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之字值与拉出值在城市轨道交通接触网技术中的重要作用

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:定位点至受电弓中心运行轨迹的水平距离,在直线区段称为之字值,在曲线区段称为拉出值,一般用符号“a”表示。之字值和拉出值的作用是使受电弓滑板磨耗均匀并可靠接触,防止发生脱弓和刮弓事故。a值为设计标准拉出值,一般可在接触网平面图中查到。通过现场实测可以得到h、H、L,计算出c值,根据标准拉出值即可推导出标准的m值(m标)。在拉出值检调中,将定位点向曲线外侧移动,称为拉;将定位点向曲线内侧移动,称为放。

之字值与拉出值在城市轨道交通接触网技术中的重要作用

定位器将接触线固定在正确的位置上就叫定位,定位器、定位线夹与接触线固定处叫定位点。定位点至受电弓中心运行轨迹的水平距离,在直线区段称为之字值,在曲线区段称为拉出值,一般用符号“a”表示。之字值和拉出值的作用是使受电弓滑板磨耗均匀并可靠接触,防止发生脱弓和刮弓事故。

1.拉出值的大小

接触线的拉出值的大小由电动列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,图2-41所示为受电弓及受电弓滑板。

图2-41 受电弓及受电弓滑板

(a)轻轨车上的受电弓;(b)受电弓滑板

城市轨道交通直线区段,线路中心线与电动列车受电弓中心线重合,接触线沿线路中心线上空呈“之”字形对称布置。柔性接触网的拉出值标准为±200mm;刚性接触网在沿轨道500 m范围内的拉出值宜为±200mm~±250mm,200 m范围内的拉出值宜为±180mm。之字值的正负表示定位点处接触线的位置,当定位点位于线路中心线和支柱之间时,记为正,否则记为负。

在曲线区段,为解决电动列车运行时产生的离心力,将曲线外侧轨面抬高,称为外轨超高。图2-42为曲线段列车运行时受力分析情况。曲线外轨超高值同列车运行速度和曲线半径大小有关,在现场,超高值一般标记在曲线内侧。曲线段由于外轨超高,使电动列车向曲线内侧倾斜,造成受电弓中心与线路中心不重合,产生一个偏移距离(符号“c”表示),拉出值(符号“a”)在曲线段上会随曲线半径不同而有所差异,一般为150~400mm,具体数值需查阅接触网设计平面图

图2-42 曲线段列车运行受力分析

2.拉出值的检调

由于电动列车运行过程中受电弓产生的振动会造成定位装置上零部件的松脱,从而使拉出值变化,故一般会在春秋两季(接近设计平均温度)根据接触网设计平面图对接触网的拉出值进行检调。现场对接触线拉出值(之字值)的检调,借助于线坠和道尺(图2-43),以方便地确定接触线与线路中心线之间的水平距离。

图2-43 线坠和道尺

(1)直线区段检调。

在直线区段,由于线路中心线和受电弓中心线重合,故检调时可以直接通过测量定位点处接触线的垂直投影距线路中心线的距离来确定之字值。图2-44为直线段检调理论图示。

图2-44 直线段检调理论图示

a—拉出值;L—轨距;L1—定位点处接触线的 垂直投影距近轨中点的距离

(2)曲线区段理论。

在曲线区段,由于线路外轨超高,电动列车倾斜使得受电弓中心线和线路中心线不重合,产生了一定的偏斜距离,故在检调过程中,无法直接测量定位点处接触线距受电弓中心线的水平距离(即a值),只能通过定位点处接触线对线路中心线投影的位置间接确定对受电弓中心的位置。

如图2-45所示,a值、m值和c值三者之间的关系如式(2-7):

图2-45 曲线段检调理论图示

式中 a——定位点处接触线距受电弓中心线的水平距离,mm;

m——定位点处接触线距线路中心线的距离,mm;

c——线路中心线距电动列车受电弓中心的偏斜距离,mm。

①m值。

m值在现场可通过线坠和道尺测得(图2-46)。在位点处下垂线坠至轨平面,测量线坠尖端至线路中心的距离,由于线路中心不易确定,可先测量至近轨距离L1,然后用半个轨距L/2减去该距离,即为m值。

图2-46 m值测量理论图示

②c值。

c值可利用图2-45中几何关系求出,见式(2-8):

式中 c——线路中心线距电动列车受电弓中心的偏斜距离,mm;

h——曲线外轨超高,mm;

H——定位点处接触线距轨面的高度(导高),mm;

L——轨距,mm。

③h值。

外轨超高h值可根据线路曲线半径和线上列车允许通过的最大时速而定,《地铁设计规范》中规定最大超高值为120mm。计算公式见式(2-9):

式中 h——曲线外轨超高,mm;

——线路允许最大的行车时速,km/h;

