单线铁道隧道内接触网悬挂方式的研究

马雪芹

摘要由于我国铁路的跨越式发展，200km/h以上的高速铁路及客运专线会是今后的主要方向，速度的提高，线路曲线半径的加大增加了隧道和桥梁在线路中的占有比例。隧道内接触网的悬挂方式直接影响到高速铁路的运行。本文主要探讨单线隧道内接触网的悬挂方式。

关键词单线隧道?高速接触网?悬挂方式?受流质量

一、高速铁路对接触网悬挂的要求

高速铁路反映与代表了一个国家的经济技术水平，客运专线线路标准较以往有很大的提高，长大铁路隧道越来越多。接触网系统是牵引供电系统中主要的供电设备之一，因此接触网悬挂系统的选择，应能保证在车速变化等各种恶劣条件下正常取流，以提高运行可靠性。

二、目前我国单线隧道主要采用的悬挂方式及特点

1.水平悬挂方式

目前，我国很多单线隧道内接触网所采取的悬挂方式为水平悬挂方式，长期运营经验证明：该方式结构简单、稳定、可靠，其装配形式得到广泛推广和使用。如下图所示：

从以往的施工、运营情况分析看，水平悬挂方式存在以下缺陷：（1）在接触线定位点局部形成硬点，影响接触网弹性的均匀度；（2）定位绝缘子已伸到了受电弓的工作范围内，成为不安全隐患；（3）承力索柔性悬挂，接触网的稳定性差。

因此水平悬挂方式已很难满足高速线路的运营模式，必须对其进行改进。

2.单腕臂支撑悬挂方式

如下图：

悬挂方式主要有以下特点：（1）大大减少了隧道内的支持点，减少了绝缘子装配数量，从而提高了隧内绝缘性能，减少了故障发生率；减少了锚栓用量提高了施工的准确性。（2）此弹性支持结构系统对初始阶段的测量要求极高，否则很难满足导高和拉出值。（3）悬挂集中对接触网容易形成局部硬点。（4）高速铁路受电弓对接触网的接触压力大，本悬挂方式限制了受电弓的有效抬升量。因此也很难满足我国高速铁路的要求。

三、隧道内接触网悬挂方案探讨

1.方案一：（1）思路：采用水平悬挂方式固定承力索，单支撑腕臂方式固定接触线。（2）特点：隧道内水平悬挂方式是一种成熟的承力索悬挂方案，具有安全和可靠性；而单支撑腕臂悬挂方式也是一种通过了多条线路施工正在安全运营的悬挂方式。该方案对隧道净空的利用非常充分，其净空利用的限制条件仅取决于滑轮框架对隧道壁的绝缘距离；隧道内接触网悬挂方式可采用全补偿简单或弹性链型悬挂。隧道内接触网悬挂方式可采用全补偿简单或弹性链型悬挂。理论上也可以满足200Km/h以上速度。（3）存在问题：①.?承力索悬挂为柔性悬挂，可能会对接触网的振动产生不好的影响；②.?承力索采用悬吊滑轮悬挂，悬吊滑轮对承力索的磨损依然存在，需要对悬吊滑轮进行改进，目前主要采用的是铜滑轮并在线胀范围内增加护线条。

2.方案二：（1）思路：本方案采用原V型简单悬挂方式悬挂承力索，套管铰环+悬吊滑轮固定承力索，单支撑腕臂悬挂方式进行接触线定位。（2）特点：隧道内V型简单方式也是一种成熟的悬挂方案，具有安全和可靠性，施工简单，运营维护方便；对隧道净空利用的限制条件取决于V型悬挂的结构尺寸。日本新干线采用的隧道悬挂方式的原理与此相似。（3）存在问题：①因为增加了悬挂重量，必须对V型悬挂相应零部件进行力学校验；②方案二中承力索采用悬吊滑轮悬挂，悬吊滑轮对承力索的磨损依然存在，需要对悬吊滑轮进行改进。③该方案接触线定位全部采用反定位方式，定位管受压。（4）该方案可将V形悬挂顺线路安装，结构高度可增加至750mm。

3.方案三：（1）思路：参照水平悬挂方式采用单支撑腕臂悬挂组成水平悬挂，用套管铰环+悬吊滑轮进行承力索悬挂，单支撑腕臂悬挂方式进行接触线定位。（2）特点：该方案中承力索的稳定性最好，对隧道净空利用的限制条件取决于隧道吊柱安装结构尺寸对隧道断面的充分利用，隧道内接触网悬挂方式可采用全补偿简单或弹性链型悬挂。（3）存在问题：①.承力索采用悬吊滑轮悬挂，悬吊滑轮对承力索的磨损依然存在，需要对悬吊滑轮进行改进。②工程造价较高，施工难度大。③悬挂承力索的零件占用净空约200mm（套管绞环100mm+悬吊滑轮100mm），应进一步优化悬挂零件。（4）方案优化：考虑悬挂承力索的水平悬挂改为顺线路安装，改善接触网的弹性更好的满足高速运行中受电弓的抬升量。

4.方案四：（1）思路：该方式在承力索和接触线支撑之间用定位管支撑连接起来，构成“菱形”，温度变化导致的承力索和接触线位移依靠定位管支撑使之相互带动，更加提高了接触网的受流状态及线路运行安全可靠性，并改善了定位点的弹性及受电弓的振动量。单支撑腕臂悬挂方式进行接触线定位。（2）特点：该方案中悬挂重量分别由两悬臂支撑，接触网的稳定性较好，对隧道净空利用的限制条件取决于隧道吊柱安装结构尺寸对隧道断面的充分利用，该方案能最大限度地利用隧道净空高度加大结构高度，提高支持结构的稳定型从而获得良好的动态性能；另外该方案交之方案六，减少一个绝缘子，节约了投资。（3）存在问题：①悬挂承力索的承力索座，要进行新零件的试制，另外需进一步研究承力索受温度影响的位移情况。②施工中安装工序繁锁，不利快速高效的期要求。

客运专线线路标准较以往有很大的提高，长大铁路隧道越来越多，为保证高速电气化的施工、运营安全质量，节约施工成本等角度出发，隧道内接触网预留方案的选择成为亟待?解决的问题。