客运专线铁路接触网标志牌的选用探讨

王晓辉

(中铁电气化局集团系统集成事业部，北京 100036)

1 概述

接触网标志牌作为接触网系统的一部分,在铁路领域行车、运营维护指导以及安全警示方面有着极其重要的作用,面对日益提高的列车行驶速度,标志牌所承受的列车行驶时的冲击力已远超普通铁路,其安全性、可靠性也在接受着新的冲击与挑战。日本、法国、德国等高速铁路发展较早的国家,对标志牌也未形成统一的规定,中国作为高铁大家庭的新成员,在此领域更是空白,面对国内高速铁路的建设大潮,迫切需要制定出一套适合中国高铁的标志牌标准,武广铁路客运专线作为中国第一条时速350 km的长大干线的高速铁路,其几乎囊括了高速铁路所能遇到的一切可能性,包含了路基、桥梁、隧道等,对其后中国高铁的建设将起到至关重要的借鉴作用。

2 高速铁路接触网标志牌的设计方案选用

2.1 H型钢柱号码牌

支柱号码牌主要用途是为运营维修时提供指示,作为铁路线上运用最广、与高速列车近距离接触的产品,其安全性能相对普速铁路有了更为严格的要求。

方案1：用肩架将号码牌固定到支柱的田野侧。其缺点是,影响美观,同时因H型钢柱型号众多导致安装肩架用抱箍型号多,安装复杂。

方案2：安装在平腕臂上。其缺点是,列车运行速度快,风速大,安装在带电区隐患多。

方案3：采用高强度胶水直接粘贴在H型钢柱上。其缺点是,冬季施工时号码牌粘胶性能下降,粘贴质量受安装环境影响较大。

图1 H型钢柱粘贴号码牌尺寸(单位：mm)

综合以上3种方案,方案1和方案2在普速铁路运用较多,考虑到高速铁路对美观性要求极高,故放弃了方案1的选用；方案2因其安全性无法得到保障也不予采用；方案3切合高速铁路建设的美观性,安装也相对简单、便利,但安装时要严格执行以下要求：钢柱粘贴面必须清洁、干燥、平整，如有污渍、水渍、灰尘必须先擦洗干净(最好用酒精),待表面干燥后再粘贴号码牌,否则影响粘贴强度；号码牌粘贴上后应用软刷类工具刷平整,边角不得有突起以及粘贴不严等情形,防止雨水、灰尘从缝隙进入,缩短号码牌的使用寿命；尽量避免雨天粘贴。号码牌尺寸见图1。

2.2 隧道内吊柱号码牌

武广铁路客运专线全线有近80 km的隧道,高速列车在隧道内行驶时,由于空间有限,对设备的冲击力远大于隧道外,对设备的安全性能要求远高于隧道外的。

方案1：反光膜直接粘贴在隧道吊柱上。其缺点,隧道内潮湿度不可控,难于达到安装面干燥的要求。

方案2：采用V型号码牌安装在隧道壁上。其缺点,破坏隧道壁,安装难度大；受风力影响大,牢固度较低。

方案3：反光膜粘贴在铝合金板上,采用双肩架固定在隧道吊柱上。其缺点,成本较高,安装复杂,影响美观,且受风力影响大。

方案4：反光膜粘贴在铝合金板上,采用抱箍固定在隧道吊柱上。其缺点,成本相对较高。

综合以上4种方案,考虑到隧道内的特殊环境条件,方案4成本虽相对较高,但在安全性、可控性方面有着相对较大的保障,武广铁路客运专线采用该方案,同时采取了加大垫片、焊接加强筋、.螺栓加开口销,防止螺母松动脱落等固定措施,并在安装完成后进行了拉力试验,确保安全、可靠。隧道内吊柱号码牌如图2所示。

图2 隧道内吊柱号码牌

2.3 隧道外分相“预断”、“断”、“合”标志牌

方案1：采用传统普速铁路的安装方式,反光膜粘贴在铝合金板上利用钢管固定在线路外。其缺点,高速铁路采用无砟轨道,地面硬化,施工难,且列车运行速度快,有安全隐患。

方案2：反光膜粘贴在600 mm×600 mm铝合金板上，采用方头螺栓配特殊加工固定架安装在H型钢柱上。其缺点,安装件通用性不够,安装复杂。

综合以上两种方案,方案1一般在普速铁路运用,在350 km/h的客运专线上运用无论在可行性、安全性等方面都有极大的局限性,不予采用。方案2虽然相对复杂,但只要制作环节控制严格,现场测量、安装准确,完全能满足对安全性的需求,武广铁路客运专线采用该方案。其标志牌见图3。

