裴麗君，陳 凱

0 引言

南京城軌南京南站至機場段工程（南起祿口機場，北至南京南站）全長約34.9 km，其中高架段長約16.3 km，過渡段長約0.8 km，地下段長約17.8 km；共設(shè)置8 座車站，其中高架車站3 座，地下車站5 座；平均站間距為4.9 km，最大站間距為祿口機場站至祿口新城南站，長約7.972 km，最短站間距為將軍路站至佛城西路站，長約2.851 km。地下線路占全線51%，高架段及過渡段占全線49%。該線作為聯(lián)系祿口國際機場與南京南站兩大樞紐及南京主城區(qū)的重要通道，系展示南京城市形象和景觀環(huán)境的關(guān)鍵窗口。

1 國內(nèi)地鐵輕軌支柱設(shè)置

目前，國內(nèi)同等技術(shù)條件下，地鐵高架橋區(qū)段接觸網(wǎng)支柱設(shè)置情況統(tǒng)計見表1。

通過對國內(nèi)地鐵相關(guān)情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地鐵軌道交通接觸網(wǎng)系統(tǒng)只有在建的重慶地鐵六號線采用中間合架立支柱（雙肩挑）方案，未經(jīng)過實踐檢驗。高架橋段接觸網(wǎng)支柱基本設(shè)置在線路兩側(cè)。

表2 列出了接觸網(wǎng)支柱設(shè)于2 條線路間的基本參數(shù)設(shè)置。從表2 可以看出，輕軌/有軌電車的供電系統(tǒng)要求的載流量小，接觸網(wǎng)線索少，結(jié)構(gòu)簡單，線索對支持結(jié)構(gòu)的作用力小，因此相對可以減小支柱容量，減小支柱的外徑，從而提高支柱的觀感，并且輕軌接觸網(wǎng)導(dǎo)線少，下錨地點少，也有利于協(xié)調(diào)接觸網(wǎng)支柱的布置，以改善景觀效果。

2 接觸網(wǎng)支柱設(shè)置方案

2.1 接觸網(wǎng)支柱位于線路兩側(cè)方案

接觸網(wǎng)支柱位于線路兩側(cè)（圖1）時，在電氣上，左、右線接觸網(wǎng)在機械、電氣上完全獨立，在V 形天窗檢修模式下，上下行帶電體之間的距離大于2 500 mm，完全能夠滿足接觸網(wǎng)的安全距離要求。當一條線路某一處接觸網(wǎng)發(fā)生故障、事故時，對另一線路接觸網(wǎng)無影響，事故范圍??；在進行故障、事故搶修及平時正常檢修時，另一線路接觸網(wǎng)不用停電，可通過行車組識進行反行、安排好列車間隔，達到不間斷上下行旅客的輸送，故障、事故影響范圍小。

南京地鐵六號線線路存在小曲線半徑，接觸網(wǎng)分開設(shè)置，可以大大減小接觸網(wǎng)支柱的半徑以及容量，達到外形美觀的效果，同時也減小了對橋梁的荷載，有利于橋梁專業(yè)的設(shè)計。

接觸網(wǎng)上下行錨段關(guān)節(jié)匹配，能達到統(tǒng)一、整齊，方便運營管理。

在接觸網(wǎng)通過道岔、交叉渡線等特殊區(qū)段，過渡方案簡單，支柱布置統(tǒng)一，全線均位于線路兩側(cè)。

表1 地鐵高架橋區(qū)段接觸網(wǎng)支柱設(shè)置統(tǒng)計表

表2 接觸網(wǎng)支柱設(shè)于兩線間基本情況表

圖1 支柱位于線路兩側(cè)示意圖

2.2 接觸網(wǎng)支柱中間（雙肩挑）合架方案

接觸網(wǎng)支柱一般位于2 條線路中間，接觸網(wǎng)的懸掛方式采用雙肩挑，即左、右線接觸網(wǎng)懸掛安裝在同一支柱上。采用上下行合架懸掛方式，支柱數(shù)量減少，景觀效果相對較好，如圖2 所示。

