国铁隧道160Km/h刚性悬挂接触网技术探讨

摘要：介绍了国铁隧道刚性悬挂接触网的基本结构和在施工中的关键工序：接触导线架设和膨胀关节安装的基本方法和要求，以及工程中的注意事项。

关键词：隧道160Km/h刚性悬挂技术探讨

中图分类号：U45文献标识码： A

目前，刚性悬挂接触网技术仅在地铁中使用过，如广州地铁。地铁的速度一般在60～80Km/h，最大不超过100Km/h。在国铁中还没有刚性悬挂安装技术，特别是160Km/h的隧道刚性悬挂接触网施工技术。

由于刚性悬挂接触网无张力，且无活动元件，国外多年来的运营实践证明其具有少维护甚至无维护的特点，日常几乎不需要检修。国外资料显示，一般每2年进行一次检查，如瑞士Zurich至Thalwail区间Enge隧道采用刚性悬挂接触网，自1989年交付营运至今从未进行过检修。

另外，由于刚性悬挂接触网不带张力，所以在自然灾害或受意外撞击受损情况下，其波及范围非常小，恢复也很快，在自然灾害或意外损坏后，可用专用工具截除损坏部分，并重新予以安装，而不影响相邻的段落。国外资料显示，更换刚性悬挂接触网上的一段3.0m接触线仅需20分钟；整段更换接触导线时，刚性悬挂接触网的耗时为每公里40分钟，且不需要调整。

1刚性悬挂接触网技术概况

刚性悬挂采用一根无张力的110型汇流排和一根无张力的接触线共同组成，接触线被夹持在汇流排的燕尾槽中，电力机车的受电弓滑行在接触线的下方取流，如下图所示（单位：mm）。

每根汇流排在连接的地方采用中间接头连接，在隧道内形成连续。在隧道口，柔性悬挂和刚性悬挂连接的地方，设置刚柔过渡系统。刚柔过渡系统由刚柔过渡汇流排和下锚夹紧汇流排组成。刚性悬挂和柔性悬挂的弹性不同，为使受电弓平滑可靠的受流，利用刚柔过渡系统解决刚性悬挂和柔性悬挂弹性过渡问题。刚柔过渡汇流排是根据受电弓由刚性到柔性或由柔性到刚性之间弹性的变化，以及汇流排自身的结构，在汇流排的上部布置一定数量的切槽来满足受电弓接触压力的变化。刚柔过渡汇流排能够满足刚性沿柔性悬挂方向硬度逐渐变小，即受电弓的弹性在逐渐增加，最终基本与柔性悬挂一致，这样均匀的弹性变化使受电弓能良好的受流，受电弓不论从刚性悬挂进入柔性悬挂，还是由柔性悬挂进入刚性悬挂，受电弓与接触悬挂之间的接触压力逐渐由大变小或由小变大，改善受电弓的受流质量，提高受电弓高速运行的适应性。下锚夹紧汇流排是为了解决柔性悬挂的张力问题，在汇流排中部增加夹紧螺栓，接触线导入燕尾槽以后，拧紧下锚夹紧汇流排的夹紧螺栓，满足隧道外柔性悬挂的张力恒定。

乌鞘岭隧道刚性悬挂采用侧臂悬挂式结构，悬臂结构为绞接式，其特点是：能够顺线路自由的转动，悬挂点具备一定的弹性，满足取流的特性。为了满足160 Km/h的速度，悬挂点的跨距采用8m。悬挂点的结构如下图所示：

隧道内根据温度的变化范围，设置膨胀关节，满足汇流排随温度变化的伸缩量，相邻两个膨胀关节之间的距离作为一个锚段关节，一般在430～630m。在两个膨胀关节中间设立中心锚结，中心锚结作为汇流排随温度变化的起始点。为了避免受电弓的磨损，每个悬挂点设置拉出值，使汇流排呈“正弦波”走向，拉出值在±250mm之间。

2关键工序

由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触网系统的安装精度高,调节范围小,因此在进行刚性悬挂接触线的安装时,从施工测量开始到刚性悬挂接触线调整到位,要严格控制每一道工序的施工质量,实现一次安装到位。刚性系统中关键工序为：接触导线架设和膨胀关节安装。

2.1导线架设

为了保证导线顺利的嵌入汇流排的燕尾槽中，在导线架设时应采用架线作业车。

按照架线方向对架线车编组。吊装配盘接触导线，准备放线工具，包括油脂泵等。

打开线盘，拉出线头，截去弯曲的线头。依次穿入油脂擦除器（将多余的油脂擦除）、油嘴。在保证导线线面不发生翻转、变化的情况下，将线头送到作业平台上，该段导线的槽中应涂满油脂。

