曲线区段接触线拉出值计算浅析

曲线区段接触线拉出值计算浅析摘要随着电气化铁路的高速发展，接触网设备的稳定性对其各项技术 参数的要求越来越高。为了保证受电弓和接触线的可靠接触、不脱线 和保证受电弓磨耗均匀，要求接触线在线路上按技术标准固定位置， 这个固定位置在曲线区段有着特殊的要求。本文同时分析了曲线区段 接触线拉出值超标的原因，并提出了相应的解决办法。关键词：曲线；接触线；拉出值；0引言接触线拉出值是接触网自身结构参数，其取值的大小直接关系到 弓网运行安全。在运营中发现曲线区段拉出值易超标，这是因为在拉 出值的设置，如未考虑受电弓中心线在气象条件、线路参数、机车及 受电弓型号及参数、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变 化，容易出现几何尺寸不符导致设备侵入受电弓动态。基于此种情况， 有必要对曲线区段拉出值进行分析，提出解决措施，确保机车良好受 流。1接触线拉出值的基本知识1.1拉出值的作用接触线的拉出值（之字值）可以使在运行中的电力机车受电弓滑 板工作面与接触线摩擦均匀（否则会使滑板工作面某些部分磨出沟 槽，降低受电弓使用寿命），保证接触线与受电弓接触，不发生脱弓，避免因脱弓造成的弓网事故。1.2拉出值的大小接触线的拉出值的大小由电力机车受电弓最大允许工作范围 （950mm）、线路情况、行车速度等因素决定。在直线区段，线路中心 线与机车受电弓中心线重合，接触线沿线路中心线上空成“之”字形 对称布置，即所谓直线区段，接触线拉出值也称“之”字值的原因， 一般情况下其标准值为士 300mm （当定位点位于线路中心和支柱之 间时，记为正，否则记为负），在线路行车速度大120km/h线路上， 考虑到车速提高后机车受电弓左右摇摆量及高速下接触线的摆动量 的增加，“之”字值一般选定为士 200mm，允许误差范围为士 30mm。 曲线区段电力机车车身随线路的外轨超高向曲线内侧倾斜，受电弓也 呈倾斜状，线路中心线与受电弓中心不重合，曲线区段上随曲线半径 不同拉出值有差异，一般在150-400mm之间。拉出值的允许误差为 士 30mm。如果地理环境受限或设备特殊，拉出值也可以适当增大（或 减小），但拉出值最大不超过受电弓滑板允许工作范围（950mm ）的二分 之一，即拉出值最大不得大于450mm。拉出值（之字值）的选用必须保 证最大风偏移时，跨距中任一点接触线产生的最大偏移不超过规定的 受电弓允许工作范围。2曲线区段拉出值超标原因分析拉出值是指定位点处接触线距受电弓滑板中心的距离，在曲线区 段拉出值的选取由（1）式确定。(1)a=m+c式中:a 接触线拉出值(mm)； m-定位点处接触线与线路中心的水 平距离(mm)； c定位点处受电弓中心与线路中心的水平距离(mm), 由c=h*H/L确定(h为外轨超高；H为接触线高度；L为轨距)。但在动态取流条件下，由此确定的拉出值常存在超标情况。下面 就影响弓一网相对位置变化的几个主要因素做一些理论分析。2.1运行速度对受电弓中心线位置的影响列车通过曲线区段时，为了平衡自身重力产生的惯性离心力，保证内 外两股钢轨受力相等，均会将外轨抬高.其抬高的设计值为：h=11.8V2p/R式中：Vp 一设计平均速度(km/h)；R曲线半径(m)实际上，通过曲线的各次列车，其速度不可能是相同的，当运行速度VVp时，外轨超高不足，产生欠超高，而当V Vp时，产生过超高，这些未被平衡的超高使得设置在机车与转向架之间的弹簧产生压缩 或伸张，进而使受电弓 中心线发生偏移，如图 1所示。当存在未被平 衡的超高Ah时，转向 架两侧出现偏载，偏载 量 Q1 为： q = QH1 S 2 A4 那么，弹簧压缩(伸长)量 x=AQ1/C1由此造成受电弓中心线的变化:叫=(H - H2)*之由以上公式可得：七=(H -H2) *QHQh/(aCL)式中：Q-平均轴重(kN)；H1-车体重心高度(mm)；H2-车底板到轨面的距离(mm)；C2-弹簧垂直总刚度；2a一两侧弹簧的距离；L 一轨距；H一接触线高度(mm)；h一未平衡超高(mm)。2.2施工误差对曲线区段拉出值的影响由于列车实际上不是一个完全的刚性体在运行检测中会产生各种形式的振动，其中由横摆和侧滚合成两种振动形式，一种是振动轴以车 体重心以下的车体下心滚动，另一种是振动轴在车体重心以上的车体 上心摆动，经过理论分析和实践表明，影响拉出值横向偏移的因素很 多，但是起决定性影响的是车体侧滚振动，而且主要是下心滚摆。如果接触线的正常高度按6000mm计算，车体以转向架心盘中心为转 动中心，以心盘距轨面600mm计算，则心盘距受电弓中心为5400mm， 当车体倾斜1时，受电弓中心横向偏移距离为：d=5400Xtgl=5400 X0.0175=94.5mm,因此车体即使侧滚一个很小的角度，受电弓中心也 将随着侧滚的方向产生很大的偏移。在接触网施工中，一般是严格按 设计图纸施工，没有考虑车辆的侧滚对拉出值的影响。3解决方法经过多次试验，认为应从以下几个方面来考虑减小拉出值超标问题:(1) 施工单位在曲线上调整拉出值时，应尽量使拉出值不超过设计值， 同时拉出值施工误差应在规定范围内。(2) 接触线调整完毕后，要经常了解工务部门的路基维护保养状况， 重点加强对曲线段超高的检查。(3) 在冷滑过程中，由于车辆侧摆的影响，拉出值有可能超标，应根 据动态测量结果调整拉出值，保证电力机车的正常受流。(4) 设计部门也应考虑到车辆侧摆引起受电弓中心的偏移量，特别在 小曲线半径上低速运可以减少小半径曲线上的拉出值和跨距。4结束语曲线区段的接触线拉出值比较特殊，影响拉出值的因素也很多，无论 是进行施工和维护中，都要注意影响拉出值超标的各因素的变化，做 到预防在前，维修在后，保证几何参数不发生变化。参考文献：1. 李伟.接触网.中国铁道出版社2000年3月出版2. 电气化铁道接触网(德).中铁电气化局集团有限公司3. 于万聚.接触网设计及检测原理.北京:中国铁道出版社1991年8月 出版