關于優化接觸網高速線岔布置方案探析

劉陽

【摘? 要】隨著我國電氣化鐵路的高速化建設進程加快，人們對接觸網性能提出越來越高的要求，線岔可對電氣化鐵路產生重要影響，它是接觸網中的關鍵分支，也需隨著時代的發展提升質量。近年來，國家的電氣化鐵路運行速度提高幅度較大，電力機車在行進中受到電弓動態提升的影響越大，極易引發鐵路運輸中安全事故。本文分析了交叉線岔的硬點形成，對接觸網的高速線岔布置方案的改進加以探討。

【關鍵詞】接觸網;高速線岔;布置方案;優化

線岔是我國電氣化鐵路中接觸網的一種主要設備，常由于某些細節缺失，存在線岔硬點多、彈性小、過渡性能差等問題，以上的細節問題在具體的工程施工及運營中經常遭到管理人員的忽略。尤其在高速路段一些不良問題給弓網受流的質量造成極大的影響，嚴重時還可能發生弓網故障。當高速線岔發生弓網故障時，往往最少有兩支接觸懸掛被損壞，進而影響涉及整個站場及區間運行的設備。相關人員加強高速線岔的布置措施，預防弓網故障對于國家高速鐵路的安全運營意義重大。

1接觸網線岔的主要結構

在站場上，渡線、站線、發線、側線等均會并入正線。若線路設一個道岔，接觸網也需設一個線岔，或者叫做架空的轉轍設備。道岔與線岔的方式分很多種類，具體結構形式如下：

1.1交叉線岔

現階段，國家電氣化鐵道路的接觸網在站場軌道的道岔上方一般選用限制管，把匯交在限制管上的兩支接觸懸掛進行固定，該固定裝置叫做線岔，又被稱為交分線岔。這種道岔布置形式對側向經過的速度有限制，在試驗過程中，產生接觸壓力的峰值，且易產生拉弧，不適用于高速線路（超過160km）。

1.2無交分線岔

在接觸懸掛結構中，無交分線岔一般表現以下特點：一是在道岔部位兩支懸掛在空間分布呈分開狀態，沒有交叉點。無交分線岔在使用中，若電力機車在正線上經過道岔時，受電弓在任何狀況下都不與側線的接觸線接觸（在高速公路上特別關鍵），防止在經過交叉線岔中發生打弓。若電力機車由側線進入正線，或者由正線進入側線的時候，受電弓可由側線和正線的接觸線間平穩過渡，無刮弓發生。選擇開放型無交分道岔的結構，能夠保障列車在高速線路上經過正線的時候，受電弓只與正線的接觸線相交，與站線的接觸線無關，有利于高速列車在道岔處安全行駛。

與交叉型線岔相比，無交分線岔的安裝、調整過程比較繁瑣，同時，對安裝作業的精度也提出較高的要求，可是，它可達到高速行車的需求，機車通過線岔處時，可安穩地經過，受流特性較好，硬點不突出，這是交叉型線岔不具有的優點。這類型的道岔定位因自身的結構特征，可適應很多形狀的受電弓。無交分型線岔，從理論層面分析，能夠滿足400km/h的速度標準，在理論上與三跨型錨段關節的過渡原理類似，在平面布置中，考慮到始觸區沒有線夾的情況，且使兩支接觸線在始觸區內，盡可能分布于受電弓中心線的一側，以免發生鉆弓。然而，無交分線岔過渡的下錨支在定位點部位的轉角很大，導線的水平力較大，想要準確地定位很難，特別12#以下的道岔，但可應用于高速18#以上的道岔。

