接觸網雙交叉點線岔研究及探討

趙大坪，孫世斌，張志鵬，祁京徽，王子妍，王寶強

0 引言

京津城際鐵路是我國第一條設計時速350 km的高速鐵路，于2008 年8 月正式通車運營，牽引供電系統由德國西門子公司設計，接觸網線岔[1，2]全部采用高速交叉布置形式。其中北京南站復式交分道岔及交叉渡線接觸網首次采用了雙交叉點線岔布置形式，也是目前國內唯一采用雙交叉點線岔布置形式和技術的車站，北京南站共有該型線岔12 組。由于德國西門子公司未提供該型線岔的設計思想和相關測量、檢修、調整的作業指導說明，現場檢修維護缺乏相應技術手段，本文將對該型線岔的工作原理、布置形式及結構特點進行分析說明，提出測量、檢修、調整方法。

1 北京南站接觸網系統主要技術參數

北京南站是京津城際鐵路的始發站，其站場由京津城際場、京滬高速場、京滬普速場組成；接觸網屬SICAT SAC系統，采用直鏈形懸掛形式，結構高度1 600 mm；接觸線采用CuAg0.1AC-120 銅銀合金線，設計導高5 300 mm，張力15 kN，設計拉出值300 mm；承力索采用BZⅡ-70 青銅合金絞線，張力15 kN；受電弓剖面寬度1 950 mm[3]。

2 雙交叉點懸掛線岔結構形式及數據分析

北京南站復式交分道岔（含交叉渡線）均按雙交叉點接觸懸掛形式設計，共12 組。雙交叉點接觸懸掛分為A、B 型兩種布局形式。

2.1 B 型雙交叉點懸掛線岔

B 型雙交叉點懸掛線岔如圖1 所示。

（1）以復式交分道岔或交叉渡線橫向中軸線的中點為中心，將正線和岔線接觸線分別附加一支同型號接觸線，長度約為22 m（以道岔橫向對稱軸線為中心分別向兩側各約11 m），并保證附加線兩端的并接線夾位于始觸區1 050 mm 之外；正線接觸線與附加線間分別安裝兩處雙支接觸線定位管，如圖2 所示，兩雙支接觸線定位管間距約為8 m（以橫向中軸為中心向兩側各4 m）。岔線接觸線與附加線間安裝兩處雙支接觸線定位管，兩雙支接觸線定位管間距約為4 m（以橫向中軸為中心向兩 側各2 m）。

圖1 B 型雙交叉點接觸懸掛

圖2 雙支接觸線定位管安裝形式

（2）正線接觸線位于岔線接觸線的下方，兩交叉點處分別安裝限制管。限制管由同材質接觸線制成，長度約900 mm，兩端分別用2 個并溝線夾與正線接觸線固定，2 個并溝線夾間距100 mm。限制管安裝后保證兩線間隙1～3 mm，同時保證+20 ℃時限制管中心與兩接觸線交叉點重合，如圖3、圖4 所示。

（3）始觸區內為無線夾區，即岔線線路中心距正線接觸線600～1 050 mm 范圍內為無線夾區。

圖3 雙交叉點限制管安裝原理

圖4 雙交叉點限制管安裝實景

（4）吊弦布置。

a.剖面A、F 分別為線岔兩端最外側交叉吊弦并呈對稱布置，該交叉吊弦位于岔線線路中心距正線接觸線550～600 mm 間，交叉吊弦安裝形式見圖1 中剖面A-A、F-F。

b.剖面B、E 分別為正線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對稱布置，吊弦安裝形式見圖1 中剖面B-B、E-E。

c.剖面C、D 分別為岔線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對稱布置，吊弦安裝形式見圖1 中剖面C-C、D-D。

