[摘 要] 分析了既有铁路时速200公里客货共线改造工程接触网竣工后不同速度试验检测车的热滑动态数据,对接触网不同速度下缺陷存在的规律进行了研判,探讨了相应的缺陷整改措施,就如何改进工艺、减少缺陷、提高时速200公里客货共线改造工程接触网施工的一次性成功率提出了展望。
[关键词] 时速200公里客货共线 接触网 热滑动态数据 分析 改进 展望
1 概 述
铁路速度的发展经历了从蒸汽时代、内燃时代到电气时代的过程,提速离不开电气化铁路。影响列车运行速度的主要因素除线路曲线半径、无缝钢轨、牵引机车、列车车辆等外,接触网与电力牵引机车之间的动态弓网关系也是影响列车运行速度的重要因素。如何提高接触网的稳定性、平滑度,减少接触网硬点、火花、碰弓、脱弓,消除接触网事故及行车事故隐患,延长接触网使用寿命,减少接触网维护工作量,降低接触网维护成
本,是铁路提速中必须解决的问题。本文试对时速200km客货共线改造工程接触网竣工后不同速度试验检测车的热滑动态数据,通过比较分析法,从定量到定质进行分析研究,做出步步研判,为给以后200km/h接触网施工克服缺点提供参考依据,提出一些不成熟的看法,供同行参考。
2 接触网热滑动态数据分析
200km/h客货共线铁路,接触网工程竣工后,除做冷滑试验检测外,还必须做热滑试验检测,合格后方能正常运行。
所谓冷滑试验检测,即接触网在竣工后送电开通前用接触网专用试验检测车在接触网不带电情况下对接触网质量状况进行检测,以找出事故隐患和质量缺陷进行克服,保证安全运行。所谓热滑试验检测,即接触网在送电开通后以开通速度用接触网专用试验检测车在接触网带电情况下对接触网质量状况进行检测,以找出事故隐患和质量缺陷进行克服,保证安全运行。
接触网从设计规范、施工规范到验标讲的都是静态参数、静态数据,而列车实际运行时接触网与电力牵引机车之间的弓网关系实际上是一种动态关系,接触网允许列车运行速度不仅与接触网的硬点、坡度、相邻吊弦点的导高差、悬挂点导高误差、接触导线及承力索张力、拉出值等有直接关系,还与受电弓抬升力、水平及垂直冲击加速度、受电弓上下晃动量及左右摆动量、弓网动态接触压力、电力牵引机车的震动、铁路线路钢轨和路基的稳定性及坡度等有密切的关系。下面对某200km/h客货共线铁路热滑动态试验检测数据进行介绍并分析。
2.1 180km/h动态检测与200km/h动态检测数据缺陷数量对照分析
动态检测前提条件:接触网静态数据相同。X年X月X日180km/h动态检测与X年X月X日200km/h动态检测数据对照,见表1。
上表中,垂直冲击加速度和水平冲击加速度在实际检测时分为三级:一级为30G以下;二级为30~50G;三级为50G以上。垂直冲击加速度和水平冲击加速度较大的地方,称为“硬点”,其等级越高,越会慢性损坏受电弓和接触网,引起弓网事故。“硬点”是一个相对的概念,是相对于导线平滑度而言,也是相对列车运行速度而言,不同列车运行速度下硬点的数量和等级程度是变化的。
分析结论:
(1)总体数量上比较
在接触网静态数据相同的情况下,速度越高接触网硬点(垂直冲击加速度和水平冲击加速度在同一等级的数量上呈增长趋势,原来施工工艺部分已不适应高速运行的要求,由静态观念转动态观念意识要加强。
(2)个性数量上比较
在接触网静态数据相同的情况下,速度越高接触网缺陷会升级,由1级变2级,2级变3级,对坡度要求更高。
2.2 200km/h动态检测数据中缺陷出现部位概率分析(表2)