1.3三線關節型道岔定位

輔助三線關節型道岔定位在世界部分發達國家的客運專線領域的應用效果呈現明顯的優勢。它在正線接觸懸掛和側線接觸懸掛二者之間，再加上一組輔助的懸掛，因這種形式實際上與錨段關節型過渡原理比較接近，可保障故弓網取流的安全性與質量。然而，這種形式需在兩個道岔之間，布設最少三跨絕緣關節平行過渡的接觸網，（即150-200米長的空間范圍），所以，適用場合較少，通常在線間距5米的線路上，截面120毫米的銅合金的接觸線，在工作張力達到15kN的情況下，需具有30#及其以上的道岔上下行的渡線部位方可使用。三線關節型道岔定位，在西方的法國現代高速鐵路上已經得到了良好的應用，但國內的應用及研究成果較少。在高速鐵路中，接觸網線岔用這種定位手段比較合適，但對安裝空間提出較高要求，即應滿足狹長的道岔條件，其設計、安裝工作還需結合線路狀況確定。

2線岔硬點的形成原因

在現階段我國的高速鐵路正常投入運營過程中，始觸區不準有線夾、設置跨距的標準極易受到相關部門的重視，且工作人員應及時進行修正，可是，部分細節問題經常遭到人們的輕視，而這些細節往往可能給線岔的運行品質造成極大的影響。

第一，支持裝置I部位，兩支定位一起與受電弓接觸。在支持裝置I的定位處，懸掛質量較大，受到限制管與定位的影響，接觸線通常呈剛性，如果同步與兩定位相接觸，則硬點會更大。

第二，下錨支轉角偏大。當非工作支的下錨轉角偏大時，則定位拉力會增加，使得支持裝置I的彈性降低。

第三，兩支接觸線的交叉點距離支持裝置I的定位太近。在限制管的作用下，接觸線在支持裝置I部位的剛性加大。

第四，兩工作支的接觸線之間距離的布置不科學。受電弓同步對兩工作支接觸時，如果本線的接觸線分布在與相近接觸線的滑板另一半位置時，極易使動態的受電弓滑板和線路發生不平行現象，進而增加接觸的危險，易于導致弓網。

3接觸網高速線岔布置方案的優化策略

3.1定位處僅限于工作支與受電弓接觸

非支高抬向定位順延超過支持裝置I部位時，在定位點處，非支裝置比工作支高，使得受電弓通過定位點的時候，抬高正線的接觸線依然無法觸及非支，可是，也不能過于抬高，否則給岔心彈性造成不利影響。如圖所示，可設岔心至支持裝置I的定位距離是x，非支在定位部位的抬高量是y，那么，可得到非支接觸線的抬高量的計算公式：

Y= Gcw′·x2/（2·Hcw）

上式中，Y表示支持裝置I接觸線的抬高量，m;

Gcw′表示接觸線的特定負荷（通常可結合型號的接觸線查到），N/m;

X表示接觸線的交叉點到支持裝置I的距離，m;

Hcw表示接觸線的張力，kN。

3.2下調定位部位下錨支轉角

按照目前的運行經驗可知：在支持裝置I部位的定位點，下錨角度一般應小于5°。

3.3接觸線的岔心要遠離定位

一般接觸線的交叉點至正線線路中心的距離要小于到側線中心的距離。可設正線的拉出值bz，側線的拉出值bs，交叉點至正線的線路中心距離Bkz，至側線線路中心的距離Bks，靜態始觸點至交叉點的距離Bk，那么，交叉點在達到以下條件時受電弓經過岔心的時候，只會有偏低的接觸壓力，弓網的彈性良好。

3.4科學設置始觸區兩工作支的相對位置

在中國一般選用的受電弓其總體寬度1950毫米，滑板的工作寬1250毫米。受電弓經過線路的中心線和相鄰接觸線二者間距1050毫米，從這一接觸點算起，正線與側線的接觸線要設在二條線路的中心線以內。

結束語

總之，隨著現代高速鐵路事業的發展，線岔在接觸網中的合理設計非常重要。經過分析線岔的硬點形成，以此制定更加合理地的線岔布置方案，有利于提升受流質量，加大接觸的彈性，遏制弓網故障的發生，對于日后接觸網的交叉線岔投入使用具有極大的推廣作用。

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（作者單位：中鐵三局集團電務工程有限公司）