王劉輝

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢430000）

1 U梁結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

U梁采用薄壁槽口結(jié)構(gòu)形式，列車直接行駛于U型槽口內(nèi)，兩側(cè)翼緣板可有效遮蔽輪軌作用部位，大大降低列車行駛時(shí)產(chǎn)生的噪聲污染。同時(shí)，接觸網(wǎng)支柱立于U梁兩側(cè)翼緣板上，可有效解決傳統(tǒng)箱梁在接觸網(wǎng)支柱處“背書(shū)包”景觀問(wèn)題，使U梁整體更簡(jiǎn)潔美觀，滿足不斷提高的城市景觀及環(huán)境保護(hù)需求。

2 U梁接觸網(wǎng)支柱安裝條件

與傳統(tǒng)的箱梁相比，U梁翼緣板采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全線寬度統(tǒng)一，不存在梁體局部拓寬條件。設(shè)計(jì)中，接觸網(wǎng)專業(yè)向橋梁專業(yè)明確支柱預(yù)留位置及預(yù)埋要求，橋梁專業(yè)依據(jù)預(yù)埋要求，預(yù)留接觸網(wǎng)支柱及下錨安裝條件（見(jiàn)圖1）。

圖1 U梁翼緣板接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)安裝條件

3 單墜坨棘輪補(bǔ)償下錨在U梁設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

對(duì)于柔性接觸網(wǎng)，城市軌道交通一般采用全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈型懸掛（2×JT150+2×CTA120），承力索、接觸線的額定工作張力分別為12kN/根。受支柱容量限制，承力索、接觸線分開(kāi)下錨。接觸網(wǎng)下錨一般采用技術(shù)成熟且安全可靠的棘輪+墜砣補(bǔ)償下錨方案。棘輪傳動(dòng)比為1∶3，下錨墜坨為鐵墜鉈，單片質(zhì)量25kg，厚 31mm，標(biāo)直徑φ388mm。

U梁翼緣板至軌面高差一般為1050mm，U粱接觸網(wǎng)最大錨段長(zhǎng)度一般按1300m設(shè)計(jì)。由公式ΔL=LαΔt可得接觸網(wǎng)錨段最大補(bǔ)償行程（式中，Δt為溫差；L為中心錨結(jié)至補(bǔ)償端錨段長(zhǎng)度；α為線脹系數(shù)）。

正線柔性接觸網(wǎng)接觸線掛網(wǎng)高度一般為4600mm。接觸網(wǎng)接觸線下錨支按最大抬升量500mm考慮，即下錨支距軌面5100m，補(bǔ)償繩線夾及回頭長(zhǎng)度按320mm考慮，墜鉈桿選用CJL46，長(zhǎng)約1125mm，則翼緣板上下錨支柱所能提供的最大補(bǔ)償行程（不考慮墜坨串頂端至棘輪距離a及墜坨串底端至基礎(chǔ)面的距離b）ΔL為2605mm（見(jiàn)圖2）。通過(guò)計(jì)算，1300m全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈型懸掛接觸網(wǎng)墜坨補(bǔ)償行程需2619mm＞2605mm。固采用傳統(tǒng)單墜坨補(bǔ)償下錨無(wú)法滿足墜坨補(bǔ)償行程需要，且此時(shí)均未考慮a值和b值，在設(shè)計(jì)中是不允許的[1]。

圖2 U梁正制動(dòng)單墜坨與反制動(dòng)雙墜坨補(bǔ)償下錨對(duì)比示意圖

4 U梁接觸網(wǎng)下錨解決方案

針對(duì)傳統(tǒng)單墜坨補(bǔ)償下錨在U梁設(shè)計(jì)中存在的補(bǔ)償行程不足問(wèn)題，可從改變補(bǔ)償方案及優(yōu)化墜坨結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等幾個(gè)方向入手。

恒張力彈簧補(bǔ)償器在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)一直有應(yīng)用，但恒張力彈簧補(bǔ)償器存在無(wú)法有效控制新線初伸、補(bǔ)償觀測(cè)不直觀且可靠性有待進(jìn)一步驗(yàn)證等問(wèn)題使得其很難在運(yùn)營(yíng)中被采用，因此，不做替代考慮。

若將墜坨材質(zhì)由鑄鐵調(diào)整為鉛等重金屬材料，可有效壓縮墜坨串厚度，但因重金屬污染及新材料新磨具研制開(kāi)發(fā)周期等問(wèn)題，亦很難大面積推廣應(yīng)用。

另外，通過(guò)加大墜坨串直徑，亦可增加單片墜坨質(zhì)量。但U梁翼緣板設(shè)備安裝空間緊張，加大直徑后的墜坨串將壓縮聲屏障安裝空間，導(dǎo)致聲屏障安裝困難，直接影響聲屏障的隔音降噪效果。

5 反制動(dòng)雙墜坨棘輪補(bǔ)償下錨在U梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

接觸網(wǎng)接觸線補(bǔ)償下錨采用棘輪為2.4t的棘輪裝置，工作荷載為24kN，棘輪傳動(dòng)比為1∶3，所需墜砣為8×1.1/0.25≈36塊，墜坨串總厚度為36×31=1116mm。采用并列雙墜砣桿形式，所用墜砣串厚度為：1116/2=558mm，同時(shí)考慮每個(gè)墜砣之間間距1 mm，墜砣厚度按大公差+0.5mm計(jì)算，墜砣串最大總厚度p為：p=558+17×（1+0.5）=613.5mm≈614mm。

U梁上反制動(dòng)雙墜坨補(bǔ)償下錨安裝圖中b值按200mm考慮，接觸網(wǎng)接觸線下錨支按最不利條件時(shí)最小抬升300mm考慮。則下錨柱所能提供的最大補(bǔ)償行程ΔL=4900-1050-614-320-200=2716mm＞2619mm，滿足補(bǔ)償繩補(bǔ)償下錨行程需要。

通過(guò)以上分析，將傳統(tǒng)正制動(dòng)單墜坨串結(jié)構(gòu)形式調(diào)整為反制動(dòng)+分列并排雙墜坨形式可大大降低墜坨串厚度，有效解決墜坨串在U梁翼緣板上補(bǔ)償行程不足問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

反制動(dòng)雙墜坨補(bǔ)償下錨裝置在U梁設(shè)計(jì)中具有重要意義，可以有效解決傳統(tǒng)棘輪補(bǔ)償下錨裝置存在的補(bǔ)償行程不足問(wèn)題，便于U梁在城市軌道交通領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，改善城軌高架線城市景觀效果。