硬横跨圆形吊柱双腕臂底座偏转的研究及整治

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摘要：本文结合陇海线200㎞/H接触网改造施工中的实际做法，对200㎞/H区段硬横跨圆形吊柱双腕臂底座偏转的整治方法进行了总结和探讨，在保证施工安全可靠的前提下，提出了硬横梁圆形吊柱双腕臂底座偏转的整治方案。

关键词：吊柱底座偏转整治

中图分类号：X731文献标识码： A 文章编号：

西宝线提速改造 200㎞/H是西安铁路局既有线改造提速的最高速度。这种既有线提速改造具有技术新、科技含量高、施工难度大等特点。要提高列车运行速度,必须改善弓网关系、提高接触网的稳定性和弹性的均匀性。既有电气化铁路提速改造的一个重要技改方案是将车站的软横跨改为硬横跨,以提高接触网的稳定性,这也是整个工程一项关键技术和施工的难点。由于硬横跨的大量采用，其上安装的腕臂支撑等设备的稳定性直接决定着接触悬挂的稳定性和参数是否满足技术要求。硬横跨上安装腕臂的吊柱一般有两种型号：方形吊柱和圆形吊柱。对于解决圆形吊柱双腕臂底座偏转这一难题，涉及材料力学、工程力学等几个方面，本文就解决着一技术难题根据实践提出了整治方法。

1.现状调查

2007年4月，陇海线西宝段200KM/H区段正式开通运行动车组。由于西宝段地处陇海线提速区段，因此站改工程是按照200KM/H技术标准设计和施工的，其中常兴-咸阳西间既有线软横跨全部改造为钢结构硬横跨，西宝200㎞区段357组硬横跨中就有116组采用了圆形吊柱，占硬横跨总数的32.5％。开通运行后不久，茂陵车站147＃绝缘锚段关节转换柱双腕臂底座槽钢由于线索下锚偏角过大，造成底座偏转，直接影响绝缘锚段关节绝缘间隙距离不足300mm，严重威胁着设备的运行。因此，如何解决新设备带来的新问题就显得尤为迫切。

2.圆形吊柱腕臂底座偏转产生的危害

在200㎞/H区段，硬横跨上道岔柱、绝缘锚段关节、非绝缘锚段关节、七跨关节式分相腕臂均采用双腕臂安装形式，尤其是下锚转换柱处和岔后锚道岔柱，由于下锚偏角对腕臂底座产生的扭矩作用，一旦圆形吊柱上的双腕臂底座发生偏转，可能产生的危害有四个：一是绝缘间隙不足危及设备安全，尤其是七跨关节式分相绝缘器，极易导致相间短路，扩大事故范围。二是导致接触网参数超标易引发弓网事故。由于动车组运行速度高，对接触网的冲击大，机车受电弓运行时接触网产生的晃动量远比普速列车大得多，对接触网的参数要求已精确到了毫米级，参数超标、安装不标准造成高速运行的动车组受电弓取流差、严重拉弧，极易造成烧断导线或剐弓。三是零部件受温度和线索应力变化造成卡滞，别断零部件等。四是参数无法满足运行要求，大大削弱了绝缘锚段关节等设备的供电灵活性。为此，必须从根本上解决圆形吊柱双腕臂底座槽钢偏转问题。

3.原因分析

通过上网检查、调整和分析发生底座偏转的茂陵车站147＃、72＃、116＃硬横跨，笔者发现造成西宝段硬横跨圆形吊柱双腕臂底座槽钢偏转的原因主要有以下几个：

3.1 施工工艺不到位，造成圆形吊柱与底座槽钢接触面滑脱，失去摩擦力，这是主要原因。

3.2转换柱或者道岔柱处线索下锚偏角过大，这是重要原因。《接触网运行检修实施细则》(铁运〔2007〕69号)中规定：“接触线偏角（水平面内改变方向），160Km及以下区段≤12°，200Km及以上区段≤6°”。而现场实际很难做到如此标准，由于设计上的问题和地形条件限制，目前西宝提速区段接触线偏角超标的处所多处存在，茂陵车站147＃转换柱处接触线偏角即是最明显的例子，另外仅200㎞区段线岔处形成的“岔后锚”就达34处之多，改造任务极其繁重。

3.3安装不到位，施工方法不当，固定螺栓未上紧。茂陵车站72＃、116#即属此例。

4.整治措施

根据上述原因分析，解决圆形吊柱底座偏转的方法有以下几个：

4.1改变接触线偏角，以减小下锚折角拉力。但从现场实际勘查，延锚改造工作量较大，经济上不实用，短期内难以解决问题，尤其是设备安全运行方面的问题必须摆在优先考虑的位置。

4.2在圆形吊柱上焊接止钉。但是吊柱表面有镀锌层，而且线索折角拉力相当大，止钉受到的剪切力也相当大，焊接止钉并不能保证安全运行，也不可取。

4.3在圆形吊柱上打眼安装固定螺栓。实际操作上并不可行，原因有二：一是固定螺栓必须使用∮18以上的螺栓，现场高空人工打眼相当困难；二是吊柱上钻∮20以上的螺栓孔，会降低吊柱的机械强度。

4.4更换吊柱。缺点是费时费力，在有限的天窗点内拆除和安装吊柱、支撑悬挂，既不经济，又不安全，对行车干扰加大，需要多次停电，并且必须采取过渡措施安装临时定位以保证吊柱拆除期间接触悬挂的固定和接触网参数。

4.5在硬横梁和底座上安装拉线。用此方法既能迅速使缺陷得到有效整治，又经济实用。

经反复试验和现场勘查，设计并茂陵车站安装了1组硬横跨吊柱固定装置，其上部固定角钢和下部固定角钢铰结形式如下图所示。

图1为硬横梁角钢铰结安装图，所有零部件均要求二级热镀锌。

图1硬横梁角钢铰结安装图

图2为腕臂底座固定角钢铰结安装图，安装时必须注意与腕臂底座保持100mm以上的距离，以保证温度变化时腕臂底座自由偏移。

图2 腕臂底座固定角钢铰结安装图

在最初考虑采用拉线还是采用钢管连接时，我们做了反复比对。采用钢管连接的优点是安装简单，易于施工，免维护；缺点是：由于硬横梁与腕臂底座在水平面内有夹角，在铰结处势必会卡别角钢上焊接的安装环，而且加工工艺上也不好加工。

采用钢绞线连接的优点是:各部连接零件受力较好。缺点是：连接零部件较多，而且相对钢管连接来说不易维护。

5.结束语

随着电气化铁路的迅速发展和设计标准的不断提高，既有线改造和新线建设将越来越多的采用硬横跨，新技术、新材料、新工艺将广泛的得到应用，因此对于如何解决新设备、新材料带来的问题，必须从安全、经济、实用的原则去着手解决才能确保铁路运输的绝对安全。

主要参考书籍

[1]于万聚.《高速电气化铁路接触网》. 西南交通大学出版社.2003 年7月出版

[2]中铁电气化局集团有限公司.《电气化铁道接触网》. 中国电力出版社.2004年1月出版

[3]《最新电气化铁道接触网规划设计施工实用全书》.中国电力出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。