國鐵隧道160Km/h剛性懸掛接觸網技術探討

摘要：介紹了國鐵隧道剛性懸掛接觸網的基本結構和在施工中的關鍵工序：接觸導線架設和膨脹關節安裝的基本方法和要求，以及工程中的注意事項。

關鍵詞：隧道160Km/h剛性懸掛技術探討

中圖分類號：U45文獻標識碼： A

目前，剛性懸掛接觸網技術僅在地鐵中使用過，如廣州地鐵。地鐵的速度一般在60～80Km/h，最大不超過100Km/h。在國鐵中還沒有剛性懸掛安裝技術，特別是160Km/h的隧道剛性懸掛接觸網施工技術。

由于剛性懸掛接觸網無張力，且無活動元件，國外多年來的運營實踐證明其具有少維護甚至無維護的特點，日常幾乎不需要檢修。國外資料顯示，一般每2年進行一次檢查，如瑞士Zurich至Thalwail區間Enge隧道采用剛性懸掛接觸網，自1989年交付營運至今從未進行過檢修。

另外，由于剛性懸掛接觸網不帶張力，所以在自然災害或受意外撞擊受損情況下，其波及范圍非常小，恢復也很快，在自然災害或意外損壞后，可用專用工具截除損壞部分，并重新予以安裝，而不影響相鄰的段落。國外資料顯示，更換剛性懸掛接觸網上的一段3.0m接觸線僅需20分鐘；整段更換接觸導線時，剛性懸掛接觸網的耗時為每公里40分鐘，且不需要調整。

1剛性懸掛接觸網技術概況

剛性懸掛采用一根無張力的110型匯流排和一根無張力的接觸線共同組成，接觸線被夾持在匯流排的燕尾槽中，電力機車的受電弓滑行在接觸線的下方取流，如下圖所示（單位：mm）。

每根匯流排在連接的地方采用中間接頭連接，在隧道內形成連續。在隧道口，柔性懸掛和剛性懸掛連接的地方，設置剛柔過渡系統。剛柔過渡系統由剛柔過渡匯流排和下錨夾緊匯流排組成。剛性懸掛和柔性懸掛的彈性不同，為使受電弓平滑可靠的受流，利用剛柔過渡系統解決剛性懸掛和柔性懸掛彈性過渡問題。剛柔過渡匯流排是根據受電弓由剛性到柔性或由柔性到剛性之間彈性的變化，以及匯流排自身的結構，在匯流排的上部布置一定數量的切槽來滿足受電弓接觸壓力的變化。剛柔過渡匯流排能夠滿足剛性沿柔性懸掛方向硬度逐漸變小，即受電弓的彈性在逐漸增加，最終基本與柔性懸掛一致，這樣均勻的彈性變化使受電弓能良好的受流，受電弓不論從剛性懸掛進入柔性懸掛，還是由柔性懸掛進入剛性懸掛，受電弓與接觸懸掛之間的接觸壓力逐漸由大變小或由小變大，改善受電弓的受流質量，提高受電弓高速運行的適應性。下錨夾緊匯流排是為了解決柔性懸掛的張力問題，在匯流排中部增加夾緊螺栓，接觸線導入燕尾槽以后，擰緊下錨夾緊匯流排的夾緊螺栓，滿足隧道外柔性懸掛的張力恒定。

烏鞘嶺隧道剛性懸掛采用側臂懸掛式結構，懸臂結構為絞接式，其特點是：能夠順線路自由的轉動，懸掛點具備一定的彈性，滿足取流的特性。為了滿足160 Km/h的速度，懸掛點的跨距采用8m。懸掛點的結構如下圖所示：

隧道內根據溫度的變化范圍，設置膨脹關節，滿足匯流排隨溫度變化的伸縮量，相鄰兩個膨脹關節之間的距離作為一個錨段關節，一般在430～630m。在兩個膨脹關節中間設立中心錨結，中心錨結作為匯流排隨溫度變化的起始點。為了避免受電弓的磨損，每個懸掛點設置拉出值，使匯流排呈“正弦波”走向，拉出值在±250mm之間。

2關鍵工序

由于剛性懸掛接觸網系統的安裝精度比柔性懸掛接觸網系統的安裝精度高,調節范圍小,因此在進行剛性懸掛接觸線的安裝時,從施工測量開始到剛性懸掛接觸線調整到位,要嚴格控制每一道工序的施工質量,實現一次安裝到位。剛性系統中關鍵工序為：接觸導線架設和膨脹關節安裝。

2.1導線架設

為了保證導線順利的嵌入匯流排的燕尾槽中，在導線架設時應采用架線作業車。

按照架線方向對架線車編組。吊裝配盤接觸導線，準備放線工具，包括油脂泵等。

打開線盤，拉出線頭，截去彎曲的線頭。依次穿入油脂擦除器（將多余的油脂擦除）、油嘴。在保證導線線面不發生翻轉、變化的情況下，將線頭送到作業平臺上，該段導線的槽中應涂滿油脂。

