高80mm，以此滿足列車通過始觸區(qū)時(shí)側(cè)線始終略高于受電弓有效工作平面。由于側(cè)線速度上的限制性，因此通過受電弓邊角的圓弧通過擠壓方式可達(dá)到平穩(wěn)過渡的目的。

2.3 非標(biāo)準(zhǔn)定位過渡原理及分析

（1）此非標(biāo)準(zhǔn)模式下，受電弓與兩支懸掛的空間位置關(guān)系如圖5 所示，根據(jù)杠桿受力平穩(wěn)的特點(diǎn)，要求再次區(qū)域內(nèi)正線和側(cè)線必須位于受電弓同一個(gè)半側(cè)邊。始觸區(qū)依然同標(biāo)準(zhǔn)模式一樣有兩種情況，即正線垂直投影距離側(cè)線線路中心600 ～1050mm 的范圍。

特點(diǎn)：受電弓邊角圓弧可靠安全性決定了此種布置方式，無論機(jī)車從哪個(gè)方向行車，受電弓過渡都十分的平穩(wěn)，并安全性也有保障。普遍適用于不同類型的受電弓。另外，由于小拉出值的作用，在始觸區(qū)與拉出值之間的相互控制上也有很大的優(yōu)勢(shì)。

圖5 非標(biāo)準(zhǔn)定位受電弓通過始觸區(qū)時(shí)弓網(wǎng)空間位置關(guān)系

3 施工過程控制策略及操作要點(diǎn)

3.1 施工過程控制

非標(biāo)準(zhǔn)安裝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況精確地實(shí)現(xiàn)測(cè)量計(jì)算安裝一次到位，具體包括參數(shù)的測(cè)量、軟件計(jì)算、預(yù)制與預(yù)配、安裝等工藝環(huán)節(jié)等，主要工藝流程如圖6 所示。

圖6 主要工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備。①在施工測(cè)量前組織技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并對(duì)接觸網(wǎng)平面布置圖仔細(xì)進(jìn)行審核，道岔定位柱重點(diǎn)審核。②核對(duì)站前、站后圖紙及站前、站后設(shè)計(jì)資料，重點(diǎn)核對(duì)道岔岔心、定位柱里程與跨距。③按照站前單位的道岔布置平面圖，在CAD 中建立道岔線路中心及三維模型。

（2）道岔定位柱參數(shù)測(cè)量。最關(guān)鍵的工序，直接影響道岔定位柱支持結(jié)構(gòu)計(jì)算是否精準(zhǔn)，支持結(jié)構(gòu)能否一次安裝到位。支柱組立完成后，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺對(duì)道岔定位柱的斜率、上腕臂底座安裝高度、線間距、限界、跨距以及定位柱距岔心的距離等進(jìn)行精確測(cè)量，為后續(xù)計(jì)算安裝工作做好足夠的準(zhǔn)備。

（3）定位柱拉出值、抬高等參數(shù)修正。最重要的工序。利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的定位柱距岔心的實(shí)際距離，根據(jù)無交叉現(xiàn)場(chǎng)布置原則及要求，在CAD 中模擬道岔上方接觸網(wǎng)的布置，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)定位方式進(jìn)行分析，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)定位的拉出值、導(dǎo)線抬高等參數(shù)進(jìn)行修正。

（4）支持結(jié)構(gòu)計(jì)算、安裝、承導(dǎo)線架設(shè)。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)、優(yōu)化后的拉出值參數(shù)對(duì)腕臂、定位裝置進(jìn)行計(jì)算、預(yù)配、安裝。鑒于道岔處線間距影響腕臂計(jì)算，可將正線與側(cè)線分別計(jì)算。

（5）吊弦測(cè)量計(jì)算、安裝。在進(jìn)行彈性吊索的預(yù)制與吊弦計(jì)算過程中，彈性吊索的長度要充分考慮跨距的大小、吊弦基本參數(shù)測(cè)量的精確性。需特別注意道岔曲股段接觸線的高度變化。在具體實(shí)施過程中，基本原始數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行復(fù)核和邏輯合理性的分析。再利用專業(yè)軟件算法進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)輸出的數(shù)據(jù)復(fù)核無誤后發(fā)送車間進(jìn)行預(yù)配。

（6）定位器坡度調(diào)整。坡度測(cè)量調(diào)整過程中確保一次成型到位，精確測(cè)量，仔細(xì)分析在尋求最佳的調(diào)整方法。由于T 型定位器上拔力的作用，T 型定位器處的導(dǎo)線高度偏差較大，需特別注意T 型定位器的坡度。

（7）復(fù)核拉出值、導(dǎo)高、始觸區(qū)。對(duì)線岔的拉出值、導(dǎo)線高度、道岔的始觸區(qū)以及動(dòng)態(tài)包絡(luò)線進(jìn)行復(fù)核測(cè)量，并做好施工記錄。

4 結(jié)語

高速鐵路無交叉線岔的布置與調(diào)整是接觸網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)營過程中的薄弱環(huán)節(jié)，始觸區(qū)的確定和接觸線的高度位置空間幾何關(guān)系是線岔調(diào)整的關(guān)鍵。通過對(duì)成貴鐵路無交叉線岔側(cè)線抬升量以及拉出值優(yōu)化，使受電弓在進(jìn)出側(cè)線時(shí)更加平穩(wěn)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐模擬驗(yàn)證，無論電力機(jī)車從哪個(gè)方向通行，不僅可以滿足高速動(dòng)車組接觸網(wǎng)彈性均勻性的需要，還能更好地滿足平穩(wěn)過渡的要求，過渡過程相比于傳統(tǒng)模式也更加平緩，可以作為大面積推廣并應(yīng)用。