濱洲鐵路接觸網(wǎng)補(bǔ)償器b值研究

陳志濤

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濱洲鐵路接觸網(wǎng)補(bǔ)償器值研究

陳志濤

由于目前未對(duì)-40℃以下極寒天氣條件下補(bǔ)償器值的設(shè)置提出要求，為確保高寒地區(qū)電氣化鐵路行車安全，基于濱洲鐵路所處的高緯度、高原、高寒氣象條件，對(duì)補(bǔ)償器、值進(jìn)行了相關(guān)研究，并提出相應(yīng)的調(diào)整要求。

濱洲鐵路；補(bǔ)償器值；研究

0 引言

濱洲鐵路東起黑龍江省哈爾濱市，西至我國(guó)最大的陸路口岸滿洲里市，從滿洲里站向西與俄羅斯西伯利亞大鐵路接軌，是連通亞歐大陸的重要鐵路通道[2]，途經(jīng)松嫩平原、穿過大興安嶺進(jìn)入內(nèi)蒙古高原。濱洲鐵路地處北緯45°40￠—49°34￠，屬于高緯度、高寒地區(qū)鐵路，沿線所經(jīng)地區(qū)均屬嚴(yán)寒地區(qū)，沿線極端低溫達(dá)-50℃。

濱洲鐵路為東北鐵路網(wǎng)的骨干線路之一，承擔(dān)了哈爾濱鐵路局57%的運(yùn)輸量，年貨物運(yùn)輸能力超過1億t。隨著中俄貿(mào)易升溫，滿洲里口岸進(jìn)出口運(yùn)量逐年增多，特別是黑龍江省積極謀劃構(gòu)建“東部陸海絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”，打造“中俄鐵路東部大通道”，提升濱洲鐵路的運(yùn)輸能力迫在眉睫。

2014年10月，濱洲鐵路電氣化改造工程正式開工建設(shè)，電氣化改造后將有效提高列車運(yùn)行速度，增強(qiáng)運(yùn)輸能力，降低運(yùn)輸成本，減少有害氣體排放，加快滿洲里口岸和黑龍江西部地區(qū)與全國(guó)中心城市經(jīng)貿(mào)交流，對(duì)促進(jìn)沿線地區(qū)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)滿洲里口岸與中國(guó)其他主要城市的經(jīng)貿(mào)往來以及暢通中俄鐵路東部大通道都具有十分重要的意義。

1 極端天氣帶來的問題

濱洲鐵路地處高緯度、高寒地區(qū)，沿線極端低溫達(dá)-50℃，2012年1月，內(nèi)蒙古呼倫貝爾曾連續(xù)8天最低氣溫低于-40℃，陳巴爾虎旗最低氣溫低至-50.7℃，濱洲鐵路為名符其實(shí)的全國(guó)最寒冷地區(qū)的鐵路。

面對(duì)這種極寒氣候，在濱洲鐵路電氣化改造施工中，需要及時(shí)調(diào)整接觸網(wǎng)補(bǔ)償器墜砣串重力，使線索的張力保持平衡。而我國(guó)目前只對(duì)-40℃以上氣溫條件下補(bǔ)償器、值的設(shè)置提出了要求，無法滿足極寒氣候條件下濱州鐵路補(bǔ)償器墜砣串、值設(shè)置要求。

2 極端天氣下補(bǔ)償器的a、b值準(zhǔn)確計(jì)算

2.1 補(bǔ)償器及補(bǔ)償器b值的作用

當(dāng)溫度變化時(shí)，線索受溫度影響熱脹冷縮，出現(xiàn)伸長(zhǎng)或縮短。由于在錨段兩端線索下錨處安裝了補(bǔ)償器，在墜砣串重力作用下，可自動(dòng)調(diào)整線索張力并確保線索弛度滿足技術(shù)要求，從而改善接觸懸掛的穩(wěn)定性與彈性，提高接觸網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

補(bǔ)償器依靠墜砣串的重力使線索張力保持平衡。當(dāng)溫度變化時(shí)，線索的伸縮使墜砣串上升或下降，當(dāng)墜砣串升降超出允許范圍時(shí)，將導(dǎo)致補(bǔ)償器失去補(bǔ)償作用。因此，需通過設(shè)置補(bǔ)償器的、值來限定墜砣串的升降范圍。

墜砣桿耳環(huán)孔中心至補(bǔ)償（定）滑輪下沿的距離為值。從墜砣串最下面一塊墜砣的底面至地面（或基礎(chǔ)面）的距離稱為補(bǔ)償器的值。補(bǔ)償器、值隨溫度變化而變化，接觸線和承力索補(bǔ)償器的、值不相等（圖1）。

圖1 補(bǔ)償器a、b值示意圖

2.2 補(bǔ)償器a、b值的計(jì)算

為了確保補(bǔ)償器不失去補(bǔ)償作用，對(duì)補(bǔ)償器、值設(shè)置提出以下要求：在最低溫度時(shí)，值應(yīng)大于0，最高溫度時(shí)，值應(yīng)大于0。《接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)程》規(guī)定，補(bǔ)償器、值最小不小于 200mm，進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)定、值不小于300mm。

