普速铁路低净空隧道接触网刚柔过渡调整方法研究

普速铁路低净空隧道接触网刚柔过渡调整方法研究

刘明

中铁电气化局集团有限公司沈阳工程分公司

摘要：接触网刚性悬挂是目前电气化铁道隧道和城市轨道交通的重要组成部分，其承载能力强，维护工作量小，安全性高。本文针对京通铁路低净空隧道中刚柔过渡调整方法进行了研究，针对其可能产生硬点的位置进行分析，给出了相应的处理措施，为京通铁路低净空隧道中的刚柔过渡施工调整提供了依据。

关键词：京通铁路；低净空；隧道；接触网；硬点；刚柔过渡

引言：刚性接触网作为一种低成本、安全、维护少的电力系统，在国外已得到了广泛的应用，并在我国得到了迅速的发展。广州、上海等城市轨道交通采用刚性接触网悬架，取得了良好的效果，对促进我国城市轨道交通的发展起到了积极的作用。近年来，刚性接触网在普速铁路的设计中也得到了广泛的应用。

一、京通铁路低净空隧道接触网刚柔过渡相关概述

（一）接触网刚柔过渡的组成

在刚性悬挂与柔性悬挂混合线路中，通过刚柔过渡汇流排实现柔性到刚性的逐渐过渡。为了平衡柔性悬挂施加在导线上的张力，在进入刚性悬挂之后设置有终端锚固装置。（见图1）

图1：刚柔过渡组成

由图1可见，接触网刚柔过渡由柔性悬挂下锚装置、刚柔过渡汇流排及悬挂、夹紧力汇流排及悬挂、中间接头等构成。其中刚柔过渡汇流排用在刚性悬挂与柔性悬挂过渡处，使接触网由柔性逐渐过渡为刚性；夹紧力汇流排的作用是防止柔性悬挂接触线在汇流排中滑动，与刚柔过渡汇流排配套之用，安装位置是紧接续在刚柔过渡汇流排之后，通过终端锚固装置落锚于隧道壁。

（二）京通铁路刚柔过渡施工情况

目前，京通铁路隆朝段电气化改造工程尚未竣工，刚柔过渡施工只是在青羊山隧道小里程侧进行了一个实验锚段的安装及调整，并利用作业车上的受电弓对实验锚段进行了冷滑试验。通过冷滑试验及肉眼观察，发现在柔性悬挂与刚性悬挂交汇处、中间接头处、刚柔过渡汇流排定位点及下锚悬挂定位点处，接触线均出现不同程度的硬点。

二、接触网刚柔过渡锚段出现硬点的原因分析

根据设计图纸及厂家提供的安装说明，对柔性悬挂与刚性悬挂交汇处、中间接头处、刚柔过渡汇流排定位点及下锚悬挂定位点处的接触线硬点进行分析，结果表明：上述部位的硬点是由于悬挂吊点和中间接头的调节不当所致。

(一)由于隧道外第一个悬挂点、刚柔过渡汇流排定位点及终端锚固悬挂定位点处接触线高度及拉出值调整不当

1、拉出值调整不当

青羊山隧道小里程侧，隧道外第一个定位点拉出值设计为-100mm，隧道内刚柔过渡汇流排定位点及终端锚固悬挂定位点拉出值设计为-150mm，由于该锚段位于曲线，受曲线半径影响，在柔性悬挂与刚性悬挂交汇处，接触线在横线路方向平面上出现硬弯，造成硬点。

2、接触线高度调整不当

隧道外第一个定位点、隧道内刚柔过渡汇流排定位点及终端锚固悬挂定位点处接触线高度设计为5350mm，调整时未按设计要求，出隧道后即按2‰的坡度进行接触线高度调整，受接触线上抬力的影响，在柔性悬挂与刚性悬挂交汇处，接触线在垂直线路方向平面上出现硬弯，造成硬点。

(二)由于刚性悬臂支撑装置调整不当

隧道内的刚性悬挂方式有两种：吊柱+悬臂以及底座+悬臂（见图2）。这两种结构都是由隧道吊柱（底座）、可旋转底座、复合绝缘子、调整框架和悬挂线夹组成的。可旋转底座，能使汇流排随着温度的改变而发生位移，通过调节底座，可以对导线的高度进行微调；悬挂线夹用于夹持和固定汇流排，移动悬挂线夹位置能够调整悬挂点拉出值，线夹自身高度调节能够实现导高的微量调整。这种设备通常不会在定位点上出现硬点。根据现场检查发现，吊柱（底座）顺线路及横线路方向的倾斜度调整不当，调整框架平行度调整不当，使得定位点处的汇流排在横线路方向及垂直线路方向出现“S”变形，造成接触线出现硬点。

图2：刚性悬挂方式

(三)中间接头安装方法不当

因受汇流排及中间接头自身重力影响，跨中汇流排会出现一定的驰度，假若每个锚段使用一跟超长的汇流排贯穿于始末，悬挂后就会形成一个均匀的波浪形，不会出现硬点。但在实际中，我们是将若干个短汇流排接续而成，而且采用的是一边悬挂一边连接的方式，两个对接的汇流排如果不在同一直线和平面，就会致使跨中比两个定位点低5-10mm，形成“V”字形，必然会出现硬折点

