客运专线42#道岔接触网无交叉布置方式研究

韩兰贵

0 引言

在国内高速铁路的建设中，带辅助悬挂的无交叉接触网布置方式成功应用于石太客运专线、沪宁城际铁路、沪杭客运专线等工程中，取得了良好的运营效果。但在道岔区侧线通过速度要求较高时须采用 42#高速道岔，该道岔的直向通过速度为350 km/h，侧向通过速度为160 km/h。根据《高速铁路设计规范》（试行）：正线受电弓左右摆动量为250 mm，最大抬升量为150 mm；侧线最大通过速度为 160 km/h，根据《铁路电气牵引供电设计规范》：受电弓左右摆动量为250 mm，最大抬升量为120 mm。

本文主要对42#高速道岔区带辅助悬挂的无交叉接触网布置方式进行研究分析，剖析其关键技术，对平面布置和安装设计技术进行分析，并对无交叉布置的技术参数提出一些建议。

1 设计原理

道岔接触网无交叉布置是接触网间相互独立、无线岔设备硬性连接的一种道岔布置方式，其设计思路源于接触网锚段关节原理，同时设置辅助锚段，通过接触网间的平、立面关系实现可靠的网间过渡。

带辅助悬挂的道岔接触网无交叉布置方式的特点是在正线接触悬挂和侧线接触悬挂之间引入第3组辅助悬挂，其与正线接触悬挂和侧线接触悬挂分别形成关节式过渡，使得受电弓从正线驶向侧线和侧线驶向正线时都能安全滑过接触线，降低了钻弓的可能性，同时提高了弓网受流特性，更适应高速道岔。

2 关键技术

带辅助悬挂的道岔接触网无交叉布置的关键技术包括：平面布置、立面布置、拉出值和抬升量的确定。

2.1 平面布置

带辅助悬挂的道岔无交叉接触网平面布置须先确定岔心后第1根支柱（道岔定位柱）的位置，保证机车从任何方向通过时，受电弓不应与正线或侧线的定位线夹发生碰撞。

确定道岔柱位置后再确定岔心前第 1根支柱的位置，布置原则：在岔前、岔后第1根支柱跨距中心区域任意一点，处于最大偏移位置的受电弓从任何方向通过时，必须确保受电弓与辅助锚段接触线接触；同时在机车通过道岔过程中允许受电弓与本线接触线接触，但不允许与相对侧接触线接触。

2.2 立面布置

接触线抬高设置的原则：接触线抬高设置应保证受电弓经过道岔区域时一般仅与 1支工作接触线接触，同时保证正线接触线和辅助锚段接触线间的过渡处不出现屋脊状；正线接触线在道岔区的抬高设置目的是为了充分利用辅助悬挂导线工作，减少经侧线驶入正线时受电弓对正线接触网的冲击。

2.3 拉出值和抬升量的确定

首先确定岔心后第1根支柱（道岔定位柱）的位置。为使正线受电弓运行中不与侧线接触线发生接触，侧线受电弓运行中不与正线接触线发生接触，需分别校验上述2种情况以确定道岔定位支柱的位置。

机车在正线运行时，正线线路中心与侧线接触线间距不小于正线受电弓抬升后在接触线高度处的弓半宽与左右摆动量之和，即道岔定位支柱位于正线线路中心距离侧线接触网不小于1 154 mm处。

机车在侧线运行时，侧线线路中心与正线接触线间距不小于侧线受电弓抬升后在接触线高度处的弓半宽与左右摆动量之和，即道岔定位支柱位于侧线线路中心距离正线接触网不小于1 059 mm处。

道岔定位柱处正线接触线和侧线接触线宜分别位于各自线路中心的外侧，辅助悬挂接触线位于正线线路中心和侧线线路中心之间。经过计算，建议将道岔定位支柱设置在道岔开口线间距970 mm处，正线拉出值设置为 150 mm，侧线拉出值为200 mm，如图1所示。

