第56章 接触轨式接触网结构及施工技术.docx

1、第56章 接触轨式接触网结构及施工技术第5章 接触轨式接触网简介 学习目标 1.认识接触轨系统，理解供电原理。 2.了解接触轨在不同情况下的布置及相对于钢轨的安装位置。 3.了解接触轨的跨距、锚段长度、断轨的设置、电连接的设置、中心锚结的设置。 4.懂得接触轨的组成、接触轨的结构、三种安装形式。 5. 了解端部弯头、中间接头、防爬器、绝缘底座等的结构作用。 5.1 接触轨系统简介 5.1.1接触轨系统及供电原理 接触轨式接触网是沿走行轨道并且与之平行敷设的牵引供电线路。因其敷设在钢轨旁边，且形状与钢轨类似，故又称为第三轨。其功能与架空式接触网一样，通过它将电能输送给电动车组。不同点在于，接触轨

2、是敷设在铁路旁的具有高导电率的特殊软钢制成的钢轨（或钢铝复合轨）。 接触轨供电系统以接触轨为正极，走行轨为负极，并分别通过上网电缆和回流电缆与牵引变电所连接。 接触轨式接触网的供电电压为直流7501500v。它主要用于地下铁道，因为第三轨供电，占用空间小，施工安装方便、结构简单、供电可靠、维护方便、景观效果好。 DC1500V三轨系统国产化零部件主要包括：钢铝复合轨 、 整体绝缘支架 、防护罩及 支撑件，如图5-1-1所示。 接触轨断面 图 桥上接触轨布置形式图5-1-3 整体绝缘支架接触轨示意图5-1-1防护 。列车通过集电靴与在三轨系统上运行的机车，其下部旁边设有集电靴（也叫受电靴） 5-

3、1-2导电轨滑动接触而取得电能。如图所示。 1 图5-1-2车辆集电靴实物图 集电靴的设置要求：集电靴的设置要使机车在通过三轨断电区时不发生瞬时断电现象，即两电气连通的(1) 集电靴间的最小距离要大于三轨断电区的长度。 (2)由于三轨在道岔和车站站台处换边布置，因此要求车辆的两侧都要设置集电靴。 5.1.2 三轨系统的布置 接触轨的布置原则(一) 在高架桥上，接触轨安装于列车行进方向的右侧。如图1.5-1-3所示。 2.5-1-4所示。在地下区段，接触轨安装于列车行进方向的左侧。如图 地下接触轨布置形式5-1-4 图 2 3.在道岔等特殊区段换边布置，车站布置在站台对面。如图5-1-5所示。

4、图5-1-5 车站接触轨布置示意图 避免旅客跌落在线路上而发三轨在车站站台处布置在站台的对侧，使得三轨远离旅客， 生电击事故。 )接触轨的安装位置(二，接触轨的受流面距走行轨轨顶面的垂直接触轨中心至线路中心的水平距离为2200mm。在圆曲线及缓和曲线上，接触轨安装根据曲线情况与走行轨保持一致。如图170mm距离为 所示。5-1-6 三轨直线安装图图5-1-6 5.1.3接触轨的跨距 接触轨跨距应根据授流方式、接触轨挠度、支持结构形式确定。钢铝复合轨的跨距一般不宜大于5m，膨胀接头处跨距以不大于3m为宜，在膨胀接头、端部弯头、道岔及曲线处间距应相应减小。 5.1.4.断轨的设置 通过断轨的设置可

5、对接触轨进行机械分段、也可进行电分段。 1.机械分段主要设置在道岔，地下车站人防门、防淹门，车站换边等处。断轨采用接触轨自然断开方式，两断轨间用电缆进行电气连接，断口大小根据具体情况确定。 3 2.电分段主要设置在正线有牵引变电所车站的进站端，正线间的渡线、折返线、停车线 与正线间设电分段；断轨采用接触轨自然断开方式，两断轨间电气不连接，断口长度不大于27m。断轨处接触轨端部均设置端部弯头。 5.1.5电连接的设置 接触轨在同一供电分区相邻断轨之间设置电连接，用电缆将固定在断口两端接触轨上的电连接板进行电气连接。温度伸缩接头处的电连接采用铜板或铜杆连接，包含在中间过渡预留伸缩缝接头部件中。 5

6、.1.6锚段长度 目前，三轨系统的接触轨多采用钢铝复合轨，其补偿装置为膨胀接头。膨胀接头是通过两个预留间隙对由于温度变化引起的三轨纵向伸缩进行补偿。相邻两组膨胀接头之间的温度伸缩补偿段称为锚段。地面区段锚段长度为75m，地下隧道内锚段长度为90m，距洞口500m范围内的隧道中设置的锚段按地面段考虑。 5.1.7中心锚结的设置 中心锚结（也叫防爬器）一般设置在两膨胀接头之间，即一个锚段的中部设置一处中心 锚结。其作用是防止接触轨因温度变化或其他原因而产生纵向爬行。 5.1.8道岔区段三轨布置应满足的要求： 道岔区段三轨的布置应满足列车正常、安全行驶的要求，以保证列车在正线行驶时，集 电靴不碰触岔