圖2 支柱中間合架懸掛方案示意圖

如果在兩線間設(shè)立合架支柱，上下行在中間立柱上的2 套腕臂絕緣子間的距離較小。在某一股道的接觸網(wǎng)停電搶修，另外一股道接觸網(wǎng)帶電時，帶電腕臂結(jié)構(gòu)對不帶電一側(cè)的運營維護人員會造成安全隱患，尤其是在現(xiàn)場更換合架支柱上的絕緣子、腕臂結(jié)構(gòu)、支持結(jié)構(gòu)時，帶電體對檢修人員以及所攜帶的檢修工具、材料等的安全距離是達不到要求的，運行維護以及搶修中存在安全隱患。所以一旦出現(xiàn)事故和故障，上下行必須同時停電檢修，事故狀況下停電范圍大，行車組織和列車運行交路須做相應(yīng)的變化。

接觸網(wǎng)線材每隔一定長度需設(shè)置錨段關(guān)節(jié)下錨以保持線材張力的恒定。高架段接觸網(wǎng)線材較多，上下行各7 條線，其中有2 條承力索、2 條接觸線、2 條輔助饋線（預(yù)留安裝空間）和1 條架空地線。如果采用單支柱雙肩挑的懸掛方式，下錨跨數(shù)是上下行獨立懸掛時的2 倍，過長距離的下錨裝置和下錨拉線等布置復(fù)雜、凌亂，影響高架橋的美觀。

支柱設(shè)于線路中間，在雷雨天氣人員通過線路中間的疏散平臺時，存在一定的安全隱患。

道岔、交叉渡線等特殊區(qū)段過渡方案復(fù)雜，如圖3 所示，該區(qū)段支柱必須設(shè)置于線路兩側(cè)，那么全線支柱布置方式不統(tǒng)一，反而造成局部景觀效果差。而且架空地線、輔助饋線跨越接觸線，在一定程度上增加了接觸網(wǎng)的復(fù)雜性和施工難度。

圖3 特殊區(qū)段接觸網(wǎng)布置方案示意圖

采用兩側(cè)立柱時，支柱容量一般不大于10 t·m，轉(zhuǎn)換柱容量最大約為15 t·m，支柱外徑350 mm。采用中間合架立柱方案時，左右線接觸網(wǎng)線材均懸掛于一根支柱上，相比較兩側(cè)立柱方式而言，支柱懸掛線材增加1 倍，支柱容量相應(yīng)加大，對橋梁載荷要求提高。經(jīng)過計算，最大支柱容量約為17 t·m（小曲線半徑外側(cè)）。

2.3 支柱中間獨立懸掛方案

如果支柱在線路中間獨立設(shè)置，如圖4 所示。該方案上下行接觸網(wǎng)機械電氣獨立，支柱采用單肩挑懸掛方式，支柱容量小，外形相對美觀。

圖4 接觸網(wǎng)中間獨立懸掛方案示意圖

與中間合架方案同樣存在安全隱患及運營搶修問題，導(dǎo)線與支柱相對于兩側(cè)獨立懸掛方案沒有數(shù)量的區(qū)別，且主要影響高架區(qū)間美觀的接觸網(wǎng)線材，還是位于線路上方，并沒有發(fā)生根本性的變化。根據(jù)現(xiàn)有補償下錨空間要求，下錨支柱必須錯開布置，因此下錨跨度增大，高架橋局部美觀性較差。

3 3 種方案對比分析

縱觀國內(nèi)城軌接觸網(wǎng)的運營維護模式，在正常情況下，接觸網(wǎng)采用垂直天窗進行維護，即一般情況下左右線皆停電進行檢修，而在發(fā)生事故以及需要大修，例如廣州地鐵1 號線的柔改剛工程、深圳地鐵1 號線的斷線事故以及南京地鐵弓網(wǎng)事故下，接觸網(wǎng)必須保證旅客及時疏散或者正常運輸，這時候就需要采用“V”形天窗的搶修維護或者運行。在V 形天窗的檢修模式下，左右線的接觸網(wǎng)必須要保證維護人員的安全，即接觸網(wǎng)的設(shè)計要滿足不帶電側(cè)接觸網(wǎng)對帶電側(cè)接觸網(wǎng)的最小安全距離要求。