图3 隧道外分相“预断”、“断”、“合”标志牌

2.4 隧道内分相“预断”、“断”、“合”标志牌

正常情况下,分相一般应尽量避免位于隧道内,武广铁路客运专线所经线路地形复杂、隧道众多,存在分相位于隧道内的特殊情况。高速铁路列车在正常状态下都是纳入列控系统自动驾驶,但是在出现特殊情况时需要人工操作,此时“预断”、“断”、“合”标志牌将为司机做指示,因此其尺寸应远大于一般支柱号码牌,但是考虑隧道内的特殊环境,如果采用隧道外“预断”、“断”、“合”标志牌的600 mm×600 mm尺寸,列车经过时风阻力过大,存在很大安全隐患,故隧道内的标志牌尺寸设计为400 mm×400 mm,既不影响司机眺望，又大大减少了风阻力。同时,由于隧道内轨道旁无H型钢柱等可供固定设备,因此,“预断”、“断”、“合”标志牌必须安装在隧道壁上,武广铁路客运专线采用的就是将“预断”、“断”、“合”标志牌的反光膜粘贴在V字型标志牌钢板底架上用螺栓固定在底座上,利用6根膨胀螺栓将底座固定在隧道壁上。要求工厂在加工时严格控制焊接工艺,安装完毕后要进行拉力试验,以确保其安全性。如图4所示。

图4 隧道内分相“合”标志牌(单位：mm)

2.5 距分相1、3 km标志牌

为配合联调联试,在列车经过分相时提前掌握分相位置,武广铁路客运专线在每处分相的“预断”标来车方向、“合”标来车反方向分别在1 km、3 km处增设一处“1”、“3”标牌,材质采用反光贴膜,尺寸为1 m×0.5 m。增设的标识牌挂在接触网支柱上,牌子固定在接触网支柱号码上方。如图5所示。

图5 增设“1”、“3” km标志牌示意

2.6 高压危险标志牌

与目前国内众多普速线路一样,高速铁路在电气设备以及站台等行人较多的支柱上同样要悬挂“高压危险”标志牌,设置高度一般根据现场情况距离地面1.6～2.0 m,武广铁路客运专线采用的依然是类似于支柱号码牌形式的反光贴膜,其逆反系数完全符合高速铁路行车要求。如果使用在站台的H型钢柱上,则直接粘贴在H型支柱面上,粘贴注意事项与支柱号码牌一致；如果使用在供电线格构钢柱上，则先将反光贴膜粘贴在铝板上,再用铁线捆绑固定在钢柱上。如图6所示。

图6 “高压危险”标志牌(单位：mm)

2.7 “接触网终点”、“安全作业区”标志牌

在电化股道的终点接触网还需设置“接触网终点”标志,该标志通常悬挂在接触线上方；同时在动车所等维修作业区段还需悬挂“安全作业区”标志,其主要采用的是反光贴膜粘贴在铝合金板上,因其基本处于低速区,所以固定形式基本与普速铁路一致。如图7所示。

图7 接触网终点、安全作业区标志牌(单位：mm)

3 性能评估与建议

武广铁路客运专线自2009年6月长沙以北开始静态验收和联调联试,截止目前即将全线开始试运营,接触网标志牌未出现任何安全和质量问题,美观性方面也得到相关业内专家的认可,在当前国内高速铁路的建设大潮下,武广铁路客运专线的标志牌方案无疑为其他各线的设计提供了可借鉴的参考依据。

[1] 德国接触网系列标准Re100、Re160、Re200、Re250、Re330[S].

[2] [德]Kieβling,Pusschmann,Schmieder.电气化铁道接触网[M].中铁电气化局集团有限公司译.北京：中国电力出版社,2003．

[3] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社,2003．

[4] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.武广铁路客运专线接触网施工设计文件[R].武汉：2008．