接触网双交叉点线岔研究及探讨

赵大坪，孙世斌，张志鹏，祁京徽，王子妍，王宝强

0 引言

京津城际铁路是我国第一条设计时速350 km的高速铁路，于2008 年8 月正式通车运营，牵引供电系统由德国西门子公司设计，接触网线岔[1，2]全部采用高速交叉布置形式。其中北京南站复式交分道岔及交叉渡线接触网首次采用了双交叉点线岔布置形式，也是目前国内唯一采用双交叉点线岔布置形式和技术的车站，北京南站共有该型线岔12 组。由于德国西门子公司未提供该型线岔的设计思想和相关测量、检修、调整的作业指导说明，现场检修维护缺乏相应技术手段，本文将对该型线岔的工作原理、布置形式及结构特点进行分析说明，提出测量、检修、调整方法。

1 北京南站接触网系统主要技术参数

北京南站是京津城际铁路的始发站，其站场由京津城际场、京沪高速场、京沪普速场组成；接触网属SICAT SAC系统，采用直链形悬挂形式，结构高度1 600 mm；接触线采用CuAg0.1AC-120 铜银合金线，设计导高5 300 mm，张力15 kN，设计拉出值300 mm；承力索采用BZⅡ-70 青铜合金绞线，张力15 kN；受电弓剖面宽度1 950 mm[3]。

2 双交叉点悬挂线岔结构形式及数据分析

北京南站复式交分道岔（含交叉渡线）均按双交叉点接触悬挂形式设计，共12 组。双交叉点接触悬挂分为A、B 型两种布局形式。

2.1 B 型双交叉点悬挂线岔

B 型双交叉点悬挂线岔如图1 所示。

（1）以复式交分道岔或交叉渡线横向中轴线的中点为中心，将正线和岔线接触线分别附加一支同型号接触线，长度约为22 m（以道岔横向对称轴线为中心分别向两侧各约11 m），并保证附加线两端的并接线夹位于始触区1 050 mm 之外；正线接触线与附加线间分别安装两处双支接触线定位管，如图2 所示，两双支接触线定位管间距约为8 m（以横向中轴为中心向两侧各4 m）。岔线接触线与附加线间安装两处双支接触线定位管，两双支接触线定位管间距约为4 m（以横向中轴为中心向两 侧各2 m）。

图1 B 型双交叉点接触悬挂

图2 双支接触线定位管安装形式

（2）正线接触线位于岔线接触线的下方，两交叉点处分别安装限制管。限制管由同材质接触线制成，长度约900 mm，两端分别用2 个并沟线夹与正线接触线固定，2 个并沟线夹间距100 mm。限制管安装后保证两线间隙1～3 mm，同时保证+20 ℃时限制管中心与两接触线交叉点重合，如图3、图4 所示。

（3）始触区内为无线夹区，即岔线线路中心距正线接触线600～1 050 mm 范围内为无线夹区。

图3 双交叉点限制管安装原理

图4 双交叉点限制管安装实景

（4）吊弦布置。

a.剖面A、F 分别为线岔两端最外侧交叉吊弦并呈对称布置，该交叉吊弦位于岔线线路中心距正线接触线550～600 mm 间，交叉吊弦安装形式见图1 中剖面A-A、F-F。

b.剖面B、E 分别为正线双支接触线定位管吊弦安装形式，呈对称布置，吊弦安装形式见图1 中剖面B-B、E-E。

c.剖面C、D 分别为岔线双支接触线定位管吊弦安装形式，呈对称布置，吊弦安装形式见图1 中剖面C-C、D-D。

（5）道岔定位及拉出值。在北京南站平面图中标明了道岔定位柱设计拉出值和方向，道岔柱位于横向对称中轴的延长线上，道岔定位柱采用硬横跨装配形式，类似于节点7 的结构。每组线岔形成2 个交叉点，共由4 组平衡定位器精确定位，分别位于横向对称中轴两侧各约500 mm 位置，两定位器间距1 000 mm，设计拉出值均为300 mm，因此双交叉点在无偏移温度20 ℃时应位于对称中轴线上。道岔定位及拉出值如图5 所示，图6 为道岔定位及拉出值实景。

（6）道岔电连接。道岔电连接采用压接型双电连接形式，安装于吊弦E-F 间，将两悬挂在电路上连通。

图5 道岔定位及拉出值

图6 道岔定位及拉出值实景

2.2 A 型双交叉点悬挂

A 型双交叉点悬挂如图7 所示，其与B 型安装形式基本相同，区别在于：

（1）正线接触线为单支，岔线接触线为双支，即岔线接触线附加一支同型号接触线，长度约为22 m（以道岔对称横轴为中心分别向两侧各约11 m）。

图7 A 型双交叉点接触悬挂

（2）吊弦布置形式不同。

a.剖面A、D 分别为线岔两端最外侧交叉吊弦，呈对称布置，该交叉吊弦位于岔线线路中心距正线接触线550～600 mm 处，交叉吊弦安装形式见图7 中剖面A-A、D-D。