R——线路曲线半径,m。

为了应用方便,外轨超高值也可查表2-4曲线外轨超高参考值。现场检调时,超高值一般采用现场测量值。

表2-4 曲线外轨超高参考值 mm

导高H值可以在现场实际测量得到,当导高为6000mm时,为简化现场计算,c≈4 h。

轨距L值是指两钢轨顶面向下16mm处之间的距离,可以用轨道道尺测量得到。我国轨道交通直线区段标准轨距为1435mm;曲线区段,为使列车圆滑地通过曲线,轨距有所加宽,其加宽量见表2-5。

表2-5 超距参考值

(www.xing528.com)

(3)曲线区段检调。

曲线区段拉出值检调具体步骤如下:

①确定计算条件。

a值为设计标准拉出值,一般可在接触网平面图中查到。如果图纸中没有标注,可参考表2-6。通过现场实测可以得到h、H、L,计算出c值,根据标准拉出值即可推导出标准的m值(m)。m值有正负之分,当接触线定位点投影在线路中心线与外轨间时m值为正值,当在线路中心线与内轨间时,m值为负值,见图2-47。

表2-6 拉出值参考值

图2-47 m值

(a)m值为正;(b)m值为负

②确定是否检调。

检调时,需和现场实际测得m值(m)相比较,当m和m的误差小于规定值(±30mm)时可以不检调;当误差大于规定值(±30mm)时应该进行检调。mΔ 为标准位置m和现场实际位置m的差值,如式(2-10):

③检调方法。

在拉出值检调中,将定位点向曲线外侧移动,称为拉;将定位点向曲线内侧移动,称为放。当为正时,需要将定位点向曲线外侧拉mΔ ,当为负时,需要将定位点向曲线内侧放mΔ ,现场简称为“正拉负放零不动”。

当接触线定位点垂直投影在线路中心线至外轨间时,m为正值;在线路中心线至内轨间时,m为负值。确定正负后可代入公式计算。

综上所述,接触网检调的内涵是测量m,比照m。近年来,为了提高接触网几何参数测量效率和精度,广泛使用各种先进的接触网几何参数测量仪,图2-48(a)所示为TDJ-6多功能接触网参数测量仪,图2-48(b)所示为现场测量接触网拉出值。

图2-48 接触网参数测量

(a)TDJ-6多功能接触网参数测量仪;(b)现场测量接触网拉出值

3.拉出值的计算

例2-1 某支柱定位点接触线高度为6000mm,所处曲线半径为600 m,轨距为1440mm,设计拉出值为400mm,外轨超高为60mm。

①确定该定位点接触线距线路中心线的距离,并绘图说明。

②当现场实测该定位点接触线投影在线路中心线至外轨间,且距线路中心线距离为100mm时,是否应该调整?

已知:①H=6000mm,h=60mm,R=600 m,L=1440mm,a=400mm;

②m=+100mm。

求:①m=?

②mΔ=?

解:①

答:①定位点接触线距线路中心线的距离为150mm。绘图如图2-49所示。

②计算得出mΔ=50mm,根据“正拉负放零不动”,应使定位处接触线向外轨侧“拉”50mm。

例2-2 某区间支柱定位点接触线高度为6000mm,所处曲线半径为500 m,设计拉出值为400mm,外轨超高为120mm,轨距为1500mm,试确定该定位点接触线距线路中心线的距离,并绘图说明。

已知:H=6000mm,h=120mm,R=500 m,L=1500mm,a=400mm。

求:m=?

解:

答:定位点接触线距线路中心线的距离为-80mm。绘图如图2-50所示。

图2-49 确定例2-1 m

图2-50 确定例2-2 m

例 2-3 甲作业组在某区间104~108#支柱间进行综合检修,调整拉出值,当检调到106#支柱定位时,实测接触线定位点距线路中心距离为80mm,且接触线定位投影在线路中心至外轨之间,测得外轨超高为115mm,导高为6000mm,查接触网平面图可知该定位标准拉出值为400mm,曲线半径为800 m。工作领导人让操作人将该定位向外轨侧再拉160mm。结果作业组作业结束消令后,第一趟电力机车通过时即发生了弓网事故,请分析弓网事故发生的原因。

已知:H=6000mm,h=115mm,R=800 m,a=400mm,m=80mm。

求:m=?mΔ=?

解:①根据R=800 m,可查得L=1435mm;

答:计算得出mΔ=-160mm,根据“正拉负放零不动”,应使定位处接触线向内轨侧“放”160mm,而实际情况是工作领导人让操作人将该定位向外轨侧再拉160mm,故作业组作业结束消令后,第一趟电力机车通过时即发生了弓网事故。

通过例题可以发现进行曲线拉出值检调时,一定要注意m值的符号和检调方向,在测量、计算、检调每一个步骤中认真记录好符号。

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