抬高量的设置应满足非工作支接触线在受电弓动态包络线之外，因此，道岔定位支柱处辅助接触线抬高量设为130 mm；岔心前第1根支柱处，侧线接触线抬高量为300 mm，正线接触线抬升量为130 mm；由于侧线通过速度较高，为避免正线接触线与辅助接触线之间产生的“屋脊”导致受电弓通过时受到破坏性冲击，岔心前后第1根支柱之间的跨距不宜小于45 m。

图1 道岔定位支柱处接触网布置图（单位：mm）

3 布置示例

3.1 平面布置设计

图2示出了42#高速道岔区带辅助悬挂的接触网无交叉平面布置图，F处正线接触线处于工作位置，辅助接触线处于抬高位置，机车在正线上通过道岔过程中，当受电弓从正线岔尾往岔尖方向移动时，到达F位置前始终保持与正线接触线接触，通过F位置后辅助接触线逐渐下降至工作位置，然后正线接触线逐渐抬升并与受电弓脱离；在 E位置时，正线接触线抬升量为130 mm，受电弓与正线接触线脱离，仅与辅助接触线接触。

图2 42#道岔带辅助悬挂的接触网无交叉平面布置图（其余单位：mm）

F位置侧线接触线处于工作位置，当受电弓从侧线岔尾方向往岔尖方向移动时，到达F位置前始终与侧线接触线接触，通过F位置后辅助接触线逐渐下降至工作位置，之后侧线接触线逐渐抬升并脱离受电弓；在 E位置时侧线接触线抬升量为300 mm，受电弓与侧线接触线脱离，与辅助接触线接触，从岔尖往岔尾方向移动过程与上述情况相反。

3.2 安装设计

图3—图10为图2中各悬挂点的支柱安装图，由该图可知，带辅助悬挂的无交叉接触网布置，支柱装配出现3支悬挂的情况较多（如D柱、E柱、F柱），应合理确定支柱装配形式和装配顺序，达到既满足悬挂定位要求又便于施工的目标。

为保证接触悬挂下锚平稳过渡，有条件时一般由工作跨距再经两跨抬高后下锚，特殊情况可延长一跨下锚，辅助接触网在E柱和F柱之间部分接触线工作，下锚前经过两跨抬高（F—G、G—H）后在H位置下锚；侧线接触网在F柱和E柱之间部分接触线工作，下锚前经过两跨抬高（E—D、D—C）后在C位置下锚；辅助接触网在F—E跨、E—D跨、D—C跨接触线工作，正线、侧线接触线处于抬高状态不工作，往岔尖方向辅助接触线逐渐抬高并下锚，正线接触线开始工作。F点处抬高支抬高量为130 mm、E点侧线抬高量为300 mm、正线抬高量为130 mm。

图3 42#道岔A柱安装图（单位：mm）

图4 42#道岔B柱安装图（单位：mm）

图5 42#道岔C柱安装图（单位：mm）

图6 42#道岔D柱安装图（单位：mm）

图7 42#道岔E柱安装图（单位：mm）

图8 42#道岔F柱安装图（单位：mm）

图9 42#道岔G柱安装图（单位：mm）

侧线（右）H柱安装图（单位：mm）

4 结论和建议

带辅助悬挂的接触网无交叉布置方式充分利用辅助锚段过渡，顺利实现机车正线通过、正线到侧线、侧线到正线等各种工况下的弓网良好受流，并通过合理设置接触线的拉出值和抬升量，使得受电弓运行过程中不与正线和侧线接触线同时发生接触，非工作支接触线始终处于受电弓的动态包络线以外，且受电弓在工作支与非工作支之间的转换过渡非常平缓，最大程度降低了非工作支对弓网动态性能的不利影响，因此安全性好，且侧线行车速度较高，但该方式需要在道岔处布置至少三跨平行过渡的接触网（即至少需要150～200 m的空间），且由于在道岔区存在3支接触悬挂，过渡区支柱需要安装3支悬挂腕臂系统，接触网平面布置和结构安装调整工作量大，建议在高速铁路大号码道岔接触网布置中推广使用。

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