重慶軌道六號線支線二期工程接觸網剛柔過渡

王建紅

（重慶市軌道交通設計研究院有限責任公司，重慶 400020）

重慶軌道交通六號線支線二期工程（以下簡稱“本工程”），線路全長約14.025 km，其中敞開段（U形槽、路基及高架線路統稱“敞開段”）大于5 km。設車輛段一座，出入段采用“八字”出入段方案。正線4段敞開段，正線及車輛段合計16次剛柔過渡轉換，全線剛柔過渡數量多，剛柔過渡處條件極為復雜。項目實施中，針對每一處剛柔過渡進行有針對性的設計，應用效果良好。下文就本工程剛柔過渡進行系統性介紹。

1 接觸懸掛類型

接觸網導線高度為4 040 mm，懸掛方案采用成熟方案，即地下區間采用架空剛性懸掛，敞開段采用架空柔性懸掛，架空剛性懸掛和架空柔性懸掛之間采用剛柔過渡。

架空剛性懸掛導線由1根匯流排、1根接觸線和1根架空地線組成。架空柔性懸掛導線一般由2根接觸線、2根承力索、2根輔助饋線和1根架空地線組成。出入段線由2根接觸線、2承力索和1根架空地線組成。

2 剛柔過渡方案的選擇

2.1 貫通式剛柔過渡方案

貫通式剛柔過渡方案如圖1所示，特點是在剛性懸掛與柔性懸掛過渡處安裝剛柔過渡元件。剛柔過渡元件的截面逐漸變小，剛度隨之減小，彈性逐漸增大，保證了過渡處彈性的均勻變化。

圖1 貫通式剛柔過渡示意圖

剛柔過渡元件又稱切槽式匯流排，其本體的截面結構與匯流排相同。但是，每相隔一定距離設1處逐漸加深的切槽，一般設6處切槽。切槽段設夾緊螺栓，保證對接觸線的夾緊力，并設有承受柔性懸掛接觸線張力的接觸線接頭線夾和防扭裝置。

2.2 錨段關節式剛柔過渡方案

錨段關節式剛柔過渡方案，如圖2所示。錨段關節式剛柔過渡是在過渡區段內將剛性懸掛與柔性懸掛平行布置成錨段關節，在關節內實現剛性、柔性接觸網授流的轉換。

圖2 關節式剛柔過渡示意圖

2.3 剛柔過渡方案的選擇

貫通式剛柔過渡的優點在于接觸網彈性的均勻變化[1]。當受電弓由柔性懸掛進入貫通式剛柔過渡時，切槽匯流排吸收來自柔性懸掛的彈性，或在由剛性懸掛進入貫通式剛柔過渡時提供彈性的均勻增加，實現受電弓雙向通過時的平穩過渡，適用于較大的行車速度。它的缺點是構造相對復雜，且曲線段的安裝存在一定程度的偏磨。

關節式剛柔過渡對施工調整的要求高，需更長的過渡區段，對隧道凈空的要求較大。受電弓在剛性懸掛與柔性懸掛間轉換時，存在一定程度的硬轉換，導致列車的通過速度受到一定程度的限制。但是，關節式剛柔過渡對線路條件沒有特殊要求，曲線區段不會產生偏磨。

綜合考慮線路條件、隧道結構及弓網關系等因素，確定本線路采用雙向通過性更好、彈性均勻的貫通式剛柔過渡方案。下述剛柔過渡均特指貫通式剛柔過渡。

3 剛柔過渡設計

3.1 剛柔過渡凈空的預留

剛柔過渡處的隧道斷面應保證常規方案下接觸網懸掛的正常安裝，并能保證柔性懸掛承力索和接觸線的正常落錨。

在單純考慮接觸線下錨的情況下，剛柔過渡處下錨點的隧道凈空應最小保證4.8 m左右。采用該方案時，承力索及輔助饋線需在隧道洞門處下錨，承力索及輔助饋線與剛性錨段的匯流排之間采用電纜進行電氣連接。

為盡可能避免使用過長的剛柔過渡電連接電纜，避免承力索與接觸線下錨距離過遠而加劇吊弦偏移，本工程考慮接觸線及承力索在同一里程下錨。剛柔過渡處的凈空考慮承力索下錨及承力索在隧道內的懸掛安裝。隧道凈空根據結構形式的不同，按照 5 100～5 500 mm進行預留。

3.2 剛柔過渡位置的選擇

受軌道超高的影響，受電弓在該區段與水平面存在夾角。剛柔過渡處的切槽匯流排沒有既能實現彈性的均勻過渡，又能實現其與水平面夾角自由調整的較為合適的方案。此時，當受電弓通過切槽匯流排時，弓、網之間存在一定的偏磨。當沒有找到一種更合適的方式避免時，需要最大限度地減小其帶來的影響。

