接触线拉出值调整与其高度的对应关系

苏光辉

0 引言

接触网工程在施工安装后期会对个别悬挂点的拉出值进行调整，以满足验收标准。在这个阶段，往往大部分接触网零部件和材料都已经安装到位，因此更精确的获得个别点的调整量，以将对相邻跨距的悬挂状态的不利影响降到最低，并节省调整时间和调整工作量是个比较现实的工程问题。

另外，由于接触网的结构特点，拉出值的变化必将引起定位器受力状态的改变，进而又与接触线高度（下称导高）、限位间隙等一系列关键参数联系起来。本文针对现场可能采用的不同拉出值调整方案，结合案例对各方案下导高的变化值进行计算，为工程实践提供参考。

1 拉出值的调整方案

在实际工程中拉出值的调整可以靠调节定位器支座、定位环以及下腕臂底座来实现。具体的措施可以是单一措施调整，也可以是多个措施的组合。由于调整下腕臂底座比较困难且调整量较小，一般不予采用。下文将以增大拉出值为例展开说明。增大拉出值可以采用以下3种方案，见图1。方案1（图1 a）：远线路中心方向调整定位器支座位置。

图1 拉出值调整方案图

方案2（图1 b）：远线路中心方向调整定位器支座位置，同时向下调整定位环。

方案3（图1 c）：远线路中心方向调整定位器支座位置，同时向上调整定位环。

2 定位器的受力分析

定位器同时受到接触线传递的水平拉力及其垂直分力，其受力状态如图2所示。

在不考虑气象因素的情况下，水平力是因为接触线设置了拉出值或线路是曲线引起的，也就是接触线张力的径向分量；垂直力主要是因为接触线的重力及其张力的垂直分量引起的。由于定位器与定位器支座是铰接形式，定位器在这两种力的作用下稳定后会保持力学平衡，形成了稳定后的接触线高度以及定位器的初始安装坡度。

图2 定位器受力分析图

为了便于分析，以下将以连续2跨3根支柱的接触悬挂为例（图3），取2#支柱作为研究对象。

图3 2跨3根支柱接触悬挂示意图

接触网参数如表1。

表1 接触网参数表

由表 1参数可以求得 2#支柱定位器线夹处的受力（图4）情况如下：

水平力Fu1= 0.2×3000×4 / 50 = 48 kg

垂直力Fv1= 0.75+1.35×5 = 7.5 kg

对应的定位器角度a1=atan(7.5/48)=8.88°

图4 2#支柱定位器线夹处受力示意图

若2#支柱的拉出值增大50 mm，则引起的水平力增量ΔFu= 0.05×3000×2 / 50 = 6 kg，此时：

水平力 Fu2= Fu1+ Δfu= 48 + 6 = 54 kg

垂直力Fv2= Fv1= 7.5 kg

上述讨论中，接触线高度的变化必将伴随悬挂点处接触线垂直力的变化，但由于拉出值的调整数值一般不大，因此导高变化引起的垂直力变化量很小，计算时可忽略。

对应的定位器角度约a2=atan(7.5/54)=7.907°。两者的角度差为0.973°，在定位器长度为1150 mm的情况下，垂直高度差h为19.97 mm，即在拉出值增大50 mm的情况下，会引起将近19.97 mm的垂直变化量，但是该变化量在定位器再平衡后，并不会完全引起接触线的导高也会变化同样大小，接触线导高的变化量还须考虑定位器挂钩处的高度变化对定位器平衡后角度的影响。

3 不同方案下的接触线高度变化量

本小节将基于第2小节的计算结果，同时假设斜腕臂管的斜角为32°和定位管的倾角为3°（仰角）情况下，对3种不同调整方案下的导高变化值进行计算。

（1）方案1的导高变化。当定位器支座移动50 mm 后，定位器挂环中心的高度下降 50sin3°=2.6 mm，因此在上述假设条件下，若拉出值加大50 mm，导线高度将会抬高，抬高量为19.97 - 2.6= 17.37 mm。

（2）方案2的导高变化。假设定位环向下移动 40 mm，将引起拉出值增加 40cos32° =33.92 mm，定位器挂环中心的高度下降40sin32° =21.2 mm。

因此定位器支座还需要移动约 50 - 33.92 =16.08 mm以保证拉出值的调整值达到50 mm。该变化引起定位器挂环中心的高度下降量为16.08sin3° = 0.84 mm。

综合以上结果，定位环和定位器支座按照上面数值调整后，会引起定位器挂环中心的高度总共下降0.84 + 21.2 = 22.04 mm，这时导线高度将会在原基础上降低，降低值为22.04 - 19.97 = 2.07 mm。

（3）方案3的导高变化。假设定位环向上移动30 m，将引起拉出值减小30cos32° = 25.44 m，定位器挂环中心的高度上升30sin32° = 15.9 mm。

因此定位器支座还需要移动约 50 + 25.44 =75.44 mm以保证拉出值的调整值达到50 mm。这种变化引起定位器挂环中心的高度下降量为75.44sin3° = 3.95 mm。

综合以上结果，定位环和定位器支座按照上面的调整值调整时，会引起定位器挂环中心的高度总共上升15.9 - 3.95 = 11.95 mm，导线高度将会上升，上升值为11.95+19.97 = 31.92 mm。

4 结论

通过上文分析可以得出如下结论：单纯从拉出值变大或变小并不能准确判断导高是变高或者变低，拉出值的变化对导高的最终影响结果要结合具体的调整方案来分析，并需综合考虑各个相关部件的位置变化对最终结果的影响。

本文仅以比较简单的直线接触网为例进行了说明，曲线段可以参照本文的方法进行分析，由于高速铁路的接触线张力比较大，外轨超高也往往超过了150 mm，因此对于外轨超高引起的张力垂直分量已经比较客观，必须在计算中要加以考虑，这些张力分量需要重点关注的地方还有纵曲线变坡区段。