（5）道岔定位及拉出值。在北京南站平面圖中標明了道岔定位柱設計拉出值和方向，道岔柱位于橫向對稱中軸的延長線上，道岔定位柱采用硬橫跨裝配形式，類似于節點7 的結構。每組線岔形成2 個交叉點，共由4 組平衡定位器精確定位，分別位于橫向對稱中軸兩側各約500 mm 位置，兩定位器間距1 000 mm，設計拉出值均為300 mm，因此雙交叉點在無偏移溫度20 ℃時應位于對稱中軸線上。道岔定位及拉出值如圖5 所示，圖6 為道岔定位及拉出值實景。

（6）道岔電連接。道岔電連接采用壓接型雙電連接形式，安裝于吊弦E-F 間，將兩懸掛在電路上連通。

圖5 道岔定位及拉出值

圖6 道岔定位及拉出值實景

2.2 A 型雙交叉點懸掛

A 型雙交叉點懸掛如圖7 所示，其與B 型安裝形式基本相同，區別在于：

（1）正線接觸線為單支，岔線接觸線為雙支，即岔線接觸線附加一支同型號接觸線，長度約為22 m（以道岔對稱橫軸為中心分別向兩側各約11 m）。

圖7 A 型雙交叉點接觸懸掛

（2）吊弦布置形式不同。

a.剖面A、D 分別為線岔兩端最外側交叉吊弦，呈對稱布置，該交叉吊弦位于岔線線路中心距正線接觸線550～600 mm 處，交叉吊弦安裝形式見圖7 中剖面A-A、D-D。

b.剖面B、C 為岔線雙支接觸線定位管吊弦安裝形式，呈對稱布置，吊弦安裝形式見圖7 中剖面B-B、C-C。

（3）雙交叉點位置不同。A 型道岔柱同樣位于復式交分道岔橫向對稱中軸一側，由于只有側線設計安裝了附加接觸線，因此雙交叉點位于橫向中軸線兩側。

3 雙交叉點懸掛線岔原理分析

為便于分析，繪制雙交叉點懸掛線岔與復式交分道岔對應關系示意圖，如圖8 所示。

圖8 雙交叉點懸掛接觸線與復式交分道岔對應關系示意圖

3.1 雙交叉點懸掛接觸線與復式交分道岔對應關系

（1）道岔柱正線接觸線及附加接觸線定位點分別位于正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）線路中心兩側，拉出值分別為+30 cm 和-30 cm。

（2）道岔柱岔線接觸線及附加接觸線定位點分別位于岔線（道岔Ⅱ?Ⅳ方向）線路中心兩側，拉出值分別為+30 cm 和-30 cm。

（3）雙交叉點分別位于道岔橫向對稱中軸中點的兩側，距中心點約30 cm。

3.2 雙交叉點接觸懸掛工作原理

在120～160 km/h 區段，當受電弓動態抬升量為120 mm，左右擺動量為250 mm 時，受電弓最大工作寬度為1 950 mm，滑板允許工作部分寬度為1 450 mm，半寬為1 450 / 2 = 725 mm。

（1）受電弓沿正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）或岔線（道岔Ⅱ?Ⅳ方向）通過時的狀態。當受電弓沿正線（道岔Ⅰ?Ⅲ方向）通過時，在岔線接觸線距正線線路中心600～1 050 mm 范圍內為始觸區，兩線導高為等高設置，受電弓進入始觸區后，正線、側線接觸線及附加接觸線共4 支接觸線逐漸進入受電弓工作范圍。受電弓在道岔橫向對稱中軸位置時，雙交叉點分別位于受電弓中心兩側各300 mm位置。受電弓行至另一側始觸區位置時，岔線接觸線逐漸脫離受電弓工作范圍，實現了線岔的順利轉換。當受電弓最大左右擺動量為250 mm 通過道岔時，在橫向對稱中軸位置，雙交叉點分別位于受電弓中心兩側各550 和50 mm 位置，均未超出受電弓滑板允許工作半寬725 mm 的范圍。