本工程的剛柔過渡數量多、情況復雜，經歸納大致有以下4種情況[2]。第1種情況，剛柔過渡處的隧道位于直線區段。由于剛柔過渡處的懸掛及下錨安裝較為密集，一般均利用隧道空間過渡安裝。隧道內的直線區段是理想的剛柔過渡安裝空間。本工程有5處剛柔過渡處的隧道位于直線段，可就近進行剛柔過渡。第2種情況，剛柔過渡處的隧道位于緩和曲線區段。當剛柔過渡處位于緩和曲線時，應首先核實軌道的超高。經核實，本工程的7處位于緩和曲線段的剛柔過渡處，軌道超高較小，一般在50 mm以下。接觸網平面布置時，將剛柔過渡的切槽匯流排盡可能設置于靠近直線的區域，盡量減小超高帶來的影響。第3種情況，剛柔過渡處的隧道位于圓曲線段，有條件將過渡點移至直線段。明挖矩形斷面的凈空增大時，對結構造價的影響很小。本工程有2處剛柔過渡處的隧道口有足夠長度的明挖矩形斷面，一直延伸至直線段。設計中，結合土建的實際情況，將明挖矩形斷面的凈空增加到6 000 mm，保證柔性懸掛在隧道內、外的導線高度及結構高度一致。第4種情況，剛柔過渡處的隧道位于圓曲線段，沒有條件將過渡點移至直線段。當剛柔過渡處的隧道位于圓曲線段、隧道口為馬蹄形隧道或圓形隧道時，一般不再考慮將剛柔過渡移至直線段安裝，因為由此引起的隧道斷面增加可能會大幅增加結構造價。此時，不宜付出過高的土建代價獲取弓網的優化。

設計中采取減小柔性懸掛錨段長度的方法，盡可能減小曲線段剛柔過渡偏磨引起的后果[3]。本工程中的2處曲線段剛柔過渡，柔性懸掛采用小于200 m的錨段長度。若后期接觸線偏磨過大，可在一個封閉施工點內完成更換，換線成本較低，便于運營維護。

3.3 剛柔過渡段跨距的設置

圖3為典型的剛柔過渡平面布置，柔性錨段的跨距須適當考慮較小的跨距比，以保持彈性均勻。本工程一般按跨距比小于2來設置。綜合切槽式匯流排的構造，關節處的跨距設置為2 m，遠離下錨一般按照 4.2 m、8.0 m、15.0 m設置，既兼顧零件構造，又保證了彈性的均勻變化。

3.4 安裝方式的選擇

如圖3所示的剛柔過渡平面，一般懸掛點均選擇常規的安裝方式，即鏈型懸掛采用三角腕臂裝置懸掛，匯流排采用雙層槽鋼方案安裝。但是，圖3中R-03、G-03及G-04懸掛點為了避免柔性懸掛工作支接觸線與非帶電體的距離過近，一般可采用水平腕臂進行懸掛，如圖4所示。剛柔過渡處大多存在一定程度的超高，若采用水平腕臂懸掛方案，很難保證匯流排與軌平面之間平行[4]。經綜合考慮，本工程采用三角腕臂懸掛方案，以方便匯流排的角度調整，如圖5 所示。

圖3 典型剛柔過渡平面布置

圖4 水平腕臂懸掛方案

圖5 三角懸掛方案

4 剛柔過渡施工要點

根據經驗，提取施工現場較容易出現錯誤的地方進行論述。

4.1 工作支接觸線的定位測量

圖3典型的剛柔過渡平面應保證R-04懸掛點與工作支接觸線下錨點之間呈一條直線。R-01、R-02、R-03懸掛點只對匯流排進行懸掛，不應在水平方向上對匯流排進行定位。

在施工現場的定位測量中，可采用經緯儀進行測量。首先，應對R-02懸掛點拉出值進行精確的定位測量，將經緯儀定位于R-02懸掛點的投影；其次，結合R-04懸掛點的拉出值，鎖定經緯儀的角度；最后，結合經緯儀鎖定的角度和工作支接觸線下錨的里程，對工作支下錨點的位置進行精確定位。安裝完成的匯流排終端與切槽匯流排位于一條直線，沒有水平方向的轉角。

4.2 下錨吊柱的長度

下錨吊柱長度的測量應考慮足夠的富余，以避免吊柱過短引起接觸線坡度過大而對匯流排終端產生豎向彎矩。因此，建議工作支與非工作支接觸線下錨吊柱的底部標高，以保證吊柱與匯流排之間的高差大于150 mm 為宜[5]。

5 結語

剛柔過渡時架空接觸網的關鍵技術，通過對重慶軌道交通六號線支線二期工程剛柔過渡的實施分析，首先應結合實際的線路、行車及結構形式等選擇合適的剛柔過渡方案，其次不可避免在曲線段設置剛柔過渡時應可盡量減小柔性錨段長度，再次合理選擇跨距及安裝方案以優化弓網關系，最后準確測量能保證設計意圖的正確表達。