文/王小坤

1 前言

隨著國內外電氣化鐵路的快速發(fā)展，速度的不斷提高使得對弓網關系要求更加嚴格。線岔作為高速電氣化鐵路接觸網的薄弱環(huán)節(jié)，線索空間幾何參數關系和受流質量的好壞直接影響著動車組安全、平穩(wěn)通過正線和側線的進出，對高速鐵路的安全、高速運行起著舉足輕重的作用。

2 無交分線岔結構形式及工作原理

根據線岔結構形式的不同，可以將高速鐵路接觸網無交分線岔劃分為“兩支懸掛”無交分線岔和“三支懸掛”無交分線岔兩種形式。

2.1 兩種無交分線岔的區(qū)別

“兩支懸掛”無交分線岔布置時，在道岔區(qū)域側線相應的抬升20mm，使得當正線高速通過時，機車受電弓不與側線發(fā)生空間關系；由正線進入側線時，受電弓平滑自然地過渡到側線接觸懸掛中，由側線進入正線時，受電弓通過“擠壓”方式逐漸過渡到正線接觸懸掛中，始觸區(qū)是客觀存在的。側向允許通過最大速度85km/h。

“三支懸掛”無交分線岔布置時，在正線和側線之間增加一個第三輔助錨段，形成關節(jié)式過渡。基于關節(jié)式過渡的原理，當電力機車從正線高速通過時，側線位于受電弓動態(tài)包絡線之外，受電弓由正線過渡到輔助錨段接觸懸掛，通過道岔后將再次過渡到正線接觸懸掛。從側線通過原理類似于正線通過原理。側線允許通過最大速度160km/h。

針對42號高速道岔比較狹長的特點，“兩支懸掛”無交分線岔的始觸區(qū)內不得有除吊弦線夾以外的其他零部件的這一基本布置原則已無法滿足，加之始觸區(qū)的存在，極大地限制了其側向通過速度?！叭覓臁钡谌o助式無交分線岔很好的彌補了“兩支懸掛”無交分線岔的不足之處，利用第三輔助錨段形成關節(jié)式過渡，極大的提高了側向通行速度，滿足安全運營的要求。

2.2 第三輔助式無交分線岔過渡原理分析

通過平面圖及通過狀態(tài)進行第三輔助式無交分線岔過渡原理的分析，第三輔助式無交分線岔平面布置示意圖如圖1所示。

電力機車由正線高速依次經過1至5狀態(tài)：在電力機車從 1至2過程中，正線接觸線逐漸被抬高，輔助懸掛的接觸線逐漸降低，實現由正線接觸懸掛到輔助接觸懸掛之間的過渡。在電力機車由2至3過程工作支為輔助接觸懸掛，在電力機車由3至4過程輔助懸掛逐漸升高，正線接觸懸掛逐漸降低，受電弓從輔助懸掛逐步過渡到正線接觸懸掛。

在電力機車由側線高速通過時，在電力機車由1至3狀態(tài)過程同上正線高速通過過程一致，此時側線接觸懸掛位于受電弓動態(tài)包絡線之外。在電力機車由6至7過程中，側線接觸懸掛逐漸降低，受電弓在滑離輔助懸掛的同時靠近側線接觸懸掛，當滑至7過程時輔助懸掛將逐步抬高下錨，受電弓只與側線發(fā)生空間關系，實現平穩(wěn)過渡。

2.3 第三輔助式無交分線岔布置原則

第三輔助式無交分線岔的布置需要滿足如下兩條布置原則

（1）需要合理的設置過渡區(qū)的拉出值和導高，并分析通過道岔理論中心后等高點位置的弓網安全關系，保證受電弓正線高速通過時不與側線接觸懸掛發(fā)生關系；受電弓側線高速通過時不與正線接觸懸掛發(fā)生關系。

（2）根據高速電氣化鐵路設計規(guī)范:“受電弓的最大擺動量為250mm，最大抬升量150mm”。則受電弓活動范圍L滿足式于（1）。

在過渡狀態(tài)通過線岔的時候始觸區(qū)范圍L1的需要滿足式（2）的要求。

根據式（1）和式（2）以及42號第三輔助式無交分線岔布置要求，則在圖1中，D柱與E柱之間即過渡轉換區(qū)可得到以下結論：

（1）當正線和輔助懸掛等高點與側線和輔助懸掛等高點不在同一里程位置時，需滿足正線與側線在不等高區(qū)段其垂直投影距離相鄰線路中心距離大于L。

（2）當正線和輔助懸掛等高點與側線和輔助懸掛等高點位于同一里程位置時，則在此等高點位置時不得形成始觸區(qū)，即正線與側線垂直投影距離相鄰線路中心距離大于L1max。