（2）受電弓由正線進入岔線（道岔Ⅰ?Ⅳ方向）或由岔線進入正線（道岔Ⅱ?Ⅲ方向）時的狀態。當受電弓由正線進入岔線（道岔Ⅰ?Ⅳ方向）或由岔線進入正線（道岔Ⅱ?Ⅲ方向）時，受電弓沿道岔導曲線軌方向運行，岔線接觸線距正線線路中心600～1 050 mm 范圍內為始觸區，受電弓運行至橫向對稱中軸位置時，受電弓中心偏離橫向對稱中軸中心320 mm，雙交叉點分別位于距受電弓中心20 和620 mm 位置。受電弓行至另一側始觸區位置時，正線或岔線接觸線逐漸脫離受電弓工作范圍，實現了由正線進入岔線（或由岔線進入正線）的順利轉換。

（3）當受電弓最大左右擺動量為250 mm 情況下通過線岔時，兩交叉點分別距受電弓中心270和870 mm，雖然一支交叉點已超出受電弓允許工作范圍145 mm（870 - 725 = 145 mm），但另一交叉點始終處于受電弓工作范圍內，這樣即使在受電弓左右擺動到極限位置時也能夠確保其中一支交叉點處于受電弓工作范圍內，提高了受電弓通過線岔的安全性。

4 雙交叉點懸掛線岔測量

4.1 安全注意事項

復式交分道岔如圖9 所示。由于復式交分道岔活動心軌、直尖軌、曲尖軌均可移動，為防止測量過程中扳動道岔造成人身傷害和器具損壞等，線岔測量應在天窗內進行，并時刻與列車調度員保持聯系，扳動道岔時及時通知作業組[4]。

圖9 復式交分道岔實景

4.2 測量器具

由于激光測量儀只能安放在開通的道岔軌道上，而復式交分道岔一次也只能開通正線或岔線中的一條徑路，且道岔定位器恰好位于可動心軌的正上方，因此使用激光測量儀不能一次測量出全部數據。現場可結合使用絕緣測桿、線墜等傳統測量手段，在不扳動道岔的情況下完成測量。

4.3 定位點拉出值測量

測量時激光測量儀軌腳卡塊應置于道岔開通的正線或岔線接觸線定位線夾所在線路的基本軌上，激光束應分別打到所在線路的兩支定位接觸線正下方，讀取導高和拉出值數據并記錄，現場測量如圖10 和圖11 所示。另一組拉出值可使用絕緣測桿、線墜進行測量，具體測量方法如下：

（1）將線墜掛于道岔未開放的岔線或正線接觸線定位線夾側面；

（2）以該線折彎基本軌內沿為測量基點（即折彎基本軌內沿與可動心軌的接縫處），將鋼卷尺720 mm 處置于基本軌內沿位置，線墜中心對準鋼卷尺的讀數即為該定位點拉出值；

（3）該線另一定位點拉出值測量方法與之相同。

圖10 懸掛定位實景

圖11 激光測量儀位置說明

4.4 雙交叉點的測量

雙交叉點分別位于道岔橫向對稱中軸線上，距對稱中軸中心約300 mm 位置，測量方法如下：

（1）激光測量儀置于道岔橫向對稱中軸位置；

（2）先將激光測量儀調至基本操作模式，激光束打在最近的一個交叉點接觸線的正下方，測量拉出值及導高并記錄；

（3）測量儀位置不動，激光束打在另一個交叉點接觸線的正下方，測量拉出值及導高并記錄。

4.5 無線夾區位置測量

為保證受電弓在線岔始觸區平滑過渡，避免出現打弓，始觸區600～1 050 mm 范圍內設計為無線夾區，因此應對無線夾區進行測量。

4.5.1 受電弓由正線進入側線時始觸區測量方法

（1）激光測量儀置于道岔正線基本軌上，激光束打在側線兩支接觸線中靠近正線側的一支接觸線下方，如圖12 所示，當測量拉出值為1 050 mm時，該點即為始觸區1 050 mm 位置；

（2）激光測量儀向橫向對稱中軸方向移動，激光束依然打在側線兩支接觸線中靠近正線側的一支接觸線下方，當測量拉出值為600 mm 時，該點即為始觸區600 mm 位置。