依據(jù)《接觸網(wǎng)懸掛安裝圖》（圖號(hào)：通化（2009）1005）接觸網(wǎng)補(bǔ)償下錨墜砣安裝曲線說明，值的計(jì)算式為

=min+(x-min) （1）

=min+(max-x) （2）

式中，min為設(shè)計(jì)中規(guī)定的最小值，m；min為設(shè)計(jì)中規(guī)定的最小值，取0.3 m；min為設(shè)計(jì)中采用的最低溫度，℃；max為設(shè)計(jì)中采用的最高溫度，取60℃；x為安裝或調(diào)整時(shí)的溫度，℃；為補(bǔ)償滑輪的傳動(dòng)系數(shù)（即傳動(dòng)比的倒數(shù)）；為錨段內(nèi)中心錨結(jié)至補(bǔ)償器間距離，m；為線索的線膨脹系數(shù)，取0.000 017℃-1。

滑輪組的定滑輪到動(dòng)滑輪之間的最小距離，即值，其計(jì)算式為

=/+×+ 1.0 （3）

式中，為同狀態(tài)下的值；為傳動(dòng)系數(shù)；為銅、銅合金接觸線的新線初伸長(zhǎng)系數(shù)，取值0.000 6。

在氣溫為-47℃，傳動(dòng)比為1∶3，錨段內(nèi)中心錨結(jié)至補(bǔ)償器間距離為100 m時(shí)，= 3，= 100 m，代入式（2），計(jì)算得= 0.845 7 m，代入式（3）則得對(duì)應(yīng)的值為1.341 8 m。

依據(jù)上述原理，同理可計(jì)算正線在補(bǔ)償裝置傳動(dòng)比為1∶3時(shí)，不同極寒氣溫下的值，見表1。

表1 不同極寒溫度下正線補(bǔ)償器的b值 m

站線在補(bǔ)償裝置傳動(dòng)比為1∶2時(shí)，不同極寒氣溫下的值，見表2。

表2 不同極寒溫度下站線補(bǔ)償器的b值 m

根據(jù)式（1）—式（3），可計(jì)算正線在補(bǔ)償器傳動(dòng)比為1∶3，錨段長(zhǎng)為1 500 m時(shí)，極寒溫度下、值，見表3。

同理，可計(jì)算站線在補(bǔ)償器傳動(dòng)比為1∶2，錨段長(zhǎng)為1 400 m時(shí)，極寒溫度下、值，見表4。

表3 1∶3滑輪組極寒溫度下錨段長(zhǎng)1 500 m正線補(bǔ)償器的a、b值

表4 1∶2滑輪組極寒溫度下錨段長(zhǎng)1 400 m站線補(bǔ)償器的a、b值

3 承力索補(bǔ)償器b值調(diào)整相關(guān)要求

為保證冬季線路行車及設(shè)備安全，根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件對(duì)承力索值進(jìn)行調(diào)整，相關(guān)要求如下：

（1）值統(tǒng)一設(shè)置為距離地面高度1 100 mm，誤差±100 mm。

（2）墜砣桿必須垂直，限制架各螺栓緊固力矩必須符合標(biāo)準(zhǔn)。

（3）補(bǔ)償繩與滑輪偏磨位置必須調(diào)整至垂直。

4 結(jié)語

本文針對(duì)濱洲鐵路高寒惡劣氣候條件，對(duì)接觸網(wǎng)補(bǔ)償器值進(jìn)行了研究，一是根據(jù)實(shí)際計(jì)算研究得出適應(yīng)濱洲鐵路實(shí)際的補(bǔ)償器正線、站線值；二是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的天氣環(huán)境條件，對(duì)補(bǔ)償裝置墜砣值調(diào)整提出要求。在對(duì)補(bǔ)償器值進(jìn)行調(diào)整過程中，還需制定滑輪補(bǔ)償繩防斷措施及對(duì)腕臂冬季綁扎制定加固措施，以確保冬季行車及設(shè)備安全。

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Since there no requirements are being specified at present on setting ofandvalues for tensioning device under extreme cold temperature of lower than -40℃, in order to ensure the safety running of electric railway in extreme cold region, relative researches are made for theandvalue of tensioning device for Harbin-Manchuria railway which is located on the region of high latitude, high plateau under cold weather conditions, and requirements for adjustment has been put forward accordingly.

Harbin-Manchuria railway;andvalue of tensioning device; research

10.19587/j.cnki.1007-936x.2017.05.013

U225.4+7

B

1007-936X(2017)05-0057-03

陳志濤.哈爾濱鐵路局濱洲鐵路電氣化改造工程建設(shè)指揮部，高級(jí)工程師。

中國(guó)鐵路總公司、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府、黑龍江省人民政府基金項(xiàng)目（鐵總計(jì)[2014]833號(hào)）。

2017-02-15