蘇光輝

0 引言

接觸網(wǎng)工程在施工安裝后期會(huì)對(duì)個(gè)別懸掛點(diǎn)的拉出值進(jìn)行調(diào)整，以滿(mǎn)足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)階段，往往大部分接觸網(wǎng)零部件和材料都已經(jīng)安裝到位，因此更精確的獲得個(gè)別點(diǎn)的調(diào)整量，以將對(duì)相鄰跨距的懸掛狀態(tài)的不利影響降到最低，并節(jié)省調(diào)整時(shí)間和調(diào)整工作量是個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的工程問(wèn)題。

另外，由于接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，拉出值的變化必將引起定位器受力狀態(tài)的改變，進(jìn)而又與接觸線(xiàn)高度（下稱(chēng)導(dǎo)高）、限位間隙等一系列關(guān)鍵參數(shù)聯(lián)系起來(lái)。本文針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能采用的不同拉出值調(diào)整方案，結(jié)合案例對(duì)各方案下導(dǎo)高的變化值進(jìn)行計(jì)算，為工程實(shí)踐提供參考。

1 拉出值的調(diào)整方案

在實(shí)際工程中拉出值的調(diào)整可以靠調(diào)節(jié)定位器支座、定位環(huán)以及下腕臂底座來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體的措施可以是單一措施調(diào)整，也可以是多個(gè)措施的組合。由于調(diào)整下腕臂底座比較困難且調(diào)整量較小，一般不予采用。下文將以增大拉出值為例展開(kāi)說(shuō)明。增大拉出值可以采用以下3種方案，見(jiàn)圖1。方案1（圖1 a）：遠(yuǎn)線(xiàn)路中心方向調(diào)整定位器支座位置。

圖1 拉出值調(diào)整方案圖

方案2（圖1 b）：遠(yuǎn)線(xiàn)路中心方向調(diào)整定位器支座位置，同時(shí)向下調(diào)整定位環(huán)。

方案3（圖1 c）：遠(yuǎn)線(xiàn)路中心方向調(diào)整定位器支座位置，同時(shí)向上調(diào)整定位環(huán)。

2 定位器的受力分析

定位器同時(shí)受到接觸線(xiàn)傳遞的水平拉力及其垂直分力，其受力狀態(tài)如圖2所示。

在不考慮氣象因素的情況下，水平力是因?yàn)榻佑|線(xiàn)設(shè)置了拉出值或線(xiàn)路是曲線(xiàn)引起的，也就是接觸線(xiàn)張力的徑向分量；垂直力主要是因?yàn)榻佑|線(xiàn)的重力及其張力的垂直分量引起的。由于定位器與定位器支座是鉸接形式，定位器在這兩種力的作用下穩(wěn)定后會(huì)保持力學(xué)平衡，形成了穩(wěn)定后的接觸線(xiàn)高度以及定位器的初始安裝坡度。

圖2 定位器受力分析圖

為了便于分析，以下將以連續(xù)2跨3根支柱的接觸懸掛為例（圖3），取2#支柱作為研究對(duì)象。

圖3 2跨3根支柱接觸懸掛示意圖

接觸網(wǎng)參數(shù)如表1。

表1 接觸網(wǎng)參數(shù)表

由表 1參數(shù)可以求得 2#支柱定位器線(xiàn)夾處的受力（圖4）情況如下：

水平力Fu1= 0.2×3000×4 / 50 = 48 kg

垂直力Fv1= 0.75+1.35×5 = 7.5 kg

對(duì)應(yīng)的定位器角度a1=atan(7.5/48)=8.88°

圖4 2#支柱定位器線(xiàn)夾處受力示意圖

若2#支柱的拉出值增大50 mm，則引起的水平力增量ΔFu= 0.05×3000×2 / 50 = 6 kg，此時(shí)：

水平力 Fu2= Fu1+ Δfu= 48 + 6 = 54 kg

垂直力Fv2= Fv1= 7.5 kg

上述討論中，接觸線(xiàn)高度的變化必將伴隨懸掛點(diǎn)處接觸線(xiàn)垂直力的變化，但由于拉出值的調(diào)整數(shù)值一般不大，因此導(dǎo)高變化引起的垂直力變化量很小，計(jì)算時(shí)可忽略。

