武广高铁定位器坡度计算及调整建议

白晓明

摘 要：结合我段武广高铁标准线建设任务，我单位在实际维护中检测发现部分定位器坡度过小。针对这一问题，本文通过分析定位器的受力情况得出定位器坡度的计算方法，进而提出调整的意见。

关键词：高铁;定位器;坡度;计算;调整

引言

高速铁路接触网定位装置是弓网受流的关键，定位坡度不达标，直接影响定位器、接触线与受电弓的动态空间位置关系、相互作用力。安装坡度过小，则可能发生受电弓与定位器碰撞，严重影响列车的正常运营安全。因此确保定位器坡度在标准安全范围内，是保障高速铁路安全的重要保证。

2019年3月份以来，在我段武广高铁标准线建设过程中，我们检测发现定位器的坡度多在4-6°之间，但有的定位器坡度为1°甚至是0°，如图1所示。

1 定位器受力分析及计算

根据接触网上使用的定位器，可以画出如图2所示的定位器受力图。定位器在受到水平方向P的拉力以及垂直方向线索重力和定位器自身重力的合力G，二力平衡之后所形成的的合力T与水平的角度即为定位器的坡度（在直线情况下）。

1.1 定位器的水平拉力

根据接触网水平方向的受力图，如图3所示，可以得出定位器在水平方向的受力分析。

如图3所示，B点拉力P为

结合武广高铁线路的参数，拉出值a=300mm，跨距L1=L2=50m，接触线张力取Tj=30000N，从而可得P=720N。

1.2 定位器的垂直拉力

定位器在垂直方向受到定位器自身的重力一段接触线的重力，根据武广高铁常用的定位器为1150型，其自重取G1=16.97N，定位器处所受到一段接触线的重力G2根据有关研究在定位器无弛度情况下所受到的重力为4m接触线的重量[1]，故G2=1.377*9.81*4≈52.46N，垂直方向受力G=G1/2+G2=8.485+52.46=60.945N，因此定位器坡度θ=arctan（G/P）≈4.83°，与前述武广高铁定位坡度多数在4-6°间符合。

2 定位器坡度不达标原因分析

2.1 定位坡度定义及检测标准

按照《中国铁路总公司关于印发<高速铁路接触网运行维修规则>的通知》（铁总运[2015]362号）第一百一十九条定义：“定位器坡度为定位器与轨面连线之间的夹角”。而武广高铁的设计资料中，既有定位器关于水平面的夹角，也有定位器关于轨平面的夹角。

2.2 定位器坡度过小原因分析

2.2.1 轨道超高因素影响

在此次定位坡度不达标的定位器中，有相当一部分的定位器处于轨道超高的情况下。在一般情况下，超高处的定位器坡度当以水平面为测量基准时，当换算至轨平面标准时还需考虑曲线的方向、超高数值的大小、定位方式等，如图4所示，当超高与定位器倾斜方向一致时，根据超高的大小有可能导致定位器坡度为0°甚至为负。

2.2.2 施工因素影响

据了解，武广高铁在最初建设过程中，由于工期及轨道铺设的影响，施工单位在安装腕臂及定位装置时并未完全按照设计资料进行安装，而是根据自身经验、施工方便程度以及后期的联调联试中不断调整而成，因此存在部分定位器坡度满足最低的运行需要而造成坡度较小的情况也不足为奇。

3 定位器坡度调整

3.1 定位器坡度调整的影响

定位器坡度由接触网系统参数决定，安装后处于受力平衡状态，不可随意调整，否则定位点会产生人为的抬升或降低，形成硬点。对于较小程度的调整，当定位坡度过小，则可能发生弓网碰撞，需要减少拉出值或加大第一吊弦距定位点的距离，定位管也要适当抬高，增大开口距离。然而，减少拉出值会加速受电弓的不均匀磨耗，增大第一吊弦点的距离会影响弓网受流质量。当需要调整的角度较大时，则需要采用调整定位环或抬高、降低腕臂的方法来处理。

3.2定位坡度调整意见

目前而言，经多年运行，武广高铁管内的定位器坡度能够满足现场的安全运行要求。总体而言，在标准线建设的过程中需要保证一是不冒然进行调整，避免造成拉出值及弓网关系变化;二是对于实际检测出的定位器坡度存在与设计有较大出入时，要慎重对待，必须经过现场复测并认真研究确定最优调整方案。

4 结论

目前武广高铁定位器坡度大部分处于4-6°间，无论与设计资料相比还是理论计算验证都是符合规范的。而对于与设计资料存在较大出入的部分定位器坡度，对待其调整一定要采取慎重的态度，不可轻易调整，同时也需要考虑其对于将来运行状态的影响而谨慎调整。

参考文献

[1] 常丽，李丰良，年晓红.武广高铁定位器坡度算法研究[J]铁道科学与工程学报，2014（11）：131-135.

[2] 于萬聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2015.

[3] 《中国铁路总公司关于印发<高速铁路接触网运行维修规则>的通知》（铁总运[2015]362号）.