山地齒軌交通接觸軌防護罩工程設計方法*

錢科元，楊 陽，張茂帆

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

1 接觸軌防護罩及其工程設計概述

接觸軌防護罩是防止人員、動物靠近接觸軌供電系統而觸電,確保車輛運行安全的裝置[1]。在20世紀60年代北京地鐵線路就開始了應用,現在已廣泛應用于北京、廣州、上海、深圳和武漢等城市軌道交通線路。最初采用的是木制材料[2],但木制材料容易受到外界環境的影響而腐蝕損壞,且電氣性能方面較差。隨著國內科學技術的發展,木制防護罩逐漸被玻璃鋼材質的所取代。近些年來,國內也出現了聚氨酯等復合材料的防護罩,并在國內進行了推廣。接觸軌防護罩的種類眾多,根據接觸軌防護罩安裝位置的差異,可以分為端部彎頭防護罩、搭接防護罩、鋼鋁復合軌防護罩、絕緣支架防護罩、膨脹接頭防護罩和電纜接線板防護罩等。

接觸軌防護罩工程設計是將防護罩產品應用到工程項目的過程。整個過程需要完成項目特點需求分析、防護罩方案及頂層關鍵技術指標的制定、確定并核實設計接口、完成工程數量及工程報價以及完成接觸軌防護罩安裝方案等。

2 接觸軌防護罩頂層設計指標

國內山地齒軌交通項目主要應用于山區,普遍具有自然環境惡劣、生態環境保護要求高、線路坡度大的特點。國內現有的接觸軌防護罩普遍應用于城市軌道交通,其應用場景存在不同,防護罩的工頻干耐受電壓、工頻濕耐受電壓、人工污穢工頻耐受電壓、雷電全波沖擊耐受電壓等電氣性能指標應結合工程項目所在地雨露、風雪、雷電等氣象環境特點以及接觸軌系統中防護開關、避雷器、絕緣子等絕緣部件的電氣性能綜合考慮。結合項目特點和防護罩的結構形式來確定防護罩的加工方法,并綜合國內防護罩廠家產品制造的情況,制定接觸軌防護罩頂層設計指標。例如,對于拉擠工藝的鋼鋁復合軌防護罩的性能應達到表1的要求。

表1 防護罩關鍵指標要求

3 接觸軌防護罩關鍵工程設計接口

接觸軌防護罩依附在接觸軌上與接觸軌有密切接口,同時防護罩與限界、車輛、土建專業也存在接口關系,工程設計時需注重梳理接口關系,避免專業間差錯漏碰。當遇到接觸軌供應商與防護罩供應商不一致時,尤其要注重核實與接觸軌存在接口的參數,開展適配工作,避免工程設計完成后防護罩不能安裝到接觸軌上。接觸軌防護罩工程設計過程中設計接口如表2所示。

表2 防護罩工程設計主要接口

4 接觸軌防護罩布置原則及安裝方案

防護罩沿接觸軌設置,接觸軌上安裝支撐墊塊,支撐墊塊的安裝距離應不小于500 mm。支撐墊塊上安裝防護罩,防護罩的類型由接觸軌部件類型決定。不同防護罩間采用搭接形式,防護罩間的搭接量不宜小于200 mm。端部彎頭防護罩需將接觸軌端部彎頭部件完全罩住,外留長度不小于100 mm。防護罩的安裝工序應結合防護罩的結構形式綜合制定,一般情況下應先安裝接觸軌防護罩,再安裝端部彎頭防護罩、電纜接線板防護罩、絕緣支架防護罩和膨脹接頭防護罩。

結合接觸軌及其附件的主要接口參數以及防護罩的布置原則,確定接觸軌防護罩的安裝方案。圖1～圖4分別為接觸軌普通防護罩、絕緣支架防護罩、電纜接線板防護罩和端部彎頭防護罩的安裝方案。

圖1 接觸軌防護罩安裝方案

圖2 絕緣支架防護罩安裝方案

圖3 電纜接線板防護罩安裝方案

圖4 端部彎頭防護罩安裝方案

5 接觸軌防護罩工程數量分析

結合接觸軌防護罩的安裝方案可以發現,接觸軌防護罩的工程數量和接觸軌附件的數量以及各類防護罩的尺寸存在一定的關系,接觸軌端部彎頭的防護較為特殊,除用到端部彎頭防護罩外,還需安裝支架防護罩、接觸軌普通防護罩和搭接防護罩等。對這些防護罩的安裝情況進行分析,可總結出接觸軌防護罩的工程數量計算方法,如表3所示。

表3 接觸軌防護罩工程數量計算方法

6 應用案例

根據某工程項目的接觸軌平面布置圖方案,可確定端部彎頭、絕緣支架、電纜連接板、膨脹接頭的工程量分別為284套、82 614套、656套和2 736套,接觸軌的鋪設總里程為250 km,端部彎頭、絕緣支架、電纜連接板和膨脹接頭的規格尺寸分別為0.85 m、0.8 m、1.2 m和1.4 m,支撐墊塊的安裝間距為400 mm。

利用上節接觸軌防護罩工程數量的分析方法,帶入相關數據可得到該項目接觸軌防護罩的工程數量。端部彎頭防護罩、絕緣支架防護罩、電纜接線板防護罩、膨脹接頭防護罩、接觸軌普通防護罩和支撐墊塊的工程數量分別為284套、82 614套、656套、2 736套、22 2124 m和555 878個。

7 總結

本文結合山地軌道交通的特點,提出了接觸軌防護罩的頂層設計指標,對接觸軌防護罩工程設計接口進行了分析,根據接觸軌防護罩的布置原則及方案,對工程數量進行了分析,并以某實際項目為例,分析該項目接觸軌防護罩的工程數量。