城市軌道交通停車場及車輛段內的接觸網道岔定位方案設計要點

李國勝

(中國鐵路設計集團有限公司， 300251, 天津//工程師)

我國城市軌道交通停車場及車輛段(以下簡為“場段”)內的車場線均采用7號道岔[1]。7號道岔導曲線半徑較小，且場段內接觸網懸掛方案多采用帶彈性吊索的簡單懸掛形式，給接觸網道岔定位帶來了不穩定因素。傳統的設計理念認為場段內車輛運行速度較低，故道岔定位方案均采用標準的岔前3 m定位方式。但從目前各城市的運營經驗來看，受電弓通過道岔時，存在弓角擠壓接觸線的情況。因此，需結合道岔形式及受電弓尺寸，從定位原則及定位方案進行理論分析，探討道岔定位方案的合理性。

大連地鐵1、2號線場段內接觸網道岔定位均采用岔前3m定位方案。目前該線開通運營已滿2年。從實際運營結果來看，受電弓弓角始觸區存在一定磨耗情況。這主要為場段內受電弓通過道岔處接觸網時，受電弓弓角作用力較大造成的，將給運營帶來一定安全隱患。

1 道岔定位主要控制條件

1.1 7號道岔結構及特點

圖1為7號道岔示意圖。7 號道岔全長23. 627 m，岔心前長11.194 m，岔心后長12.433 m，理論導曲線半徑150 m；理論岔心處開口370 mm，理論岔心前1 m處開口302 mm，理論岔心前2 m處開口242 mm，理論岔心前3 m處開口188 mm；道岔容許通過速度：直向為80 km/ h，側向為25 km/ h。

尺寸單位:mm

圖1 7號道岔示意圖

1.2 受電弓結構

我國城市軌道交通車輛主要為A型車、B型車。這兩種車型的受電弓參數隨制造廠商及適應地區的不同稍有不同，但整體差別不大。目前，我國普遍采用的受電弓弓頭寬度約為1 680 mm，碳滑板長為1 050 mm。

根據車輛制造商提供數據，受電弓動態抬升量最大約100 mm，水平晃動量最大約50 mm。在道岔受電弓徑路轉換區域內，由距受電弓中心525～850 mm和受電弓動態抬升量構成的空間，為受電弓始觸區。為避免在受電弓始觸區發生打弓事故，在此范圍內的接觸線上不允許安裝任何線夾。

2 道岔定位分析

2.1 定位原則

(1) 受電弓始觸區范圍(見圖2)內，兩接觸懸掛應位于正線與側線的兩線路中心線間。即保證兩接觸線同時位于受電弓的一側，避免受電弓一側傾斜時出現鉆弓、打弓現象。兩接觸線的交點應盡量在兩線路中心線的中點，當偏置時應靠近正線。

尺寸單位:mm

圖2 受電弓始觸區示意圖

(2) 道岔定位柱一般應在道岔線間距≤400 mm的范圍內，拉出值一般≤300 mm。

(3) 道岔定位柱后的第一個懸掛點(道岔開口方向)，應設在線間距≥850 mm處，并應保證兩線接觸懸掛的任意部分分別與相鄰線路中心線的距離≥850 mm。

(4) 道岔定位柱前的第一個懸掛點(道岔岔尖方向)，兩支懸掛的接觸線盡量在線路中心線的同一側，避免交叉。

(5) 岔區接觸網跨距一般不應超過35 m。

2.2 定位設計要點分析

理論上，從道岔起點至道岔開口為受電弓半寬范圍內都有可能實現道岔定位，但從設計、施工、運營維護方便角度一般會選擇1個標準定位點。城市軌道交通用的7號道岔與鐵路用的9號道岔相近。9號道岔標準定位于軌間距約300 mm，拉處值約±300 mm。考慮城市軌道交通用受電弓寬度變窄，7號道岔定位傳統定位于軌間距約200 mm處，此時拉出值為±200 mm，即岔心前3 m處定位。

道岔定位時主要受定位A柱及B柱位置、A柱曲股拉出值、B柱拉出值影響。定位示意如圖3所示。

注：LA——道岔定位A柱曲股拉出值；LB——B柱拉出值；

L——A柱與B柱跨距

圖3 道岔定位示意圖

7號道岔導曲線半徑較小，曲股定位柱B一般為反定位。調整定位點拉出值和道岔定位處跨距，可控制受電弓進入始觸區時受電弓與非工作支的相對關系。道岔定位時若同時滿足以下兩個條件，則視為可行，否則為不可行：① 接觸線交點應處于直股和曲股內側；② 受電弓通過始觸區時兩根接觸線均處于直股和曲股內側，以使受電弓屬于下壓狀態，受電弓弓角不參與工作。

以岔心前3 m定位和岔心定位為例進行分析，定位情況如表1～2所示。

表1 岔心前3 m定位情況

表2 岔心定位情況

從表1～2中可以看出，當道岔定位于岔心時，道岔定位拉出值選取范圍及道岔定位處跨距選取范圍很大，且在實際的平面設計時不受其他因素影響；當道岔定位岔心前3 m時，道岔定位跨距和道岔定位拉出值選擇受限，容易產生受電弓弓角受力情況，故在實際平面設計時不夠靈活。

2.3 受電弓實際運行模擬

以受電弓步進1 m，模擬受電弓從曲股至直股(從直股至曲股情況一致)及從直股至直股的實際受電弓工作路線，模擬結果見圖4～5。

圖4 曲股至直股模擬示意圖

圖5 直股至直股模擬示意圖

從圖4～5中可以看出，當道岔岔心定位時，受電弓在進入始觸區時，其受電弓弓角均處于下壓狀態，弓角不參與工作，受電弓可以平穩的進出道岔，受電弓弓角在進出道岔過程中不受作用力，弓網關系良好。

3 結語

我國城市軌道交通的場段接觸網一般為帶彈性吊索的簡單懸掛。由于簡單懸掛在道岔定位處無交叉吊弦，故在列車進出道岔時，受電弓如不能平滑進出，受電弓弓角處會承受較大的接觸壓力。這不但會增加接觸線和受電弓的磨耗，還會對道岔處的線叉和受電弓有一定程度的破壞。因此在場段內道岔定位時要精確分析，建議優先定位于岔心位置。如定位于岔前1-3 m，則應結合實際情況分析是否滿足道岔定位的各項條件，以保證受電弓在通過道岔時有一個良好的弓網關系。