摘要：结合城市轨道交通接触网道岔设计原则，通过比较弓头宽度1950mm与1550mm的受电弓始触区及动态包络线，对9#道岔接触网交叉道岔布置进行研究。
关键词：9#道岔；始触区；动态包络线；线岔
1、概述
柔性架空接触网是我国轨道交通普遍采用的悬挂方式。上海地铁1～5号线，广州地铁1号线，深圳地铁1号线一期工程，大连快速轨道交通3号线,武汉地铁6号线等均采用了柔性架空接触网。佛山市城市轨道交通2号线一期工程（南庄～广州南站）线路全长32.4km，其中地下线长24.9km，占线路总长的77%；高架线长6.7km，占线路总长的21%。接触网系统采用架空接触网方式，其中地下区段采用架空刚性悬挂，地面及高架区段采用架空柔性悬挂。
线岔是用于道岔上方两支接触悬挂交叉处固定两支接触线，保证电力机车受电弓能从一支接触悬挂平滑过渡到另一支接触悬挂的转换设备，使接触线不致发生刮弓现象。道岔处定位作为接触网设计的关键技术之一，安装合理性直接关系到弓网关系的可靠性。根据国内外运营经验，弓网事故常发生于道岔区。道岔处接触网布置方式受到设计、施工和维护部门的高度重视。
道岔区接触网的布置方案主要取决于受电弓的尺寸、道岔的参数。采用交叉式线岔的关键技术在于确定合理始触区，以及与受电弓滑板的相互配合。
2、线岔平面布置的基本原则
综合国内外交叉式9号线岔平面布置设计经验，为了使机车受电弓在道岔处平滑过渡，具有良好运行性能，交叉式线岔平面布置主要有如下原则：
（1）道岔始触区范围内，两支接触线必须在受电弓的同一侧；
（2）道岔始触区内一般不得安装吊弦线夹、定位线夹、电连接线夹等；
（3）道岔始区两交叉接触线一支为正线、另一支为站线时、站线接触线应高于正线接触线10-20mm，且站线无上拔力；
（4）交叉吊弦的安装顺序应保证在受电弓从道岔开口方向进入时先接触到的吊弦为侧线承力索与正线接触线间的吊弦。
(5)导线交叉点距定位支柱的距离须满足线岔的安装空间（应考虑腕臂偏移及导线伸缩可能引起线岔端头与悬挂点的冲突）。
（6）合理设置定位处的拉出值，调整侧线下锚的方向。
（7）道岔区的跨距以最大风偏不超过规范要求的范围为原则。
3、接触网方案布置前准备
3.1 道岔参数
佛山地铁2号线正线最高运行速度100km/h，地面及高架区段所使用的道岔主要为60kg/m的9号单开道岔。9号道岔直向允许通过速度为100km/h，侧向允许通过速度为35km/h。
3.2 佛山地铁2号线受电弓始触区及动态包络线
佛山地铁2号线电力机车受电弓弓头宽度采用1550mm，弓头工作范围为1000mm，滑板宽度800mm。对于弓头长度1600 mm 的受电弓，接触网横向偏移量取0.4 m 或(1.4–L2) m二者的较小值，其中：
L2=（a+b+c+d+e+f+g）[7][11] 式1
式中：a=bw/2（bw为受电弓弓头长度）；b=epu＋（H-5）×0.04（epu一般取值0.11 m；H=接触线高度+抬升预留值）；c=2.5/R（R为轨道半径）；d=（L-1.435）/2（L为轨距）；e=0.15*（C1-0.066）（H-0.5）（C1为倾斜；H=接触线高度+抬升预留值）；f≤0.025m；g=0.015*H/Sr（Sr为轮轨接触点的距离，取值1.5 m）。
根据佛山地铁2号线接触网参数，H取4.72米，根据式1得出L2取值0.92m，则接触网横向偏移量取0.4m。考虑碳滑板宽度、风偏以及安全余量，在支持点处接触网不宜大于300mm。根据文献[1][6][8][9]相关规定计算，1550mm受电弓接触线始触区为450～850mm。佛山地铁2号线受电弓设计标准及动态包络线见图1。