由于接觸網(wǎng)無備用，其安全可靠性成為設(shè)計重點。參考《電業(yè)安全工作規(guī)程》（DL409-91）中對交流10 kV 及以下臨近帶電電力線路工作的安全距離要求，在接觸網(wǎng)一行停電另一行檢修的情況下，檢修人員以及所攜帶工具、材料等對帶電體的安全距離應(yīng)大于1 m。

參考EN50122-1 標準的規(guī)定，在DC 1 500 V接觸網(wǎng)中，人員站立面可接近接觸網(wǎng)帶電部件的限界要求為：人員應(yīng)該距離帶電體的水平距離要大于1.5 m，高度應(yīng)大于2.75 m。這個要求只是對熟練技術(shù)工人的要求，對于新網(wǎng)工來說，其水平距離應(yīng)大于2.25 m，垂直高度應(yīng)大于3.5 m。

結(jié)合國內(nèi)的檢修運營經(jīng)驗，為了安全起見，接觸網(wǎng)專業(yè)借鑒 EN50122-1 的規(guī)定，困難情況下?lián)屝薨踩嚯x應(yīng)不小于1.5 m。

從接觸網(wǎng)本身的投資情況來看，線路兩側(cè)設(shè)置支柱比中間設(shè)置支柱增加工程投資約25 萬元/正線公里。線路兩側(cè)設(shè)置支柱與支柱中間獨立懸掛方案工程投資相當。

縱比干線鐵路電氣化接觸網(wǎng)，干線鐵路動輒幾百公里，支柱的投資遠比城軌接觸網(wǎng)所占的比重要大，但是考慮到供電的靈活性以及V 形天窗檢修、事故搶修的需要，接觸網(wǎng)支柱仍然設(shè)置在線路兩側(cè)，這說明在安全方面的投入，遠比工程投資的意義要大，而且城軌接觸網(wǎng)支柱減少的費用在接觸網(wǎng)投資中僅占很小的比例，比發(fā)生事故以后的機會成本以及社會影響的重要程度要小得多。接觸網(wǎng)的高架支柱一般都是用吊車進行調(diào)整及安裝的，支柱放在兩側(cè)比放在中間容易施工調(diào)整。

從3 個方案的示意圖中可以看出，支柱中間獨立懸掛的方案，橋梁專業(yè)需要對上部結(jié)構(gòu)進行加寬，具體加寬寬度及經(jīng)濟技術(shù)比較，由于涉及橋梁專業(yè)知識，在此不做敘述。中間獨立懸掛方案相對于線路兩側(cè)設(shè)置方案沒有節(jié)約投資，相對于雙肩挑方案景觀效果較差，而且還對橋梁以及線路設(shè)計提出了一定的要求，故在國內(nèi)并無運用案例。

4 結(jié)束語

綜上所述，支柱中間獨立懸掛方案，對運營搶修存在影響，且國內(nèi)沒有成熟的施工、運營經(jīng)驗工程，六號線機場段在2013 年底開通，為2014 青奧會服務(wù)，工期只有不到3 年的時間，對接觸網(wǎng)的設(shè)計、施工都提出了較高的要求，因此最好能借鑒國內(nèi)類似工程的成功經(jīng)驗；接觸網(wǎng)支柱布置于線路兩側(cè)方案，能夠良好保證接觸網(wǎng)的功能要求，運營維護安全方便，只是景觀效果稍差；根據(jù)南京地鐵6號線機場段的工程條件，結(jié)合接觸網(wǎng)設(shè)計的關(guān)鍵點，從安全可靠性、供電的靈活性以及工程實施方面等多方面綜合考慮，推薦接觸網(wǎng)支柱設(shè)置于線路兩側(cè)，上下行接觸網(wǎng)獨立懸掛的安裝方案。

[1] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學出版社，2003.

[2] 張道俊，張韜.接觸網(wǎng)運營維修與管理[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[3] Kie?ling, Puschmann, Schmieder.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].中鐵電氣化局集團譯.北京：中國電力出版社，2004.