b.剖面B、C 为岔线双支接触线定位管吊弦安装形式，呈对称布置，吊弦安装形式见图7 中剖面B-B、C-C。

（3）双交叉点位置不同。A 型道岔柱同样位于复式交分道岔横向对称中轴一侧，由于只有侧线设计安装了附加接触线，因此双交叉点位于横向中轴线两侧。

3 双交叉点悬挂线岔原理分析

为便于分析，绘制双交叉点悬挂线岔与复式交分道岔对应关系示意图，如图8 所示。

图8 双交叉点悬挂接触线与复式交分道岔对应关系示意图

3.1 双交叉点悬挂接触线与复式交分道岔对应关系

（1）道岔柱正线接触线及附加接触线定位点分别位于正线（道岔Ⅰ↔Ⅲ方向）线路中心两侧，拉出值分别为+30 cm 和-30 cm。

（2）道岔柱岔线接触线及附加接触线定位点分别位于岔线（道岔Ⅱ↔Ⅳ方向）线路中心两侧，拉出值分别为+30 cm 和-30 cm。

（3）双交叉点分别位于道岔横向对称中轴中点的两侧，距中心点约30 cm。

3.2 双交叉点接触悬挂工作原理

在120～160 km/h 区段，当受电弓动态抬升量为120 mm，左右摆动量为250 mm 时，受电弓最大工作宽度为1 950 mm，滑板允许工作部分宽度为1 450 mm，半宽为1 450 / 2 = 725 mm。

（1）受电弓沿正线（道岔Ⅰ↔Ⅲ方向）或岔线（道岔Ⅱ↔Ⅳ方向）通过时的状态。当受电弓沿正线（道岔Ⅰ↔Ⅲ方向）通过时，在岔线接触线距正线线路中心600～1 050 mm 范围内为始触区，两线导高为等高设置，受电弓进入始触区后，正线、侧线接触线及附加接触线共4 支接触线逐渐进入受电弓工作范围。受电弓在道岔横向对称中轴位置时，双交叉点分别位于受电弓中心两侧各300 mm位置。受电弓行至另一侧始触区位置时，岔线接触线逐渐脱离受电弓工作范围，实现了线岔的顺利转换。当受电弓最大左右摆动量为250 mm 通过道岔时，在横向对称中轴位置，双交叉点分别位于受电弓中心两侧各550 和50 mm 位置，均未超出受电弓滑板允许工作半宽725 mm 的范围。

（2）受电弓由正线进入岔线（道岔Ⅰ↔Ⅳ方向）或由岔线进入正线（道岔Ⅱ↔Ⅲ方向）时的状态。当受电弓由正线进入岔线（道岔Ⅰ↔Ⅳ方向）或由岔线进入正线（道岔Ⅱ↔Ⅲ方向）时，受电弓沿道岔导曲线轨方向运行，岔线接触线距正线线路中心600～1 050 mm 范围内为始触区，受电弓运行至横向对称中轴位置时，受电弓中心偏离横向对称中轴中心320 mm，双交叉点分别位于距受电弓中心20 和620 mm 位置。受电弓行至另一侧始触区位置时，正线或岔线接触线逐渐脱离受电弓工作范围，实现了由正线进入岔线（或由岔线进入正线）的顺利转换。

（3）当受电弓最大左右摆动量为250 mm 情况下通过线岔时，两交叉点分别距受电弓中心270和870 mm，虽然一支交叉点已超出受电弓允许工作范围145 mm（870 - 725 = 145 mm），但另一交叉点始终处于受电弓工作范围内，这样即使在受电弓左右摆动到极限位置时也能够确保其中一支交叉点处于受电弓工作范围内，提高了受电弓通过线岔的安全性。

4 双交叉点悬挂线岔测量

4.1 安全注意事项

复式交分道岔如图9 所示。由于复式交分道岔活动心轨、直尖轨、曲尖轨均可移动，为防止测量过程中扳动道岔造成人身伤害和器具损坏等，线岔测量应在天窗内进行，并时刻与列车调度员保持联系，扳动道岔时及时通知作业组[4]。

图9 复式交分道岔实景

4.2 测量器具

由于激光测量仪只能安放在开通的道岔轨道上，而复式交分道岔一次也只能开通正线或岔线中的一条径路，且道岔定位器恰好位于可动心轨的正上方，因此使用激光测量仪不能一次测量出全部数据。现场可结合使用绝缘测杆、线坠等传统测量手段，在不扳动道岔的情况下完成测量。

4.3 定位点拉出值测量

测量时激光测量仪轨脚卡块应置于道岔开通的正线或岔线接触线定位线夹所在线路的基本轨上，激光束应分别打到所在线路的两支定位接触线正下方，读取导高和拉出值数据并记录，现场测量如图10 和图11 所示。另一组拉出值可使用绝缘测杆、线坠进行测量，具体测量方法如下：

（1）将线坠挂于道岔未开放的岔线或正线接触线定位线夹侧面；

（2）以该线折弯基本轨内沿为测量基点（即折弯基本轨内沿与可动心轨的接缝处），将钢卷尺720 mm 处置于基本轨内沿位置，线坠中心对准钢卷尺的读数即为该定位点拉出值；

