高寒地區高速鐵路接觸網吊弦缺陷現狀分析及整改建議

李 璐 李宏峰 毛智強

中國鐵路沈陽局集團有限公司 遼寧 沈陽110001

0 引言

目前,高寒地區高速鐵路采用的整體吊弦大多為歐洲引進的沖壓載流吊弦的改進部件,整體吊弦吊弦線采用銅合金絞線,由49股單絲絞合,型號為JTMH10。

1 高寒地區高速鐵路接觸網吊弦缺陷現狀

1.1 缺陷分布 通過對幾條線路設備數量、缺陷數量、百條公里缺陷率進行統計、分析,歸納吊弦缺陷分布特征。

序號線別設備數量缺陷數量百條公里缺陷率1京沈客專線1197.32 939 78.43%2沈大高速線1068.898 711 66.52%3新通客專線553.933 308 55.60%

1.2 吊弦折斷位置 通過對近年來沈大高速線9處折斷吊弦位置進行分析,發現折斷吊弦的主要位置在壓接管位置附近,其中5件位于上部承力索壓接管位置,3件位于下部接觸線壓接管位置,1件位于下部吊弦線位置。

1.3 新開通線路吊弦線扭結問題 通過對京沈客專線252根損傷整體吊弦進行更換,對損傷部位狀態進行分析,發現252根整體吊弦均存在扭結問題,扭結圈數為3-8圈不等。

1.4 整體吊弦質量劣化問題2020年6月份、10月份,分別對京沈客專線阜新至黑山北區間吊弦狀態進行4C檢測試驗、對比分析,期間不對吊弦缺陷進行處理,通過兩次分析發現,10月份吊弦缺陷數量較6月份增加3件,增加的3件中2件為硬彎、1件為鼓包缺陷。

2 吊弦缺陷原因分析

2.1 缺陷位置與壓接工藝 沈大高速線2012年開通運行,現階段整體吊弦折斷位置主要分布在上、下部吊弦壓接管位置。其主要原因是原有壓接管壓接方式為三點犬牙式壓接,在壓接管處韌性較差的吊弦既要承受較大壓接應力,又受到反復彎曲、相互間的摩擦力作用,因此易在壓接處出現斷絲、斷股問題。

2.2 施工作業標準不規范 京沈客專線吊弦線扭結問題主要原因為施工單位人員不按標準施工,或施工階段為調整導高缺陷、一跨內高差缺陷等,直接將接觸線吊弦線夾打開,然后將不受力吊弦進行扭結,實現接觸網幾何參數缺陷的調整。后期在設備運行階段,吊弦扭結部位反復受到拉應力作用,由于整體吊弦吊弦線由49股單絲絞合而成,扭結部位單絲受力不均導致部分單絲拉斷,進而演變成斷股、鼓包狀態,最終在該位置發生折斷故障。

2.3 動車組運行速度與整體吊弦缺陷正相關 京沈客專線百條公里缺陷率比新通客專線高22.8 3%,其主要原因是動車組速度越高,弓網接觸力越大,吊弦動態抬升量越大,受重力及張力作用,吊弦線的拉應力越大,動車組通過后整體吊弦振動頻率越高,吊弦線劣化速度越快,進而導致斷股、鼓包等設備缺陷增多。

2.4 整體吊弦劣化趨勢的監測 整體吊弦折斷前會出現損傷、鼓包等問題,但受4C裝置吊弦清晰度效果影響,吊弦缺陷劣化趨勢無法通過4C分析進行及時監測。

2.5 冰凍雨雪天氣影響 高寒地區的冰凍雨雪天氣較多,損傷吊弦線內部易進入雨雪,雨雪結冰后吊弦線內部產生張力,加劇了損傷吊弦線的老化。

3 整改建議

3.1 新型耐疲勞整體吊弦的應用 一是吊弦線采用新型耐疲勞、耐腐蝕線;二是采用新型壓接管、壓接方式及心形環;三是改進整體吊弦安裝工藝。將現有吊弦逐步更換為新型耐疲勞的整體吊弦。

3.2 縮短整體吊弦大修周期TB/T2073-2010對接觸網零部件振動試驗中振幅的規定為±35 mm,振動次數為200萬次。按照該數據要求,繁忙干線2-4年既需更換一次,建議將接觸網設備精測精修周期中關于現有整體吊弦的大修周期改為4年。

3.3 加強對缺陷吊弦的監測TJ/GD006-2014對接觸懸掛(吊弦、線夾等)單幅畫面像素要求不低于500萬。該像素質量要求無法滿足對吊弦缺陷劣化趨勢的監測要求,需要求單幅畫面像素不低于1600萬、相機數量不少于4個,實現對吊弦缺陷劣化趨勢的分析,及時對缺陷吊弦進行整改。

4 結語

高寒地區接觸網整體吊弦受材料質量、施工工藝、動車組運行速度、外界環境等因素影響,吊弦缺陷數量較多,易發生擊打動車組受電弓的弓網故障。需要探索新型耐疲勞整體吊弦的應用,提高整體吊弦運行質量;通過對吊弦劣化趨勢監測、分析,及時更換損傷吊弦,合理制定整體吊弦大修周期。