接触网在曲线区段接触线拉出值的确定

■ 李云飞

接触网在曲线区段接触线拉出值的确定

■ 李云飞

作为接触网自身结构参数，接触线拉出值的选取直接关系弓网运行安全。根据运营经验，曲线区段拉出值超标严重，其原因是选取拉出值时未考虑受电弓中心线在线路参数、机车及其受电弓型号、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变化。因此，在工程中应综合考虑以上影响因素，从而合理设置拉出值，以确保机车良好受流。

1 曲线区段接触线拉出值超标原因分析

拉出值是指定位点处接触线距受电弓滑板中心的距离，曲线区段拉出值为：

式中：a为接触线拉出值；m为定位点处接触线与线路中心的水平距离；c为定位点处受电弓中心与线路中心的水平距离；h为外轨超高；H为接触线高度；L为轨距。

根据以上公式所确定的拉出值在动态取流条件下常存在超标情况。

1.1 运行速度对受电弓中心线位置的影响

列车通过曲线区段时，为平衡自身重力产生的惯性离心力，通常采用外轨超高方式保证内外钢轨受力均衡，因实际通行列车速度不同，从而导致产生欠超高或过超高（△h），此时机车与转向架之间的弹簧将压缩或伸张，进而使受电弓中心线发生偏移。由此产生的受电弓中心线变化为：

式中：Q为平均轴重；H1为车体重心高度；H2为车底板距轨面距离；c1为弹簧垂直总刚度；α为两侧弹簧距离。

1.2 线路参数对受电弓中心线位置的影响

（1）轮轨游间对受电弓中心线位置的影响。为使机车在线路轨间正常运行，机车轮对宽度一般适当小于轨距，当轮对一侧轮缘紧贴一股钢轨作用边时，对侧轮缘与另一股钢轨之间的间隙称为轮轨游间。根据《铁路技术管理规程》规定，我国标准轨距为L=1435mm，最大轨距为Lmax＝（1435+6）mm，机车轮对宽度最小值为dmin=1396mm。因此，轮轨游间最大值为：

由此造成的受电弓中心偏移值为：

（2）机车走行部位置误差（δmax）及列车通过时产生的轨距扩大（△max）对受电弓中心线位置的影响为：

（3）轨道水平偏差（△h1）对受电弓中心线位置的影响。轨道水平偏差是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。由此造成的受电弓中心偏移值可按公式（6）简化计算：

（4）轨道方向偏差（γ）对受电弓中心线位置的影响。轨道方向偏差是指轨道中心线在水平面上的平顺性，由此引起的受电弓中心偏移值为：

1.3 施工误差对弓网位置的影响

（1）拉出值施工误差造成的弓网位置变化为：

（2）定位点处接触线高度施工误差对弓网位置的影响。定位点处接触线导线高度对△d1，△d5有影响，假设定位点处接触线高度施工误差为±100mm，那么由此造成的偏差只有±1mm左右，在计算时可忽略不计。

1.4 受电弓中心动态总偏移

根据以上分析，受电弓的动态总偏移△d可表示为：

上述分析是从平面角度考虑，且尚未计算受电弓架游动等因素对弓网位置的影响，因此计算结果仍然比较粗略。

2 曲线区段接触线拉出值的设置原则

经分析可知，列车以最小速度运行时，定位点处为最不利位置；列车以最高速度运行时，跨中为最不利位置。曲线区段拉出值的选择应充分考虑各主要影响因素，对定位点处拉出值及跨中接触线最大风偏移值进行综合分析后确定。定位点静态拉出值的范围为：

式中：S为受电弓宽度；△d为列车以最小速度运行时受电弓中心动态偏移总量。因在分析时未考虑受电弓架游动以及一些未知因素，在设置拉出值时应留有一部分裕量。

式中：bjmax为跨中最大风偏移；△d为列车以最大速度运行时受电弓中心动态偏移总量。计算时接触线最大风偏移值也应留有一部分裕量。

3 实例计算

以速度目标值为160km/h的客货共线铁路为例，外轨超高取150mm、欠超高取70mm、过超高取30mm，接触线高度6 000mm，拉出值施工误差为±30mm，受电弓半个弓工作宽度按600mm计算，对定位点及跨中分别进行分析。

3.1 定位点处拉出值分析

根据上述公式，定位点处拉出值计算结果见表1。

由此可见，小半径曲线区段拉出值应适当减小，大半径曲线区段拉出值应适当增加。

3.2 跨中拉出值分析

在工程设计中，跨距的取值一般是根据最大风偏移计算得出的。最大风偏移一般为450mm，那么，在跨中预留其他因素造成的偏移量最大为225mm，按上述方法计算得出△d=232。因此，应减小跨中风偏移值，可通过增大定位点处拉出值或减小跨距实现。

（1）当R＜1200m时，定位点处拉出值偏大，应适当减小拉出值，再缩短跨距。

（2）当1200m≤R＜1800m和R≥1800m时，拉出值有一部分裕度，可先增大拉出值．若仍不能满足要求，再缩短跨距。

综合以上分析，曲线区段接触线拉出值的设置见表2。

表1 定位点处拉出值的计算值与设计取值比较

表2 曲线区段接触线拉出值的设置

4 结束语

根据上述拉出值选取原则，在R<1800m曲线区段，拉出值根据曲线半径不同，宜为200～350mm，可有效满足风偏要求。但该方案将使受电弓磨耗集中在受电弓中部。同时，当接触线与受电弓中心线相离时，应校验风向轨道外侧吹的情况，列车以最低速度通过跨中时为最不安全状态。在实际运营中，要根据运行线路的具体情况对拉出值进行选择，并在确保运营安全情况下使受电弓磨耗尽量均匀。

[1]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

[2]陈秀芳. 轨道工程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005

[3]范俊杰. 现代铁路轨道[M]. 北京：中国铁道出版，2001

责任编辑卢敏

李云飞：中铁第四勘察设计院集团有限公司，工程师，湖北 武汉，430063