将导线并到汇流排的正下方（燕尾槽处），导线伸出汇流排末端20～30cm，安装放线小车（把中间摇杆降到最低，调整扩张轮使之正好位于汇流排下端两侧的沟槽中）。然后升起放线小车中间摇杆，顶住导线（保证导线工作面垂直朝下），调整放线小车扩张轮，撑开汇流排的燕尾槽，升起中间摇杆，反复进行调整，直至导线非工作面顺利进入汇流排的燕尾槽中。

人工将放线小车向前推动2～3m，随时观察油脂和导线入槽情况，根据实际情况调整放线小车的扩张轮和中间摇杆。

调整完放线小车后，升起作业平台，距离汇流排300～500mm，将放线小车用牵引绳绑在作业平台的架子上（要用活扣，如果出现问题时，能够及时放开小车，避免事故发生），架线车以2～3Km/h的速度前进。架线车在行进过程中，给定张力0.3～0.5KN。随时观察油脂和导线入槽情况，发现问题及时停车、调整。当放线小车在行进中出现阻滞现象，马上松开放线小车牵引绳，检查汇流排和导线，排除问题。

架线到达膨胀关节处，停车，人工导出放线小车，汇流排末端预留20～30cm导线，线头稍微向上揻，多余部分截去。然后进行下一锚段的架线。

一般情况下，刚性悬挂架设导线时，不需要张力。但在实际施工中发现，导线具有一定的硬度，且导线在线盘上缠绕产生一定的弯曲度，线盘在放线中由于车速不均匀和惯性原因，容易使放线小车和线盘之间的导线出现弯曲、碰挂、扭面等现象。为了保证放线小车与线盘之间的导线呈直线状态，给线盘施加小的张力，确保放线正常进行。

架线车作业时的速度不宜过快，放线时最大速度不超过5Km/h，宜采用2～3 Km/h。

放线小车的牵引绳在架线的时候，应设有紧急脱扣装置，确保发生意外情况时，能够迅速、及时的松开放线小车，不会对汇流排产生破坏。

2.2膨胀关节安装

膨胀关节的安装一般是在导线架设完成以后进行的，如果提前安装，容易造成施工工序之间的反复进行。现场一般利用轨道作业车进行安装。

膨胀关节在安装前，首先要对膨胀关节上的两根辅助导线进行加工，要求把两根辅助导线的两端的工作面用磨光机、板锉打磨成一个长度180～200mm，末端最大深度4.0～5.0mm的圆滑的弧面，保证受电弓通过时的平稳性。然后根据膨胀关节间隙计算表，检查膨胀关节跨距内汇流排的间隙值，是否符合要求，同时将汇流排末端的导线工作面也打磨成一个圆滑的弧面。

打开膨胀关节的顶盖，松掉滑动端的挡板，将其穿入滑动端的汇流排上。同时松开滑动端汇流排的旋转头夹持螺栓，将悬挂点横线路方向推向一侧。

松开膨胀关节滑动端和固定端的紧固螺栓（不可松掉，留3～4个丝扣），并用大号螺丝起子将夹槽打开。抬起膨胀关节，将滑动端的汇流排穿入膨胀关节的夹槽内，汇流排露头25mm；往外推动膨胀关节至汇流排间隙满足安装膨胀关节的固定端；拉回滑动端汇流排悬挂点的旋转头，使固定端的夹槽对准固定端的汇流排穿入，露头25mm；开始进行夹槽的紧固。然后恢复刚才松开的悬挂点的旋转头，安装挡板、顶盖。最后进行调整。

在汇流排伸入膨胀关节的夹槽内以后，紧固螺栓时，要求两侧剩余的丝扣大致相等，汇流排在夹槽内剩余的间隙左右（横线路方向）一致。

由于膨胀关节的重量较重，所以在安装时，用力要适当（由小到大逐渐加力）。

在没有细调的汇流排区段安装膨胀关节，要求对膨胀关节两侧，各两个悬挂点高度、拉出值进行细调，保证在安装以后，膨胀关节能够发挥作用，满足汇流排顺线路随温度变化产生的位移。

由于隧道内各段的温度变化不同，各区段刚性悬挂的锚段长度也不相同，因此各段的膨胀关节的膨胀系数也不相同，每个锚段的膨胀关节各有一个相应的膨胀间隙值，在施工时应加以注意。

膨胀关节处汇流排的间隙允许误差±10mm。

3结束语：

1、兰武二线乌鞘岭隧道160Km/h刚性悬挂接触网在国内属于首例，根据本施工方法，顺利的完成了工程任务，工程验收一次合格。在工程回访中，基本上达到了免维护的要求。

2、刚性悬挂具备了占用隧道净空少的特点，在既有电气化铁路改造双层集装箱通过的工程中，有较大的技术优势。

作者简介：

蔚勤跃：中铁电气化局集团三公司，男，工程师，河南，郑州450005，出生年月：1975年12月；学历：本科