對(duì)應(yīng)的定位器角度約a2=atan(7.5/54)=7.907°。兩者的角度差為0.973°，在定位器長(zhǎng)度為1150 mm的情況下，垂直高度差h為19.97 mm，即在拉出值增大50 mm的情況下，會(huì)引起將近19.97 mm的垂直變化量，但是該變化量在定位器再平衡后，并不會(huì)完全引起接觸線(xiàn)的導(dǎo)高也會(huì)變化同樣大小，接觸線(xiàn)導(dǎo)高的變化量還須考慮定位器掛鉤處的高度變化對(duì)定位器平衡后角度的影響。

3 不同方案下的接觸線(xiàn)高度變化量

本小節(jié)將基于第2小節(jié)的計(jì)算結(jié)果，同時(shí)假設(shè)斜腕臂管的斜角為32°和定位管的傾角為3°（仰角）情況下，對(duì)3種不同調(diào)整方案下的導(dǎo)高變化值進(jìn)行計(jì)算。

（1）方案1的導(dǎo)高變化。當(dāng)定位器支座移動(dòng)50 mm 后，定位器掛環(huán)中心的高度下降 50sin3°=2.6 mm，因此在上述假設(shè)條件下，若拉出值加大50 mm，導(dǎo)線(xiàn)高度將會(huì)抬高，抬高量為19.97 - 2.6= 17.37 mm。

（2）方案2的導(dǎo)高變化。假設(shè)定位環(huán)向下移動(dòng) 40 mm，將引起拉出值增加 40cos32° =33.92 mm，定位器掛環(huán)中心的高度下降40sin32° =21.2 mm。

因此定位器支座還需要移動(dòng)約 50 - 33.92 =16.08 mm以保證拉出值的調(diào)整值達(dá)到50 mm。該變化引起定位器掛環(huán)中心的高度下降量為16.08sin3° = 0.84 mm。

綜合以上結(jié)果，定位環(huán)和定位器支座按照上面數(shù)值調(diào)整后，會(huì)引起定位器掛環(huán)中心的高度總共下降0.84 + 21.2 = 22.04 mm，這時(shí)導(dǎo)線(xiàn)高度將會(huì)在原基礎(chǔ)上降低，降低值為22.04 - 19.97 = 2.07 mm。

（3）方案3的導(dǎo)高變化。假設(shè)定位環(huán)向上移動(dòng)30 m，將引起拉出值減小30cos32° = 25.44 m，定位器掛環(huán)中心的高度上升30sin32° = 15.9 mm。

因此定位器支座還需要移動(dòng)約 50 + 25.44 =75.44 mm以保證拉出值的調(diào)整值達(dá)到50 mm。這種變化引起定位器掛環(huán)中心的高度下降量為75.44sin3° = 3.95 mm。

綜合以上結(jié)果，定位環(huán)和定位器支座按照上面的調(diào)整值調(diào)整時(shí)，會(huì)引起定位器掛環(huán)中心的高度總共上升15.9 - 3.95 = 11.95 mm，導(dǎo)線(xiàn)高度將會(huì)上升，上升值為11.95+19.97 = 31.92 mm。

4 結(jié)論

通過(guò)上文分析可以得出如下結(jié)論：?jiǎn)渭儚睦鲋底兇蠡蜃冃〔⒉荒軠?zhǔn)確判斷導(dǎo)高是變高或者變低，拉出值的變化對(duì)導(dǎo)高的最終影響結(jié)果要結(jié)合具體的調(diào)整方案來(lái)分析，并需綜合考慮各個(gè)相關(guān)部件的位置變化對(duì)最終結(jié)果的影響。

本文僅以比較簡(jiǎn)單的直線(xiàn)接觸網(wǎng)為例進(jìn)行了說(shuō)明，曲線(xiàn)段可以參照本文的方法進(jìn)行分析，由于高速鐵路的接觸線(xiàn)張力比較大，外軌超高也往往超過(guò)了150 mm，因此對(duì)于外軌超高引起的張力垂直分量已經(jīng)比較客觀，必須在計(jì)算中要加以考慮，這些張力分量需要重點(diǎn)關(guān)注的地方還有縱曲線(xiàn)變坡區(qū)段。