車站接觸網在股道間立柱方案研究

梁 英

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司電氣化處，西安 710043)

大型鐵路客站雨棚設計中，將雨棚柱設置在線路中間，實現了站臺無結構柱的理念［1］。接觸網設計同樣需要打破以往在站臺上立軟橫跨或硬橫跨支柱的常規，以減少接觸懸掛對車站整體景觀效果的影響，股道間立柱懸掛接觸網成為目前大型鐵路客站接觸網設計的首選方案。

1 股道間立柱的影響因素

(1)是否通過超限貨物列車［2］，研究時要綜合考慮相鄰兩股道線路組合情況。

(2)線路等級，特別是鄰近股道的運營速度。列車通過速度直接影響接觸網支柱側面限界及支持結構(包括基礎)等的設計方案。

(3)相鄰線路路基高差的影響。路基的高差會影響支柱高度的統一性和接觸網支持結構安裝。

(4)股道間其他設施的干擾;如站場排水溝、電纜、客車上水栓、管道及信號機等設施的影響。(5)接觸網支持結構及零部件的選用。(6)附加導線懸掛設計。

2 股道間立柱方案研究的基本原則

(1)接觸網設計時不考慮股道的撥移。

(2)正線間盡量不設立柱。

(3)接觸網支柱側面限界要求:通過超限貨物列車的正線或站線最小限界為［Cx］=2.44 m［3］，不通行超限貨物列車的站線最小限界［Cx］=2.15 m［3］。曲線區段，按現行國家標準《標準軌距鐵路建筑限界》的規定加寬［4］。線間立柱支柱限界施工誤差按照±60 mm考慮［5］。

(4)站場內兩線間滿足線間立柱的要求時則盡量采用股道間立腕臂柱。

3 股道間立柱方案

3.1 股道的線間距與支柱類型的匹配

通過超限貨物列車最小側面限界［Cx］=2.44 m［3］，不通過超級超限列車最小側面限界［Cx］=2.15 m，相鄰股道線間距與支柱類型匹配見表1。

表1 相鄰股道線間距與支柱類型匹配［6－8］

3.2 股道間立柱的腕臂安裝設計

3.2.1 中間柱安裝

(1)單腕臂安裝方式。接觸網支持結構采用三角旋轉腕臂結構，參見圖1中Ⅰ道安裝(正、反定位)，側面限界為2.44 m時，接觸網拉出值可正常布置。

圖1 單腕臂、雙肩挑安裝示意(單位:mm)

(2)雙肩挑腕臂安裝方式。考慮雙線電氣化鐵路上下行分別停電檢修的要求，正線間不考慮立柱，雙肩挑的腕臂安裝方式適用于站線與正線間或站線間安裝。圖1中Ⅱ、3道采用雙肩挑方式懸掛接觸網。Ⅱ道2.44 m的限界接觸網拉出值可正常布置，3道由于安裝空間的限制，限界為2.15 m時正定位的拉出值a=0，反定位a=200～300 mm。

①直線區段典型中間柱安裝

圖2為股道間立柱單絕緣腕臂正、反定位安裝，滿足Cx=2.44 m及Cx=2.15 m安裝要求。零部件均可采用標準系列零件［9-10］，結構參數及主要零部件尺寸見表2。

圖3為雙重絕緣正、反定位安裝，當Cx=2.15 m時，正定位處的定位器可采用帶有特殊定位支座的定位器，該種安裝形式可滿足受電弓(上下160 mm，左右250 mm)晃動后瞬間安全距離(200 mm)要求，結構參數及主要零部件尺寸見表2。

表2 直線雙肩挑腕臂安裝結構參數及主要零部件尺寸

②曲線區段典型中間柱安裝(R-800 m)

圖2 單絕緣雙肩挑腕臂安裝(單位:mm)

圖3 雙絕緣雙肩挑腕臂安裝(單位:mm)

從圖4中可知，針對曲線半徑R=800 m情況，考慮外軌超高，非超限車通過時，最小側面限界Cx=2.205 m，只適合曲線內側安裝。曲線外側安裝時因受電弓與腕臂絕緣子間距不能滿足瞬間距離困難值160 mm要求而不能實現。超限車通過時，最小側面限界Cx=2.495 m，曲線內、外側安裝均可實現，結構參數及主要零部件尺寸見表3。

圖4 曲線區段典型中間柱安裝(R=800)(單位:mm)

表3 R=800 m雙肩挑腕臂安裝結構參數及主要零部件尺寸

不同曲線半徑，腕臂安裝要求的支柱限界(計算值)見表4。

表4 不同曲線半徑腕臂安裝要求支柱限界

3.2.2 中心錨結

在站場內一般情況下推薦采用防竄型中心錨結。采用防斷型中心錨結時，中心錨結相鄰兩柱打拉線，拉線基礎形式要綜合考慮線間是否有其他專業設施的影響。為了減少對車站整體美觀影響，建議車站內不采用防斷中心錨結。

3.2.3 全補償下錨

(1)根據股道間距確定采用下錨補償方式。普通的補償下錨墜砣直徑為360 mm、墜砣限制架的固定角鋼為90 mm，限界需增加180 mm。股道間下錨時直線、曲線(最小半徑800 m)最小可能線間距要求，見表5。

