李 璐 李宏峰 毛智强

中国铁路沈阳局集团有限公司 辽宁 沈阳110001

0 引言

目前,高寒地区高速铁路采用的整体吊弦大多为欧洲引进的冲压载流吊弦的改进部件,整体吊弦吊弦线采用铜合金绞线,由49股单丝绞合,型号为JTMH10。

1 高寒地区高速铁路接触网吊弦缺陷现状

1.1 缺陷分布 通过对几条线路设备数量、缺陷数量、百条公里缺陷率进行统计、分析,归纳吊弦缺陷分布特征。

序号线别设备数量缺陷数量百条公里缺陷率1京沈客专线1197.32 939 78.43%2沈大高速线1068.898 711 66.52%3新通客专线553.933 308 55.60%

1.2 吊弦折断位置 通过对近年来沈大高速线9处折断吊弦位置进行分析,发现折断吊弦的主要位置在压接管位置附近,其中5件位于上部承力索压接管位置,3件位于下部接触线压接管位置,1件位于下部吊弦线位置。

1.3 新开通线路吊弦线扭结问题 通过对京沈客专线252根损伤整体吊弦进行更换,对损伤部位状态进行分析,发现252根整体吊弦均存在扭结问题,扭结圈数为3-8圈不等。

1.4 整体吊弦质量劣化问题2020年6月份、10月份,分别对京沈客专线阜新至黑山北区间吊弦状态进行4C检测试验、对比分析,期间不对吊弦缺陷进行处理,通过两次分析发现,10月份吊弦缺陷数量较6月份增加3件,增加的3件中2件为硬弯、1件为鼓包缺陷。

2 吊弦缺陷原因分析

2.1 缺陷位置与压接工艺 沈大高速线2012年开通运行,现阶段整体吊弦折断位置主要分布在上、下部吊弦压接管位置。其主要原因是原有压接管压接方式为三点犬牙式压接,在压接管处韧性较差的吊弦既要承受较大压接应力,又受到反复弯曲、相互间的摩擦力作用,因此易在压接处出现断丝、断股问题。

2.2 施工作业标准不规范 京沈客专线吊弦线扭结问题主要原因为施工单位人员不按标准施工,或施工阶段为调整导高缺陷、一跨内高差缺陷等,直接将接触线吊弦线夹打开,然后将不受力吊弦进行扭结,实现接触网几何参数缺陷的调整。后期在设备运行阶段,吊弦扭结部位反复受到拉应力作用,由于整体吊弦吊弦线由49股单丝绞合而成,扭结部位单丝受力不均导致部分单丝拉断,进而演变成断股、鼓包状态,最终在该位置发生折断故障。

2.3 动车组运行速度与整体吊弦缺陷正相关 京沈客专线百条公里缺陷率比新通客专线高22.8 3%,其主要原因是动车组速度越高,弓网接触力越大,吊弦动态抬升量越大,受重力及张力作用,吊弦线的拉应力越大,动车组通过后整体吊弦振动频率越高,吊弦线劣化速度越快,进而导致断股、鼓包等设备缺陷增多。

2.4 整体吊弦劣化趋势的监测 整体吊弦折断前会出现损伤、鼓包等问题,但受4C装置吊弦清晰度效果影响,吊弦缺陷劣化趋势无法通过4C分析进行及时监测。

2.5 冰冻雨雪天气影响 高寒地区的冰冻雨雪天气较多,损伤吊弦线内部易进入雨雪,雨雪结冰后吊弦线内部产生张力,加剧了损伤吊弦线的老化。

3 整改建议

3.1 新型耐疲劳整体吊弦的应用 一是吊弦线采用新型耐疲劳、耐腐蚀线;二是采用新型压接管、压接方式及心形环;三是改进整体吊弦安装工艺。将现有吊弦逐步更换为新型耐疲劳的整体吊弦。

3.2 缩短整体吊弦大修周期TB/T2073-2010对接触网零部件振动试验中振幅的规定为±35 mm,振动次数为200万次。按照该数据要求,繁忙干线2-4年既需更换一次,建议将接触网设备精测精修周期中关于现有整体吊弦的大修周期改为4年。

3.3 加强对缺陷吊弦的监测TJ/GD006-2014对接触悬挂(吊弦、线夹等)单幅画面像素要求不低于500万。该像素质量要求无法满足对吊弦缺陷劣化趋势的监测要求,需要求单幅画面像素不低于1600万、相机数量不少于4个,实现对吊弦缺陷劣化趋势的分析,及时对缺陷吊弦进行整改。

4 结语

高寒地区接触网整体吊弦受材料质量、施工工艺、动车组运行速度、外界环境等因素影响,吊弦缺陷数量较多,易发生击打动车组受电弓的弓网故障。需要探索新型耐疲劳整体吊弦的应用,提高整体吊弦运行质量;通过对吊弦劣化趋势监测、分析,及时更换损伤吊弦,合理制定整体吊弦大修周期。