地鐵接觸網技術取得新突破

我國架空剛性接觸技術日前取得新突破。傳統(tǒng)快速軌道交通建設通常使用柔性懸掛接觸網給列車供電，但其所需隧道空間大，建筑成本高，無法適應城市地鐵隧道小型化的發(fā)展方向。隨著北京新機場線時速160 km高速地鐵架空剛性接觸網成功試運行，這一技術取得重大突破，填補了此領域國內外的技術空白，為地鐵建設打開了新空間。

此前我國僅在低速地鐵上采用過架空剛性接觸網技術。由于目前國內沒有建成時速160 km的剛性接觸網系統(tǒng)，國外的相關建造技術也處于技術驗證階段，沒有大面積推廣的經驗，國內外相關設計、驗收及施工標準均為空白。

目前，我國的快速市域鐵路規(guī)劃的體量達到約3 000 km，內徑小于8 m的盾構隧道被廣泛采用，面臨同樣的建造難題，急需加以攻關和解決。國內首條設計時速160 km的地鐵線路——北京軌道交通新機場線成了突破該技術的“試驗場”。

據介紹，北京軌道交通新機場線1期工程線路全長41.36 km，地下區(qū)段21.3 km，全部為地下站，車輛采用市域車，列車最高運行速度160 km/h。根據設計要求，地下區(qū)段采用架空剛性接觸懸掛，地上段、車輛段采用架空柔性接觸懸掛。

隨著速度的提高，對弓網受流質量有了更高的要求，因此對施工誤差的控制精度也有了更嚴格的要求。據介紹，北京軌道交通新機場線架空剛性接觸網作為施工的重點及難點，最大的挑戰(zhàn)是解決接觸線平順度控制技術，國內無相關施工經驗可借鑒，其要求精度高，需將一般懸掛點導高誤差控制在2 mm以內，關鍵懸掛點導高誤差控制在1 mm以內。

架空柔性接觸網由于具備一定彈性空間，允許出現一定量的偏差。對于架空剛性接觸網來說，列車速度越快，對精度要求越高，如果誤差過大，就會導致列車的受電弓在和接觸網摩擦時產生燃弧(冒火花)，嚴重時會導致列車瞬間斷電，甚至對列車受電弓造成損傷。

北京新機場線地下區(qū)段線路長且為單洞單線盾構隧道，空間小、專業(yè)多、施工任務重，更多僅能依靠人力施工，這給技術攻關帶來了更高的難度。項目組經過細化施工，有針對性地編寫施工工法，并研發(fā)多項專利，有效提高了施工效率及質量，共形成專利11項、施工工法4項。通過對架空剛性接觸網弓網動態(tài)耦合關系建模、配套零部件研制、小張力放線條件下的平順度控制、接觸網設備服役狀態(tài)在線監(jiān)測和檢測平臺搭建等一系列技術問題攻關，成功保證列車時速160 km的連續(xù)可靠受流。

該技術的成功突破可帶來巨大的經濟效益。以一條建設標準時速160 km的項目舉例，采用架空剛性接觸網時，隧道凈空為7 200 mm即可滿足安裝要求，而采用傳統(tǒng)的架空柔性接觸網系統(tǒng)，隧道凈空應不低于7 600 mm，還需要土建預留下錨洞及絕緣關節(jié)等位置處的隧道局部開挖，這些土建方面的投資可以節(jié)省2 000萬元/km以上。

目前，我國已有31座城市的軌道交通近期建設規(guī)劃得到政府批準，中國人口過百萬的34個城市中，有20個正在建設或籌建軌道交通，共規(guī)劃線路90多條，總里程約3 000 km，其中采用剛性接觸懸掛是我國隧道主流牽引網模式，按照目前國內城市軌道建設的進度，剛性接觸懸掛有近30億元的市場容量。

京津冀、長三角、珠三角以及一些經濟發(fā)達地區(qū)都在規(guī)劃和建設市域快速軌道交通線路。這些地區(qū)經濟發(fā)達，土地資源緊缺，因此相當長的線路將會以地下隧道為主。而隧道建設成本直接關系到項目投資的高低，快速架空剛性接觸系統(tǒng)可以最大程度地減小隧道的開挖斷面，降低土建投資成本； 此外，該技術還可以輻射到新線建設、舊線提速改造、城際等類似工程的建設中，具有廣泛的市場前景。