地铁接触网吊柱状态优化浅析

沈刚

摘 要 地铁隧道内接触网吊柱锚栓运行状态的优劣，直接影响了接触网悬挂设备的运行是否安全可靠。文章对隧道内接触网吊柱安装形式以及锚栓应用进行了分析，结合地铁隧道内接触网吊柱在运行过程中易出现的问题，提出了相应的吊柱锚栓加固措施，以在增强接触网系统运行可靠性和安全性方面提供一定的参考。

关键词 地铁；接触网；吊柱；锚栓加固

中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0173-01

1 地铁隧道内接触网固定方式

目前国内地铁隧道内接触网支持装置基本采用下述三种

形式：一是吊柱固定方式；二是锚栓直接固定方式；三是腕臂底座固定方式。

根据隧道净空的不同，接触网悬挂的方式也有差异。吊柱是接触网系统支持装置的重要组成部分，是行车设备中关键零件之一，对吊柱运行状态的分析研究，对整个接触网系统运行可靠性具有重要的参考意义。

2 隧道内接触网吊柱运行状态分析

地铁接触网支持装置是接触网系统的关键性零部件，是连接接触悬挂与隧道顶（壁）的中间纽带。它承载了整个接触悬挂的全部重力，在柔性悬挂中还承载了接触网线索在线路方向的拉力。由于列车受电弓与接触悬挂之间还存在接触压力，在运行中对接触悬挂产生的综合力作用于接触网吊柱，而吊柱是通过锚栓与隧道顶连接，导致吊柱底座与锚栓的配合状态成为整个接触网悬挂是否良好的关键点之一。

目前，已开通地铁线路的城市中，接触网悬挂设备的固定大部分采用了化学锚栓固定的形式，如广州地铁、深圳地铁、上海地铁等，少部分接触网整改工程采用了机械锚栓固定的形式，如深圳地铁。

2.1 化学锚栓固定方式

化学锚栓是继膨胀锚栓之后出现的一种新型锚栓，是通过特制的化学粘接剂（俗称药剂），将螺杆胶结固定于砼基材钻孔中，以实现对固定件锚固的复合件。由于它具有耐酸碱、耐老化、耐热好、耐水渍、抗震好等优点，被广泛应用于重型机械固定场合，同时也得到了大部分地铁接触网设计、施工人员的青睐。

2.2 机械锚栓固定方式

机械锚栓包含很多种，有膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、自切底锚栓以及击芯锚栓等。根据城市轨道交通接触网悬挂的特殊性性，运营人员通常选用自切底锚栓作为固定主体，取代化学锚栓，或作为冗余措施与化学锚栓配合使用。

3 运营中锚栓常见的问题及解决方案

相对于机械锚栓而言，化学锚栓在地铁接触网悬挂中的应用较为普遍。而在已开通运营的国内地铁线路中，化学锚栓所带来的问题也不可避免的让人担忧。由于锚栓常常与混凝土基座配合起到承载机器重量和负荷的作用，混凝土基座使用中会出现风化、严重裂损、不密实等现象，这样会导致固定锚栓松动，进而导致机件震动加剧，影响机件的正常运转。在地铁接触网系统中，化学锚栓存在的问题主要有：1）施工时化学药剂填充不足；2）运营中化学药剂脱落；3）锚栓松脱导致吊柱偏斜。

锚栓药剂缺失带来的最严重后果将可能是接触网吊柱脱落，从而导致接触网塌网，中断行车，危及安全。而在运营中出现的类似于药剂部分脱落的严重程度，又不足以达到更换整个接触网吊柱的标准，这就必须从吊柱受力加固方面来进行整改。

针对锚栓松动的故障，目前国外较为有效的修复方法是采用高分子复合材料，它所具有的抗冲击、抗压强度远远大于目前的混凝土材料，具有快速固化的性能，可以说性能优越。但由于应用此技术进行加固所需的造价高，且施工难度大，在地铁极短的非运营时间内更是难以完成，不能全面推广。

采用冗余受力的形式进行固定的方法，不仅从造价方面比采用高分子复合材料要便宜得多，而且根据地铁运营性质来看，可行性也高。根据不同的地铁接触网吊柱型式，采用不一样的加固方法。

3.1 圆柱型吊柱的锚栓加固方案

圆柱型吊柱的组成一般由钢管件与吊柱底座焊接而成。对该类吊柱的加固可从底座固定方面来考虑。根据圆柱型吊柱底座的形状，对其“量身定做”一块“凸”字形的钢板，该钢板中间设置两个孔，可避开既有化学锚栓及螺母，从而使钢板与吊柱底座板之间实现面接触，达到受力均衡的目的。而钢板两端锚固孔设计为长条形状，便于施工时灵活避开隧道预埋钢筋。加固所用的锚栓建议采用性能不低于化学锚栓的自切底机械锚栓或后扩底锚栓，以避免化学药剂脱落的风险。

3.2 H型吊柱的锚栓加固方案

H型吊柱与圆柱型吊柱的主要区别在于接触网吊柱的形状不一样，它采用H型角钢与吊柱底座焊接而成，个别还有筋板连接，在吊柱底座型式上与圆柱形吊柱基本相同。因此可采用类似于圆柱型吊柱的加固方式，即“特制凸型钢板”方案。加固用的锚栓建议采用性能不低于化学锚栓的自切底机械锚栓或后扩底锚栓，以避免化学药剂脱落的风险。

3.3 特殊型式吊柱锚栓加固方案

隧道的净空高度及限界决定了接触网吊柱长度选择，在一些特殊的高净空隧道，设计了一种类似于“梯框”型的吊柱。这种吊柱的加固由于底座和传统的圆柱形、H型吊柱区别较大，吊柱本身的结构也不同，因而不能采用特制钢板加固的形式进行加固。从其受力方面考虑，可采用双斜撑或单斜撑固定的方式。加固用的锚栓建议同样采用性能不低于化学锚栓的自切底机械锚栓或后扩底锚栓，以避免化学药剂脱落的风险。

4 结论

地铁隧道内接触网悬挂依托于锚栓固定于隧道顶，在城市轨道交通新线设计、建设过程中，应慎重选用接触网锚栓安装形式及产品型号。无论选用化学锚栓还是机械锚栓，都应确保设备运营后的可靠性和安全型，根据地方特色从工艺、造价、性能等多方面总体考量，选用合适的接触网锚栓型式。在运营后期的锚栓缺陷整改中，采用冗余加固的方式具有多方面的优势，无论是“凸”字形钢板还是斜撑加固方式，均能达到有效加固吊柱的目的，优化了既有接触网系统设备运行的稳固性和可靠性。

参考文献

[1]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].西南交通大学出版社.

[2]KieBling，Puschmann，Schmieder.中铁电气化局集团有限公司译.电气化铁道接触网[M].中国电力出版社.endprint