將導線并到匯流排的正下方（燕尾槽處），導線伸出匯流排末端20～30cm，安裝放線小車（把中間搖桿降到最低，調整擴張輪使之正好位于匯流排下端兩側的溝槽中）。然后升起放線小車中間搖桿，頂住導線（保證導線工作面垂直朝下），調整放線小車擴張輪，撐開匯流排的燕尾槽，升起中間搖桿，反復進行調整，直至導線非工作面順利進入匯流排的燕尾槽中。

人工將放線小車向前推動2～3m，隨時觀察油脂和導線入槽情況，根據實際情況調整放線小車的擴張輪和中間搖桿。

調整完放線小車后，升起作業平臺，距離匯流排300～500mm，將放線小車用牽引繩綁在作業平臺的架子上（要用活扣，如果出現問題時，能夠及時放開小車，避免事故發生），架線車以2～3Km/h的速度前進。架線車在行進過程中，給定張力0.3～0.5KN。隨時觀察油脂和導線入槽情況，發現問題及時停車、調整。當放線小車在行進中出現阻滯現象，馬上松開放線小車牽引繩，檢查匯流排和導線，排除問題。

架線到達膨脹關節處，停車，人工導出放線小車，匯流排末端預留20～30cm導線，線頭稍微向上揻，多余部分截去。然后進行下一錨段的架線。

一般情況下，剛性懸掛架設導線時，不需要張力。但在實際施工中發現，導線具有一定的硬度，且導線在線盤上纏繞產生一定的彎曲度，線盤在放線中由于車速不均勻和慣性原因，容易使放線小車和線盤之間的導線出現彎曲、碰掛、扭面等現象。為了保證放線小車與線盤之間的導線呈直線狀態，給線盤施加小的張力，確保放線正常進行。

架線車作業時的速度不宜過快，放線時最大速度不超過5Km/h，宜采用2～3 Km/h。

放線小車的牽引繩在架線的時候，應設有緊急脫扣裝置，確保發生意外情況時，能夠迅速、及時的松開放線小車，不會對匯流排產生破壞。

2.2膨脹關節安裝

膨脹關節的安裝一般是在導線架設完成以后進行的，如果提前安裝，容易造成施工工序之間的反復進行?，F場一般利用軌道作業車進行安裝。

膨脹關節在安裝前，首先要對膨脹關節上的兩根輔助導線進行加工，要求把兩根輔助導線的兩端的工作面用磨光機、板銼打磨成一個長度180～200mm，末端最大深度4.0～5.0mm的圓滑的弧面，保證受電弓通過時的平穩性。然后根據膨脹關節間隙計算表，檢查膨脹關節跨距內匯流排的間隙值，是否符合要求，同時將匯流排末端的導線工作面也打磨成一個圓滑的弧面。

打開膨脹關節的頂蓋，松掉滑動端的擋板，將其穿入滑動端的匯流排上。同時松開滑動端匯流排的旋轉頭夾持螺栓，將懸掛點橫線路方向推向一側。

松開膨脹關節滑動端和固定端的緊固螺栓（不可松掉，留3～4個絲扣），并用大號螺絲起子將夾槽打開。抬起膨脹關節，將滑動端的匯流排穿入膨脹關節的夾槽內，匯流排露頭25mm；往外推動膨脹關節至匯流排間隙滿足安裝膨脹關節的固定端；拉回滑動端匯流排懸掛點的旋轉頭，使固定端的夾槽對準固定端的匯流排穿入，露頭25mm；開始進行夾槽的緊固。然后恢復剛才松開的懸掛點的旋轉頭，安裝擋板、頂蓋。最后進行調整。

在匯流排伸入膨脹關節的夾槽內以后，緊固螺栓時，要求兩側剩余的絲扣大致相等，匯流排在夾槽內剩余的間隙左右（橫線路方向）一致。

由于膨脹關節的重量較重，所以在安裝時，用力要適當（由小到大逐漸加力）。

在沒有細調的匯流排區段安裝膨脹關節，要求對膨脹關節兩側，各兩個懸掛點高度、拉出值進行細調，保證在安裝以后，膨脹關節能夠發揮作用，滿足匯流排順線路隨溫度變化產生的位移。

由于隧道內各段的溫度變化不同，各區段剛性懸掛的錨段長度也不相同，因此各段的膨脹關節的膨脹系數也不相同，每個錨段的膨脹關節各有一個相應的膨脹間隙值，在施工時應加以注意。

膨脹關節處匯流排的間隙允許誤差±10mm。

3結束語：

1、蘭武二線烏鞘嶺隧道160Km/h剛性懸掛接觸網在國內屬于首例，根據本施工方法，順利的完成了工程任務，工程驗收一次合格。在工程回訪中，基本上達到了免維護的要求。

2、剛性懸掛具備了占用隧道凈空少的特點，在既有電氣化鐵路改造雙層集裝箱通過的工程中，有較大的技術優勢。

作者簡介：

蔚勤躍：中鐵電氣化局集團三公司，男，工程師，河南，鄭州450005，出生年月：1975年12月；學歷：本科