困難條件下的接觸網剛柔過渡方案的探討

艾曉宇

摘 要：剛性接觸網與柔性接觸網在城市軌道交通中都有應用，剛柔過渡作為二者的關鍵接口，對接觸網系統的弓網關系和受流效果影響很大，也是接觸網設計中的關鍵點所在。文章分析了常見的剛柔過渡方案，并結合實際工程設計案例，對困難條件下剛柔過渡設計中的問題進行了探討。

關鍵詞：接觸網；剛柔過渡；困難條件

引言

架空剛性接觸網與柔性接觸網相比，有諸多優點：安裝凈空要求小，適應隧道等低凈空條件；裝配簡單，零配件少，運營維護方便；載流量大，滿足直流供電系統的大電流特點。相對于柔性接觸網跨距，剛性跨距較小，使得其在高架線路、場段等應用場景上捉襟見肘。實際應用中一般是剛柔并濟，而剛柔過渡作為二者的轉換接口，也是接觸網設計中的關鍵環節。由于剛柔過渡應用的具體位置和線路狀況各不相同，其設置方案也有所區別。

1 剛柔過渡方案探討

剛柔過渡主要有兩種方式，即切槽貫通式剛柔過渡和關節式剛柔過渡。

1.1 切槽貫通式剛柔過渡

切槽貫通式過渡示意如圖1所示，柔性懸掛的接觸線嵌入切槽式匯流排后在隧道內進行下錨。在架空剛性懸掛的開始段，采用帶有剛性遞次減小的切槽式匯流排，實現剛柔的順利過渡。

1.2 關節式剛柔過渡

關節式過渡示意圖如圖2所示，關節式剛柔過渡的結構分別安裝柔性懸掛和架空剛性懸掛，形成錨段關節，實現剛柔之間的平穩過渡。

1.3 剛柔過渡方案對比

上述兩種剛柔過渡方式在國內城市軌道交通中都有應用，從運行情況來看，采用切槽貫通式過渡方式，過渡更加平穩，受電弓無論是從剛性過渡到柔性，還是從柔性過渡到剛性，受流順暢，授流質量相對良好。

一般剛柔過渡都在隧道洞口，洞口會設置U型槽，由地下轉至地面，出洞口后在洞口設置柵格梁或雨棚等上部結構，為接觸網懸掛提供條件。有的洞口直接敞開，沒有懸掛安裝條件，一般將剛柔過渡設置在洞口內。

2 困難條件下剛柔過渡設計

某城市軌道交通工程項目，車輛段出入段線洞口外無U型槽，并且出入段線是一段半徑僅225m的長曲線段，剛柔過渡設置困難。下面針對該項目的剛柔過渡方案的設計進行分析與探討。

2.1 剛柔過渡方案分析

考慮到切槽貫通式剛柔過渡方式的具有更好的弓網關系，過渡平穩，該項目的剛柔過渡方案采用切槽貫通式剛柔過渡方案。

敞開段的剛柔過渡設置，有如下兩種思路：

（1）調整剛柔過渡位置到洞口外直線段。出入段曲線長度超過300m，洞內沒有直線段；出入段洞口外是緩和曲線，但無U型槽，若在洞口外設置剛柔過渡段，需設置接觸網門形架構，但現場條件并不富裕，并且方案成本增加較多，同時剛柔過渡段的懸掛點密集，大量門形架設置也有礙視覺美觀。

（2）在洞口曲線段設計剛柔過渡方案。洞內方向50m以內具備接觸網剛柔過渡的安裝凈空條件，但均為曲線段。盡管實際條件困難，但是在滿足接觸網布置的幾個限制條件的情況下，也能夠實現曲線段的剛柔過渡設計。

為保證接觸網的正常弓網關系，需滿足的以下幾個條件：

a.剛柔過渡工作支與最后一跨柔性工作支的接觸線在一條直線上，以保證剛柔過渡元件的平直過渡。

b.各懸掛點拉出值保證接觸線在最大風偏時不超出受電弓的工作范圍，接觸網導高坡度和坡度變化率滿足設計規范的要求。

c.接觸網懸掛底座、承導線等帶電體與下錨吊柱，地線等保證150mm的最小靜態凈距。

對接觸網幾何參數和電氣間隙的要求都是接觸網布置的基本原則，在剛柔過渡區段也應當滿足。但在小曲線半徑處，剛柔過渡工作支為直線的要求與線路的曲線相矛盾，曲線半徑過小或剛柔過渡支過長都會導致接觸線超出受電弓的工作范圍。因此，只能在既有條件下進行實際放樣，設計出滿足要求的剛柔過渡方案。

2.2 剛柔過渡平面布置設計

關鍵點確定：

（1）洞口柔性懸掛點定位

由于若洞口外為直線段，洞口柔性懸掛點距離剛柔過渡元件距離可以按常規跨距考慮，但整個出入段都在小曲線半徑上，為保證拉出值，洞口柔性懸掛點距離剛柔過渡元件不能太遠，這里按10m跨距設計，可以滿足受電弓工作范圍的要求。

（2）接觸網下錨點定位

出入段為雙承雙導組合，下錨導線較多。承力索的下錨可以在洞口頂板結構先于接觸線下錨，也可接觸線一起在洞內吊柱上下錨。雙承力索在一個吊柱上下錨，接觸線工作支在匯流排終端延長線上下錨，非工作支向線路外側偏移下錨。根據平面放樣確定出下錨吊柱的定位。曲線軌道存在超高，現場隧道頂定位時，受電弓中心位置應根據超高值相應偏移。

下錨點高度應根據匯流排終端抬高角度進行延長，計算得到下錨點高度。下錨吊柱的長度根據下錨點高度確定，并需要根據受電弓限界范圍進行復核。

放樣完成后，再對剛柔過渡方案的參數進行復核，保證風偏、電氣間隙、導高等滿足要求，同時對各個導線、懸掛間是否存在沖突進行檢查。

3 結束語

按照上述探討方案設計在工程實踐中得到了應用，實際安裝如圖3所示，運行弓網關系良好、過渡平穩，從實踐角度證明了方案的可行性。

剛柔過渡是接觸網中的一個關鍵且薄弱的環節，其方案應結合具體的土建、線路、速度等條件進行具體分析與設計。在困難條件下，應仔細分析實際條件，確定平面布置關鍵點，核對限制要求，完善設計細節，并在施工過程中落實勘察，積極配合，以得到弓網關系良好的剛柔過渡方案。