地鐵接觸網吊柱狀態優化淺析

沈剛

摘 要 地鐵隧道內接觸網吊柱錨栓運行狀態的優劣，直接影響了接觸網懸掛設備的運行是否安全可靠。文章對隧道內接觸網吊柱安裝形式以及錨栓應用進行了分析，結合地鐵隧道內接觸網吊柱在運行過程中易出現的問題，提出了相應的吊柱錨栓加固措施，以在增強接觸網系統運行可靠性和安全性方面提供一定的參考。

關鍵詞 地鐵；接觸網；吊柱；錨栓加固

中圖分類號：U225 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0173-01

1 地鐵隧道內接觸網固定方式

目前國內地鐵隧道內接觸網支持裝置基本采用下述三種

形式：一是吊柱固定方式；二是錨栓直接固定方式；三是腕臂底座固定方式。

根據隧道凈空的不同，接觸網懸掛的方式也有差異。吊柱是接觸網系統支持裝置的重要組成部分，是行車設備中關鍵零件之一，對吊柱運行狀態的分析研究，對整個接觸網系統運行可靠性具有重要的參考意義。

2 隧道內接觸網吊柱運行狀態分析

地鐵接觸網支持裝置是接觸網系統的關鍵性零部件，是連接接觸懸掛與隧道頂（壁）的中間紐帶。它承載了整個接觸懸掛的全部重力，在柔性懸掛中還承載了接觸網線索在線路方向的拉力。由于列車受電弓與接觸懸掛之間還存在接觸壓力，在運行中對接觸懸掛產生的綜合力作用于接觸網吊柱，而吊柱是通過錨栓與隧道頂連接，導致吊柱底座與錨栓的配合狀態成為整個接觸網懸掛是否良好的關鍵點之一。

目前，已開通地鐵線路的城市中，接觸網懸掛設備的固定大部分采用了化學錨栓固定的形式，如廣州地鐵、深圳地鐵、上海地鐵等，少部分接觸網整改工程采用了機械錨栓固定的形式，如深圳地鐵。

2.1 化學錨栓固定方式

化學錨栓是繼膨脹錨栓之后出現的一種新型錨栓，是通過特制的化學粘接劑（俗稱藥劑），將螺桿膠結固定于砼基材鉆孔中，以實現對固定件錨固的復合件。由于它具有耐酸堿、耐老化、耐熱好、耐水漬、抗震好等優點，被廣泛應用于重型機械固定場合，同時也得到了大部分地鐵接觸網設計、施工人員的青睞。

2.2 機械錨栓固定方式

機械錨栓包含很多種，有膨脹型錨栓、擴孔型錨栓、自切底錨栓以及擊芯錨栓等。根據城市軌道交通接觸網懸掛的特殊性性，運營人員通常選用自切底錨栓作為固定主體，取代化學錨栓，或作為冗余措施與化學錨栓配合使用。

3 運營中錨栓常見的問題及解決方案

相對于機械錨栓而言，化學錨栓在地鐵接觸網懸掛中的應用較為普遍。而在已開通運營的國內地鐵線路中，化學錨栓所帶來的問題也不可避免的讓人擔憂。由于錨栓常常與混凝土基座配合起到承載機器重量和負荷的作用，混凝土基座使用中會出現風化、嚴重裂損、不密實等現象，這樣會導致固定錨栓松動，進而導致機件震動加劇，影響機件的正常運轉。在地鐵接觸網系統中，化學錨栓存在的問題主要有：1）施工時化學藥劑填充不足；2）運營中化學藥劑脫落；3）錨栓松脫導致吊柱偏斜。

錨栓藥劑缺失帶來的最嚴重后果將可能是接觸網吊柱脫落，從而導致接觸網塌網，中斷行車，危及安全。而在運營中出現的類似于藥劑部分脫落的嚴重程度，又不足以達到更換整個接觸網吊柱的標準，這就必須從吊柱受力加固方面來進行整改。

針對錨栓松動的故障，目前國外較為有效的修復方法是采用高分子復合材料，它所具有的抗沖擊、抗壓強度遠遠大于目前的混凝土材料，具有快速固化的性能，可以說性能優越。但由于應用此技術進行加固所需的造價高，且施工難度大，在地鐵極短的非運營時間內更是難以完成，不能全面推廣。

采用冗余受力的形式進行固定的方法，不僅從造價方面比采用高分子復合材料要便宜得多，而且根據地鐵運營性質來看，可行性也高。根據不同的地鐵接觸網吊柱型式，采用不一樣的加固方法。

3.1 圓柱型吊柱的錨栓加固方案

圓柱型吊柱的組成一般由鋼管件與吊柱底座焊接而成。對該類吊柱的加固可從底座固定方面來考慮。根據圓柱型吊柱底座的形狀，對其“量身定做”一塊“凸”字形的鋼板，該鋼板中間設置兩個孔，可避開既有化學錨栓及螺母，從而使鋼板與吊柱底座板之間實現面接觸，達到受力均衡的目的。而鋼板兩端錨固孔設計為長條形狀，便于施工時靈活避開隧道預埋鋼筋。加固所用的錨栓建議采用性能不低于化學錨栓的自切底機械錨栓或后擴底錨栓，以避免化學藥劑脫落的風險。

3.2 H型吊柱的錨栓加固方案

H型吊柱與圓柱型吊柱的主要區別在于接觸網吊柱的形狀不一樣，它采用H型角鋼與吊柱底座焊接而成，個別還有筋板連接，在吊柱底座型式上與圓柱形吊柱基本相同。因此可采用類似于圓柱型吊柱的加固方式，即“特制凸型鋼板”方案。加固用的錨栓建議采用性能不低于化學錨栓的自切底機械錨栓或后擴底錨栓，以避免化學藥劑脫落的風險。

3.3 特殊型式吊柱錨栓加固方案

隧道的凈空高度及限界決定了接觸網吊柱長度選擇，在一些特殊的高凈空隧道，設計了一種類似于“梯框”型的吊柱。這種吊柱的加固由于底座和傳統的圓柱形、H型吊柱區別較大，吊柱本身的結構也不同，因而不能采用特制鋼板加固的形式進行加固。從其受力方面考慮，可采用雙斜撐或單斜撐固定的方式。加固用的錨栓建議同樣采用性能不低于化學錨栓的自切底機械錨栓或后擴底錨栓，以避免化學藥劑脫落的風險。

4 結論

地鐵隧道內接觸網懸掛依托于錨栓固定于隧道頂，在城市軌道交通新線設計、建設過程中，應慎重選用接觸網錨栓安裝形式及產品型號。無論選用化學錨栓還是機械錨栓，都應確保設備運營后的可靠性和安全型，根據地方特色從工藝、造價、性能等多方面總體考量，選用合適的接觸網錨栓型式。在運營后期的錨栓缺陷整改中，采用冗余加固的方式具有多方面的優勢，無論是“凸”字形鋼板還是斜撐加固方式，均能達到有效加固吊柱的目的，優化了既有接觸網系統設備運行的穩固性和可靠性。

參考文獻

[1]于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網[M].西南交通大學出版社.

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