(四)下锚处“V”型拉线张力不一致

刚性悬挂系统中终端锚固装置设置在刚柔过渡锚段刚柔过渡汇流排之后，其作用是对汇流排实施锚固。刚柔过渡锚段中，为了平衡柔性悬挂接触线的张力，必须在接触线进入刚性悬挂后设置终端锚固装置。其原理：用夹紧力汇流排将接触线夹持牢固，再将夹紧力汇流排锚固到隧道壁，其相当于刚性悬挂系统中的半个中心锚结。终端锚固装置包括终端锚固悬挂线夹、终端锚固拉线及吊柱拉线，见图3。由于“V”型拉线在预制过程中，两根拉线长度存在误差，两个拉线角钢安装高度不一致以及楔形线夹回头处钢绞线与楔形线夹与楔子存在缝隙，在接触线架设后，出现两根拉线张力不一致，从而导致定位点处的汇流排在横线路方向及垂直线路方向出现“S”变形，造成接触线出现硬点。

三、接触网刚柔过渡锚段调整策略

通过以上分析，可以看出，京通线隆朝段低净空隧道接触网刚柔过渡锚段接触线出现硬点，是由于安装调试不当所致。经过研究，主要采用了如下的调整方式。

(一)隧道外第一个悬挂点、刚柔过渡汇流排定位点及下锚悬挂定位点处接触线高度及拉出值调整

1、拉出值调整

终端锚固悬挂点到隧道外第一个悬挂点所有悬挂点，在直线段拉出值应一致；曲线段可根据实际情况确定，但应保证以上各悬挂点处在同一直线上，此时应复核终端锚固悬挂点到隧道外第一个悬挂点间跨中的拉出值，不得大于200mm。

2、接触线高度调整

隧道外第一个定位点、隧道内刚柔过渡汇流排定位点及终端锚固悬挂定位点处接触线高度应严格按照设计要求，调整至5350mm。接触线变坡点应设置在隧道外第一个定位点，向第二个定位点以最大2‰的坡度提升接触线，直至接触线高度变至6000mm。另外柔性悬挂与刚性悬挂交汇处接触线高度分段绝缘器调整要求，通过隧道外柔性吊弦调整至低于隧道内接触线10～20mm。

(二)悬臂支撑装置调整

1、吊柱（底座）调整。

吊柱调整应在悬臂支撑装置安装之前进行，无论是直线、曲线还是坡道，吊柱柱体都应垂直于轨面。顺线路方向不得出现角度偏差，垂直线路方向角度偏差允许在±5°范围内。

2、调整框架调节

调节框架的调整应在安装汇流排之前进行，调节框架底面必须与轨面平行。首先将悬臂支撑装置摆至垂直线路位置，再利用DJJ-8激光测距仪测量调节框架4个角的高度，通过调整悬臂的仰角以及调节框架左右倾斜度，保证调节框架4个角的高度一致，误差值控制在±1mm。

(三)中间接头安装

为了防止接缝处出现硬点，接缝应在距悬挂点 0.5～2 米的范围内，各跨之中最多只允许出现一个接缝。

为了便于汇流排对接和防止接缝处出现折点，建议：①所有悬臂应垂直于线路（即不设置偏转角）；②所有悬挂线夹应放置在线路中心；③曲线段应采用“先对接后装卡”的操作顺序，尽可能使对接中的两根汇流排处于平直状态。

若轨道车作业平台不能满足长度需要，建议使用三台梯车联合作业，梯车分部方式为汇流排接缝处一台，后边两个悬挂点各一台；或是汇流排接缝处和末端各一台，中间悬挂点一台。

在紧固中间接头时将下沉点适当向上托起，使连接部位有一定的负弛度，使接头处汇流排端头尽可能处在同一平面内。对接汇流排端口应完全对正，接头缝隙不大于1mm，保证接缝处不出现硬点。

(四)下锚处“V”型拉线张力

两个拉线角钢安装高度应用DJJ-8激光测量仪进行测量，使其安装高度保持一致，误差控制在±20mm范围内。“V”型拉线在预制过程中，两根拉线长度的误差应控制在±10mm范围内；拉线预制过程中，尽量消除楔形线夹回头处钢绞线与楔形线夹与楔子间的缝隙，并在接触线架设后，拉线完全受力后，通过调整拉线上的调整螺栓，使两根拉线张力保持一致。

结论：根据本文提出的方案对青阳山隧道小里程侧的刚柔过渡锚段进行了二次调整，在二次冷滑试验及肉眼观察中发现，所有的硬点全部消除，达到了规范的要求，表明所采取的刚柔过渡调节方法取得了较好的效果，为京通铁路隆朝段低净空隧道刚柔过渡锚段施工提供了依据。

参考文献：

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