跨座式軌道交通匯流排深加工技術及檢驗標準

王 薇

0 引言

在城市軌道交通領域中，單軌跨座式軌道交通接觸網系統不同于傳統輪軌交通所采用的第三軌或架空式剛性接觸網受流系統。在單軌跨座式軌道交通中，列車是在軌道梁上行駛的，其所需的動力就是由安裝在軌道梁兩側的剛性接觸網受流系統供給。匯流排是剛性接觸網受流系統的主要載流導體，而且其又對接觸線起著支持固定的作用。在該系統中，匯流排與接觸線夾持固定后，通過支撐絕緣子安裝在軌道梁的兩側，形成“正極”與“負極”供電回路的受流系統。

1 匯流排深加工技術

匯流排除了典型結構形式外（圖1），根據其使用功能，又分：錨段關節處用匯流排、與分段絕緣器連接用匯流排、道岔處用匯流排等形式，而這些結構的匯流排均是通過對典型結構的匯流排進行深加工所獲得。

圖1 匯流排典型結構形式圖

1.1 錨段關節處用匯流排

單軌跨座式軌道交通接觸網錨段關節的作用是對匯流排進行熱脹冷縮的補償。為實現該功能，應對錨段關節處的匯流排進行端部預彎曲、伸縮補償部分的切削加工、擋板焊接等工藝處理（圖2），然后在保持一定間隙的狀態下重疊布置，形成錨段關節。

圖2 錨段關節處用匯流排結構圖

（1）匯流排端部預彎曲。對匯流排端部進行預彎曲處理的作用是為了在機車集電靴通過錨段關節時能夠平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產生碰闖等現象。其加工工藝應采用專用的預彎加工設備。預彎曲部分的匯流排在軸線方向應形成圓弧曲線，彎曲起始點（直線與圓弧的交界點）距匯流排端部900 mm，匯流排端部彎曲翹起高度為12 mm。

（2）匯流排伸縮補償部分的切削加工。對匯流排伸縮補償部分進行切削加工的作用是使匯流排在伸縮補償時能夠有足夠的自由伸縮空間、避免卡滯現象。其切削加工范圍為距匯流排端部2 700 mm，該距離保證錨段關節處用匯流排在安裝后的自由伸縮補償范圍不小于400 mm。

（3）擋板焊接。在錨段關節處用匯流排上距彎曲端的端部1000 mm 處設置擋板，其作用是保證錨段關節處匯流排及接觸線在正確的安裝位置處。擋板的材質與匯流排的材質相同，與匯流排之間采用焊接連接。

1.2 與分段絕緣器連接處用匯流排

單軌跨座式軌道交通接觸網分段絕緣器處的安裝形式見圖3，安裝中，與分段絕緣器相連接處匯流排端部的結構應能起到機車集電靴通過該處時平滑過渡、避免與分段絕緣器產生碰闖的作用，為此，應對分段絕緣器連接處用的匯流排進行端部預彎曲、與分段絕緣器本體連接部位的切削加工等工藝處理。

圖3 單軌跨座式軌道交通接觸網分段絕緣器安裝圖

（1）匯流排端部預彎曲。預彎曲部分的匯流排在軸線方向應形成圓弧曲線，采用專用的預彎加工設備進行，彎曲起始點（直線與圓弧的交界點）距匯流排端部100 mm，匯流排端部彎曲翹起高度為23 mm。

（2）匯流排端部切削加工。為與分段絕緣器良好的連接，應對匯流排與分段絕緣器本體連接部位進行切削加工處理，切削加工范圍為距匯流排端部200 mm 范圍內的夾持接觸線的燕尾槽部分（圖4）。

圖4 與分段絕緣器連接處用匯流排結構圖

1.3 道岔處用匯流排

單軌跨座式軌道交通的道岔系統是由若干個能夠按照一定軌跡運動的軌道梁（道岔梁）所組成，各道岔梁之間銜接處匯流排的結構應能適應道岔梁在各轉轍工位狀態下均能正常工作，滿足機車集電靴在通過道岔梁時能夠平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產生碰闖等要求。為實現該功能要求，應對道岔處用匯流排進行端部預彎曲、匯流排重疊部分的切削加工等工藝處理（圖5）。