圖12 受電弓由正線進入側線時始觸區的測量方法

4.5.2 受電弓由側線進入正線時始觸區測量方法

（1）激光測量儀置于道岔側線基本軌上，激光束打在正線兩支接觸線中靠近側線側的一支接觸線下方，當測量拉出值為1 050 mm 時，該點即為始觸區1 050 mm 位置；

（2）激光測量儀向橫向對稱中軸方向移動，激光束依然打在正線兩支接觸線中靠近側線側的一支接觸線下方，當測量拉出值為600 mm時，該點即為始觸區600 mm位置[5]。

5 雙交叉點懸掛線岔檢調方法

5.1 相關檢調技術標準

（1）道岔定位拉出值均為300 mm，允許誤差30 mm。

（2）在無偏移溫度（20 ℃），雙交叉點的垂直投影應在道岔橫向對稱中軸線上，距橫向對稱中軸中心各300 mm，允許偏差50 mm，溫度變化時雙交叉點偏離橫向對稱中軸線不大于50 mm。

（3）雙交叉點緊固筋條采用同型號接觸線制成，長度約為900 mm，并溝線夾緊固力矩為21 N·m。緊固筋條內兩接觸線活動間隙為1～3 mm，并保證兩線自由伸縮無卡滯。

（4）正線或岔線的附加接觸線兩端并接線夾間距22 m。岔線兩雙支接觸線定位管間距4 m，正線兩雙支接觸線定位管間距8 m。雙支接觸線定位管內兩接觸線相對于線路中心的偏移為300 mm，允許誤差30 mm，定位線夾及U 螺栓緊固力矩符合規定要求。

（5）正線線路內側附加接觸線垂直投影距離側線線路中心600～1 050 mm 為線岔的始觸區，始觸區內除必須安裝的交叉吊弦的線夾外，不得安裝其他任何線夾，附加接觸線交叉點接觸線終端線夾須在始觸區外。

（6）線岔兩端始觸區范圍內兩雙支接觸線應等高，允許高差0～20 mm。

5.2 雙交叉點的調整

雙交叉點投影位置不合格一般可分為以下3種情況：

（1）雙交叉點中任一交點垂直投影縱向偏離橫軸大于50 mm（超標），橫向距橫軸中心250～350 mm。調整方法：調整交叉點兩側平衡定位器拉出值，使交叉點向橫軸方向移動。先拉或放其中一支定位器，使其拉出值在設計允許范圍內移動，同時在該支接觸線最佳交叉點位置掛線墜，調整另一支定位器拉出值，使接觸線交叉于最佳位置，同時應保證其拉出值在設計允許誤差范圍內。

（2）雙交叉點中任一交點垂直投影縱向偏離橫軸不大于50 mm，橫向距橫軸中心250～350 mm之外（超標）。調整方法：同時調整交叉點兩側平衡定位器拉出值，使交叉點沿橫軸線移動，當交叉點距橫軸中心為250～350 mm 時調整合格（交叉點距橫軸中心300 mm 為最佳位置），同時應保證其拉出值在設計允許誤差范圍內。

（3）雙交叉點中任一交點垂直投影縱向偏離橫軸大于50 mm（超標），橫向距橫軸中心250～350 mm 之外（超標）。調整方法：先調整其中一支定位器拉出值，使其拉出值在設計允許范圍內移動，同時在橫軸上方該支接觸線的最佳交叉點位置處掛線墜，調整另一支定位器拉出值，使兩接觸線相交于最佳交叉點處，同時應保證其拉出值在設計允許誤差范圍內。

6 結語

本文根據現有安裝圖紙、技術資料，對雙交叉點線岔進行深入研究。通過現場測量獲取實測數據，詳細分析該型線岔的工作原理，介紹雙交叉點線岔布置形式和結構特點，通過現場調研制定該型線岔測量、檢修、調整方法，為線岔研究及現場檢修提供技術支持。