3.3、定位支柱距线岔距离
导线交叉点距定位支柱距离须满足线岔的安装空间，佛山地铁2号线线岔长度1700mm，定位支柱双腕臂底座之间距离为1200mm，一般考虑500mm的安全余量，则线岔中心至定位支柱距离不宜小于1950mm。
3.4、风偏检算
风偏是指风对架空接触网的接触线及承力索施加的力使其水平方向上偏移。在曲线上，接触线偏位必须相对于受电弓中心线位置计算。风载状态下接触网偏移，风从曲线内侧吹和从曲线外侧吹对风偏的影响差别较大。
根据接触网设计手册气象分区及调查，佛山地铁二号接触网风偏设计风速为30ｍ／ｓ；环境温度范围为：0～40℃，导线计算温度取0～60℃。
佛山地铁2号线采用简单链形悬挂，9#道岔处道岔曲线取R=190m。接触线风偏检算按下式校验：
式2
式中： ：接触线的最大水平偏移（毫米）； ：接触线的单位风负载（公斤/米）； ：接触线张力（公斤）； ：跨距（米）； ：拉出值（毫米）； ：缓和曲线长度（米）； ：缓和曲线起点至跨距终点的距离； ：支柱在接触线水平面处的挠度。
4、道岔接触网线岔布置方案
佛山地铁二号线9号道岔接触网方案根据定位柱与道岔理论岔心位置制定理论岔前、岔心、岔后的比选方案。
根据道岔始触区范围、受电弓在道岔始触区的工作范围、风偏检算、定位支柱距线岔距离等条件的设置，通过调节定位支柱拉出值等方法，得到9号道岔接触网线岔布置的安装数据，见表1。表1数据表明岔前、岔心、岔后4种方案都可用于佛山地铁2号线接9#道岔的接触网布置。
备注:节点1栏表示节点1支柱距离定位支柱跨距；节点2栏表示定位支柱距离理论岔心的距离；拉出值栏表示定位支柱双腕臂工作支与非工作支的拉出值；节点3栏表示线岔距离定位支柱的距离；节点4栏表示节点4支柱距离定位支柱跨距。
5、结论
根据表1数据，佛山地铁2号线9#道岔可根据现场情况选择道岔接触网布置方式。但在接触网运行规程[6]中，支柱采用标准定位时，交叉点位置标准值纵向距道岔定位大于2.5m。因此，为便于标准化管理以及维护，佛山地铁9#道岔接触网布置推荐采用距离理论岔心0米定位的方案。
参考文献
[1]Kiebling，Pusehmann，Sehmieder.电气化铁道接触网[M].中铁电气化局集团有限公司，译.北京：中国电力出版礼，2004.
[2]吕伟杰.委内瑞拉北部铁路道岔区接触网交叉式线岔的研究.铁道技术监督，2011.
[3]杨俊明.基于1600ｍｍ受电弓的接触网道岔布置方案研究.铁道建筑技术，2016.
[4]吴德昌，周鑫，李红梅.客运专线道岔接触网布置关键技术研究.电气化铁道，2006.
[5]燕正安.接触网交叉式线岔平面布置.科技情报开发与经济，2007
[6]《接触网运行检修规程》（铁运[2007]69号）.
[7]《轨道交通 受流系统 受电弓与接触网相互作用准则》（TB/T 3217-2011）.
[8]《轨道交通机车车辆受电弓特性和试验 第2 部分：地铁与轻轨车辆受电弓》（GB/T 21561.2-2008）.
[9]《铁路应用—机车动车—受电弓—特性和试验—第二部分：地铁和轻轨受电弓》（IEC 60494-2）.
[10]《铁路电力牵引供电设计规范》（TB 10009-2016）.
[11]《Railway applications —Gauges》（BS EN 15273-1-2013）.
论文作者:叶晓辉,张一平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/9
标签：道岔论文; 佛山论文; 支柱论文; 地铁论文; 距离论文; 拉出论文; 跨距论文; 《电力设备》2017年第18期论文;