（3）除道岔后過渡區(qū)外的其他接觸網平、立面布置遵循錨段關節(jié)式過渡原理，起著安全平穩(wěn)過渡到第三輔助錨段的作用。

3 受電弓過渡狀態(tài)及特點

第三輔助式無交分線岔設置的關鍵技術包括平面布置、立面布置、拉出值以及抬升量的確定等內容。第三輔助式無交分線岔每項技術指標的實現都依賴于線索空間幾何關系以及受電弓高速通過時弓網關系來確定。

3.1 過渡狀態(tài)分析

受電弓基本參數示意圖如圖2所示。

如圖2所示，任何情況下工作支導線不得超出圖2中“區(qū)1”范圍外工作。任何方向通行情況下，正線接觸懸掛與側線接觸懸掛不得形成始觸區(qū)。當相鄰支導線接觸線低于受電弓工作平面時，則該支導線垂直投影距離相鄰線路中心距離須大于1225mm。此時，在岔心附近的跨距中，正線與輔助懸掛等高點同側線與輔助懸掛等高點不在同一里程位置。其示意圖如圖3中圖II所示。

在上述情況下，需要D支柱向道岔開口方向移動，且在距離岔心距離大于15m的范圍之外安可調整實現。調整過程中將輔助懸掛作為共用工作支，其他兩支遵循一般錨段關節(jié)調整方式即可實現。

但面對圖1所示通用定位方式，要求三支接觸懸掛在過渡轉換點三支等高點位于同一里程位置，才能夠調整滿足要求。

3.2 第三輔助式無交分線岔特點

（1）引入第三輔助錨段形成關節(jié)式過渡，改善了受流質量以及側向通行能力。但同時面臨著結構復雜，調整不易等挑戰(zhàn)；

圖1：第三輔助式無交分線岔平面布置示意圖

圖2：受電弓基本參數示意圖

圖3：第三輔助式無交分線岔過渡分析示意圖

（2）從輔助錨段過渡到正線和從輔助錨段過渡到側線時是關鍵要素，要求在保證任何情況下接觸線不得滑離受電弓中心400mm的前提下三支等高點位于同一里程位置，并且在正線和側線不會形成始觸區(qū)。

（3）通過調整D支柱與E支柱處三支腕臂的對應的抬升量來促成等高點的縱向移動，調整三支對應的拉出值來滿足于線索空間幾何關系的要求。

4 施工及調整操作要點

面對施工現場復雜多變的施工環(huán)境，在進場作業(yè)區(qū)應對原始基礎數據進行精確測量并利用專業(yè)軟件進行計算。隨著施工現場里程的縱向偏差，需更多的利用專業(yè)化三維軟件進行仿真與參數優(yōu)化分析，確保一次到位。

鑒于42號第三輔助式無交分線岔“狹長”且至少存在三處三支腕臂懸掛的特點，每處三腕臂抬高值應設置為階梯狀，即限界參數越小者其對應的抬升量越高，最大程度上減少線索之間的相互穿插。在采用T型定位器后確保坡度，防止由于上拔力的作用導致線索扭面。

第三輔助式無交分線岔的核心點在于通過道岔后由輔助懸掛過渡到正線和側線過程中等高點位置的確定以及在該跨距中三支線索的空間幾何關系。為了滿足于運營要求，此等高點位置垂直投影必須位于線間距小于800mm的范圍之內，并且正線與側線不得形成始觸區(qū)。

5 結論

第三輔助無交分線岔布置方式是充分運用輔助錨段形成過渡，實現機車從正線高速通過以及進出側線等各種工作情況下的弓網受力良好，可以滿足側向通過要求更高的道岔區(qū)域。整個過程中正線過渡與進出側線方式都與相鄰接觸懸掛不發(fā)生作用，因此在過渡過程中不存在對鄰近接觸懸掛的沖擊，這樣既能保障安全性又能顯著提高側向通過速度。與此同時，此種方式至少需要三支轉換支柱進行過渡，則此種線岔布置方式至少需要150m～200m的空間位置，且每根轉換支柱均需三支腕臂，而三支腕臂的安裝及調整工作量大大的增加。另外，隨著技術的不斷成熟，此種布置方式的空間距離的因素的特點，也可做為分相關節(jié)投入運營，減少分相關節(jié)設置數量，尤其是對于兩大干線的聯絡線，采用此種布置方式不僅提高運營效率，還可以節(jié)約因為單獨設立分相而產生的成本。