表5 股道間下錨時直線、曲線(最小半徑800 m)最小可能線間距 m

(2)若線間距不能滿足以上要求，可采用其他補償方式，如彈簧補償器或進行其他特殊設計。

(3)由于補償下錨要打拉線，影響車站景觀效果，建議平面布置設計時將補償下錨移設至咽喉區附近。

3.3 股道間支柱基礎設計

基礎設計時應盡量減小基礎垂直線路方向的尺寸，加大順線路方向的尺寸來折減載荷。減小基礎垂直線路方向的尺寸可滿足小限界安裝，也可以減弱輪軌振動對網柱基礎的影響。

(1)鉆孔樁基礎［11］

線間無信號設施、站場排水溝等設備時，H型鋼柱可采用鉆孔樁基礎(圖5)，鉆孔樁基礎直徑為700 mm，可滿足較小線間距情況下立柱的同時對兩線路的道床基底的破壞影響較小。

(2)杯口基礎(圖6)

線間無信號設施、站場排水溝時，時速160 km及以下混凝土圓桿采用直埋基礎;時速200 km混凝土圓桿采用杯口基礎。

圖5 φ700 mm鉆孔樁基礎(單位:mm)

圖6 圓桿杯基

(3)剛性基礎(圖7)

線間有排水溝時根據線間距大小設計不同基礎形式，線間距大(一般有排水溝時線間距為6.5 m)則可以改移側溝繞過基礎;改移側溝方案無法實施時可采用剛性基礎內部穿管。根據排水量的大小設管徑。穿管后的剛性基礎須采取加強措施，盡量減小垂直線路方向的尺寸。

圖7 剛性基礎

(4)大站內線間有上水栓及管道時，網桿布置時應與相關專業結合，避免上水管道與接觸網基礎沖突。

(5)設計基礎時要綜合考慮所選用的支柱類型、線間距、線間設施等。

3.4 股道間立柱附加導線懸掛設計

3.4.1 直供加回流供電方式的附加導線懸掛設計

(1)NF、Gw線柱側安裝

NF、Gw、F 線同桿合架時，NF、Gw 線懸掛采用柱側架空安裝，F線柱頂安裝，如圖8所示。也可根據具體工況取消F線肩架(無合架F線)或Gw線肩架(混凝土支柱)。

(2)NF線柱頂安裝，Gw線柱側安裝

無合架的F線時，NF線可采用柱頂安裝方式，如圖9所示，混凝土支柱可取消Gw線肩架。

(3)NF線電纜敷設，支柱單獨接地

①為減少附加線懸掛對車站景觀的影響，回流線可采用電纜敷設方案。

②支柱接地

a.地線采用地埋扁鋼方式。地線沿支柱敷設，每排支柱均設預埋地線，支柱與預埋地線通過引接線連接后綜合接地;

圖8 NF、Gw、F線同桿合架 (單位:mm)

圖9 NF柱頂安裝

b.每個支柱單獨設置接地極。

3.4.2 AT供電方式的附加導線懸掛設計

(1)AF線、Pw線與F線合架

①單腕臂安裝

AF、F線采用棒式絕緣子懸掛，支柱可不加高，絕緣子須滿足抗彎強度要求，如圖10所示;AF線采用棒式絕緣子柱頂安裝，F線采用懸式絕緣子柱側安裝，支柱須加高以保證F線對地的安全距離要求，如圖11所示。

圖10 AF、Pw線與F線合架方式一(單位:mm)

②雙肩挑支柱

針對雙肩挑支柱，AF、F線可采用如圖12所示的安裝形式，該種安裝形式須采用增高肩架或加長支柱，且選用支柱容量時應充分考慮附加導線荷載。

(2)AF線、Pw線的懸掛

圖11 AF線、Pw線與F線合架方式二(單位:mm)

圖12 雙肩挑支柱AF、Pw和F線合架(單位:mm)

圖13 AF線、Pw線的懸掛(單位:mm)

無合架的F線時，AF線可柱頂安裝，Pw線柱側安裝，支柱不必加高，如圖13所示。

4 結語

股道間立柱須綜合考慮線路因素、股道間距、線路通行列車形式、股道間設施等外部因素，同時滿足接觸網懸掛安裝的要求。本文提出的線間立柱方案，腕臂安裝、支柱基礎及附加導線安裝，為工程實踐提供一定參考作用。

［1］潘國華.無站臺柱雨棚設計若干問題的探討［J］.鐵道標準設計，2008(6):113-117.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵運［2007］62號 鐵路超限超重貨物運輸規則［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［3］中鐵電氣化集團有限公司，中鐵電氣化勘測設計院.TB10009—2005 鐵路電力牽引供電設計規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［4］于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網［M］.成都:西南交通大學出版社，2003.

［5］鐵道部電氣化工程局.TB10208—98 鐵路電力牽引供電施工規范［S］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［6］中華人民共和國鐵道部.鐵路技術管理規程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［7］中華人民共和國鐵道部.TB/T2921.3～4—2008 電氣化鐵路接觸網鋼支柱第3、4部分:鋼管支柱、H型支柱［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［8］中華人民共和國鐵道部.TB/T2286.2—2008 電氣化鐵路接觸網預應力混凝土支柱第2部分:環形支柱［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［9］中華人民共和國鐵道部.TB/T2075.1～2075.23—2010 電氣化鐵路接觸網零部件［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［10］中華人民共和國鐵道部.TB/T3199.1—2008 電氣化鐵路接觸網用絕緣子第1部分:棒形瓷絕緣子［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［11］王玉環.哈大鐵路客運專線季節性凍土區段接觸網柱基礎設計［J］.鐵道標準設計，2012(12):84-87.

［12］鐵道部電氣化工程局電氣化勘測設計處.接觸網設計手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，1988.