（1）匯流排端部預彎曲。預彎曲部分的匯流排在軸線方向應形成圓弧曲線，采用專用的預彎加工設備進行，彎曲起始點（直線與圓弧的交界點）距匯流排端部的距離及匯流排端部彎曲翹起高度均應由道岔的結構形式及轉轍角度決定，應采用對號入座的加工方式，以保證各種結構形式道岔處用的匯流排均能滿足機車正常運行的要求，即：機車集電靴在通過各種結構形式的道岔梁時均能平滑過渡、避免與在匯流排上安裝的接觸線產生碰闖。

（2）匯流排端部切削加工。為了使各道岔梁之間匯流排能夠良好地銜接，應在各道岔梁的匯流排相互重疊銜接處進行一定范圍的切削加工處理，其切削加工范圍為距匯流排端部550 mm。

圖5 道岔處用匯流排結構圖

2 單軌跨座式軌道交通匯流排檢驗標準

2.1 撓度試驗

2.1.1 試樣要求

10 m 整體夾持T 形匯流排2 根，中間用專用鉚栓連接成20 m 的整體，并且匯流排上安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.1.2 試驗安裝要求

支持間隔為3 m，L 形連接板位置如圖6 所示，匯流排的安裝方向為水平方向。

圖6 整體夾持式T 形匯流排撓度試驗安裝圖

2.1.3 試驗載荷要求

F1：模擬受電裝置對匯流排施加的推壓力，推壓力為137 N；

F2：模擬接觸線安裝部分施加的垂直載荷，載荷為137 N；

F3：模擬操作者體重載荷，載荷為833 N。

2.1.4 加載位置

各種載荷的位置均在支持間隔的中央。

2.1.5 試驗項目

（1）在F1、F2、F3分別單獨作用下，匯流排產生的撓度及應變見表1。

表1 匯流排撓度試驗數據表

2.2 振動試驗

2.2.1 試樣要求

試樣1：長度為4 m 的匯流排1 只；

試樣2：長度為2 m 的匯流排2 只，中間用L形連接板及鉚栓連接成4 m 的匯流排1 只。

試樣1 和試樣2 均安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.2.2 試驗安裝要求

（1）安裝方向：水平方向（與現場安裝狀態相同）。

（2）支撐間隔：2.85 m。

（3）加振點：支撐間中央。

（4）振動方向：上下方向及水平方向（圖7）。

（5）振動頻率：3～5 Hz。

（6）振幅：±1 mm。

（7）振動次數：107 次。

圖7 整體夾持式T 形匯流排振動試驗安裝圖

2.2.3 試驗項目及標準

（1）試樣1：表面狀況檢測無裂紋及破損跡象；

（2）試樣2：振動前后每米直流電阻無顯著變化。

2.3 電氣性能試驗

2.3.1 試樣要求

（1）試樣1：中間有接頭的5 m 試樣1 只（2.5 m 長的整體夾持式T 形匯流排2 只，用L形連接板及鉚栓連接成5 m 的匯流排）。

（2）試樣2：中間無接頭的5 m 長整體夾持式T 形匯流排1 只。

試樣1 及試樣2 均安裝110 mm2梯形截面的接觸線。

2.3.2 試驗安裝條件

中間無接點的匯流排升溫測試方法與有接頭的一致。

2.3.3 試驗條件

通電電流分別為2 200 A 和3 000 A，通電時間為3 600 s（1 h）。

2.3.4 試驗項目及標準

（1）分別測量一般部位及連接部位溫度上升情況（圖8）。

（2）在電流為2 200 A，基準環境溫度40℃時，最高溫度上升≤50℃。

2.4 材料特性試驗

試驗項目及標準：拉強度≥205 MPa，屈服強度≥160 MPa，伸長率≥10%，電阻率≤0.032 53 ?mm2/m。

圖8 整體夾持式T 形匯流排電氣性能試驗安裝圖

3 結語

由于跨座式軌道交通接觸網系統的獨特性，其接觸網匯流排等零部件深加工技術將隨著在城市軌道交通工程中的推廣應用而得到更多的創新發展。