分析结论:
根据主要缺点总量及出现部位概率,看出:在中间柱区域出现缺陷所占比例较大,但易出现硬点的地方则是锚段关节中心柱、转换柱、道岔柱等
部位。
2.3 动态弓网关系综合分析
对200km/h实验检测车垂直冲击加速度3级、水平冲击加速度3级、悬挂点接触线抬升量大于150mm进行不同时速对比,并在现场进行有针对性的查找、比对,易出现缺陷有如下情况:
⑴导线坡度(悬挂点处,吊弦处):吊弦的制作、安装存在误差,导线悬挂有波浪曲线造成受电弓在高速惯性状态下形成冲击。尤其是相邻悬挂点和吊弦点“∨”、“∧”形悬挂,既是硬点产生的地方,也是瞬间脱弓和火花(拉弧、燃弧)产生的地方,也是悬挂点接触线抬升量大于150mm的地方。
⑵导线垂直硬弯或漫弯:竖直方向易形成受电弓高速惯性冲击。
⑶导线水平硬弯或漫弯:水平方向易形成受电弓高速惯性冲击。
⑷导线面隐性不正或扭面时:当受电弓通过时,在导线抬升情况下,线夹偏斜,产生硬点或打伤、打坏受电弓。
⑸在设计导高变坡处:隧道口、有上跨桥净空影响处,相邻悬挂点和吊弦点导高和坡度调整过渡不够,顾此失彼。
⑹定位器:坡度小或限位间隙小,在受电弓抬升作用下形成硬点。
⑺中锚处:安装不平正、过低使受电弓在高速惯性状态下形成冲击;中心锚结绳弛度过大,与导线夹角偏小,中锚线夹处高度高于或低于相邻吊弦高度,在受电弓抬升作用下,碰弓或形成硬点。
⑻电连接:安装不平正、过低使受电弓在高速惯性状态下形成冲击;电连接安装位置在两吊弦中间或安装于定位点于第一吊弦间,集中质量在高速状态下形成硬点。
⑼锚段关节:四跨锚段关节中心柱处两导线不等高或抬高量不符合规范要求;五跨锚段关节两线的转换点不在跨中,受电弓通过时产生冲击力,形成硬点。
⑽道岔定位处:由于线岔始触区存在线夹或正线线岔调整不符合RE200C技术标准,形成硬点。
⑾线路问题:是否达到时速200km/h验收标准或是否适应时速200km/h要求(线路标高、稳定性、坡度、平顺度、整体状态)。
⑿电力牵引机车的震动、受电弓的震动、摆动、抬升力等。
⒀接触网整体弹性及不同速度下的动态波动传播速度如何,需作动态模拟研究试验,才能做具体分析。
2.4 接触网缺陷克服措施
根据上述分析结论,对接触网限位定位器坡度、线夹紧固力矩、防松垫片、接触网坡度、电连接、道岔始触区、导线硬弯等进行全面整治,整治
方案见表3。
经过上述整治,大部分缺陷被克服,效果良好。
2.5 展望
既有接触网施工工艺工法仅适用于低速,对高速只能说部分适用,高速电气化铁路在工艺标准上只能说更高,更严,更精确;急需引进动态接触网工艺观念,在线路达标基础上,从设计、施工两方面进行弹性质量、受电弓取流等方面动态参数的理论、实践分析,以期给高速铁路电气化建设提供更多的理论指导,争取新建高速铁路各项施工同时一次到位,使高速电气化铁路建设达到更高的水平。
3 结束语
目前,接触网施工过程中从设计图纸、施工规范到验收标准所要求的都是接触网静态参数的控制,而事实上列车运行过程中线路(钢轨、路基、道
渣、轨枕)、桥梁、隧道、机车、车辆、受电弓都在震动或发生坡变,接触网在不同列车运行速度下也以不同的传导波在震动,接触网弓网关系是一个综合性的动态系统工程。针对时速200km/h接触网检测手段还不够完善,致使接触网大量隐性缺点没有及时进行调整(既有低速运行状态下不明显,速度越高越明显)的情况,应加强高速铁路电气化动态检测手段的建设。 |