（3）该线另一定位点拉出值测量方法与之相同。

图10 悬挂定位实景

图11 激光测量仪位置说明

4.4 双交叉点的测量

双交叉点分别位于道岔横向对称中轴线上，距对称中轴中心约300 mm 位置，测量方法如下：

（1）激光测量仪置于道岔横向对称中轴位置；

（2）先将激光测量仪调至基本操作模式，激光束打在最近的一个交叉点接触线的正下方，测量拉出值及导高并记录；

（3）测量仪位置不动，激光束打在另一个交叉点接触线的正下方，测量拉出值及导高并记录。

4.5 无线夹区位置测量

为保证受电弓在线岔始触区平滑过渡，避免出现打弓，始触区600～1 050 mm 范围内设计为无线夹区，因此应对无线夹区进行测量。

4.5.1 受电弓由正线进入侧线时始触区测量方法

（1）激光测量仪置于道岔正线基本轨上，激光束打在侧线两支接触线中靠近正线侧的一支接触线下方，如图12 所示，当测量拉出值为1 050 mm时，该点即为始触区1 050 mm 位置；

（2）激光测量仪向横向对称中轴方向移动，激光束依然打在侧线两支接触线中靠近正线侧的一支接触线下方，当测量拉出值为600 mm 时，该点即为始触区600 mm 位置。

图12 受电弓由正线进入侧线时始触区的测量方法

4.5.2 受电弓由侧线进入正线时始触区测量方法

（1）激光测量仪置于道岔侧线基本轨上，激光束打在正线两支接触线中靠近侧线侧的一支接触线下方，当测量拉出值为1 050 mm 时，该点即为始触区1 050 mm 位置；

（2）激光测量仪向横向对称中轴方向移动，激光束依然打在正线两支接触线中靠近侧线侧的一支接触线下方，当测量拉出值为600 mm时，该点即为始触区600 mm位置[5]。

5 双交叉点悬挂线岔检调方法

5.1 相关检调技术标准

（1）道岔定位拉出值均为300 mm，允许误差30 mm。

（2）在无偏移温度（20 ℃），双交叉点的垂直投影应在道岔横向对称中轴线上，距横向对称中轴中心各300 mm，允许偏差50 mm，温度变化时双交叉点偏离横向对称中轴线不大于50 mm。

（3）双交叉点紧固筋条采用同型号接触线制成，长度约为900 mm，并沟线夹紧固力矩为21 N·m。紧固筋条内两接触线活动间隙为1～3 mm，并保证两线自由伸缩无卡滞。

（4）正线或岔线的附加接触线两端并接线夹间距22 m。岔线两双支接触线定位管间距4 m，正线两双支接触线定位管间距8 m。双支接触线定位管内两接触线相对于线路中心的偏移为300 mm，允许误差30 mm，定位线夹及U 螺栓紧固力矩符合规定要求。

（5）正线线路内侧附加接触线垂直投影距离侧线线路中心600～1 050 mm 为线岔的始触区，始触区内除必须安装的交叉吊弦的线夹外，不得安装其他任何线夹，附加接触线交叉点接触线终端线夹须在始触区外。

（6）线岔两端始触区范围内两双支接触线应等高，允许高差0～20 mm。

5.2 双交叉点的调整

双交叉点投影位置不合格一般可分为以下3种情况：

（1）双交叉点中任一交点垂直投影纵向偏离横轴大于50 mm（超标），横向距横轴中心250～350 mm。调整方法：调整交叉点两侧平衡定位器拉出值，使交叉点向横轴方向移动。先拉或放其中一支定位器，使其拉出值在设计允许范围内移动，同时在该支接触线最佳交叉点位置挂线坠，调整另一支定位器拉出值，使接触线交叉于最佳位置，同时应保证其拉出值在设计允许误差范围内。

（2）双交叉点中任一交点垂直投影纵向偏离横轴不大于50 mm，横向距横轴中心250～350 mm之外（超标）。调整方法：同时调整交叉点两侧平衡定位器拉出值，使交叉点沿横轴线移动，当交叉点距横轴中心为250～350 mm 时调整合格（交叉点距横轴中心300 mm 为最佳位置），同时应保证其拉出值在设计允许误差范围内。

（3）双交叉点中任一交点垂直投影纵向偏离横轴大于50 mm（超标），横向距横轴中心250～350 mm 之外（超标）。调整方法：先调整其中一支定位器拉出值，使其拉出值在设计允许范围内移动，同时在横轴上方该支接触线的最佳交叉点位置处挂线坠，调整另一支定位器拉出值，使两接触线相交于最佳交叉点处，同时应保证其拉出值在设计允许误差范围内。

6 结语

本文根据现有安装图纸、技术资料，对双交叉点线岔进行深入研究。通过现场测量获取实测数据，详细分析该型线岔的工作原理，介绍双交叉点线岔布置形式和结构特点，通过现场调研制定该型线岔测量、检修、调整方法，为线岔研究及现场检修提供技术支持。