7、线敷设的三轨，列车由正线驶入岔线或由岔线驶入正线时，不碰触正线敷设的三轨。另外在道岔转辙机500mm范围内不敷设三轨。因此可以说，道岔区段三轨的布置与三轨的安装位置、车辆的外轮廓尺寸（集电靴处）和道岔的型号，转辙机的位置等有关。当上述条件成熟时，三轨在道岔区段的布置也就形成了。图5-1-7为9道岔,图5-1-8为12道岔三轨布置示意图。（图中L1.L2由设计给定）。 图5-1-7 9道岔三轨布置示意图 4 5-1-8 12道岔三轨布置示意图图 5.2 接触轨式接触网的组成 接触轨式接触网主要由接触轨、端部弯头、接触轨接头、防爬器和绝缘底座等构成。 5.2.1 接触轨 接触轨是三轨系统中的导电轨

8、。接触轨有低碳钢轨和钢铝复合轨。在同一线路上不宜 采用不同材质的接触轨。DU52和低碳钢导电轨主要的特点是磨耗小、制作工艺成熟、价格较低，主要规格有DU48 型。这两种导电轨重量轻，导电性高，适用于下部接触式受电方式。目前，推出一种钢铝复合轨，钢铝复合轨的主要特点是导电率高、重量轻、磨耗小、电。65mm，高度为105mm6000A能损耗低，类型从300A至均有。钢铝复合轨的接触面有效宽度为 结构见图5-2-1所示。 复合导电轨是钢导电轨升级换代的产品，具有广泛的应用前景。主要优点如下： 1.它的电阻小，因而可以延长供电距离，减少变电所数量； 2.耐磨性好、电损失小、抗腐蚀和氧化性能好；(300

9、） 3.电阻率低（约为钢导电轨的24%，导电性能大幅提高，可通过较大的电流 ；6000A) 接触轨重量轻，悬挂点间距可适当加大，从而减少了支架数量及维修量。4. 铝合金轨 钢带 图5-2-1 接触轨的结构图 。接触0.049mm接触轨的接触面为不锈钢材料，对不锈钢层进行了磨耗实验，磨耗量为 磨耗层可以全部利用，其使用寿命大于100年。6mm轨的100m 15m接触轨制作的标准长度为。接触轨的弯轨制作：当线路的曲线半径大于等于 5 时，钢铝复合轨可以在施工现场直接打弯；当线路的曲线半径小于100m时，钢铝复合轨则在工厂加工预弯。 接触轨的安装形式可分为上磨式、下磨式和侧磨式（侧面接触式）三种。

10、1.上磨式 上磨式接触轨安装在专用绝缘子上，底朝下授流面朝上，机车受电靴通过下压力取流。如图5-2-2所示。 上磨式的接触压力不由受流器（集电靴）的重量和磨耗情况决定，而只受弹簧支座特性的控制，受流平稳。 上部接触轨授流方式，只能从顶部和线路外侧对接触轨进行防护，因此防护不够严密，安全性稍差，接触轨表面容易附着杂物、粉尘、冰雪等，对列车取流会产生一定的影响。 图5- - 上磨式接触轨结构图 2.下磨式 下磨式的接触轨底朝上，紧固在绝缘子上，并且由固定在轨枕上的弓形肩架予以支持（或直接安装在绝缘支架上），如图5-2-3所示。 下磨式接触轨结构图5-2-3图 下磨式接触轨的授流面朝下，机车受电靴通

11、过上抬力取流。下部接触式授流方式，防护罩可以从顶部和内、外侧对接触轨进行防护，紧密地罩住接触轨，使接触轨不易附着、粉 6 尘及冰雪等杂物，防护更加严密，可防止人员无意识地触及接触轨带电部分，因而安全性更高。 下磨式的优点是便于加防护罩，对工作人员较为安全。这种方式安装结构较为复杂，费用较高。 3.侧磨式 侧磨式接触轨是将接触轨底部侧面通过绝缘子安装在固定支架上（或直接安装在绝缘支架上），集电靴自侧面接触取流。安装形式如图5-2-4所示。其主要特点与下部受流方式基本相同，但安装最复杂，造价也高，在世界各国地铁中只有日本应用过这种类型。 5-2-4 侧磨式接触轨结构图图 端部弯头5.2.2 用于引

12、导受电靴可靠过渡或平稳离开端部弯头是安装在接触轨断口处与接触轨相连接，而安装在接触为了保证集电靴从一个锚段顺利过渡到另一个锚段，接触轨的受流面的部件。车轨锚段两端、向上翘起的特制钢铝复合轨。分为正线和车场线两种，正线长度为5.2m 所示。5-2-5场线弯头长度为3.4m。如图 图5-2-5 端部弯头实物图 7 5.2.3 接触轨接头 接触轨接头分为普通接头、膨胀接头和绝缘接头三种。 1.普通接头 普通接头即相邻的两根接触轨的连接固定。普通接头采用钢制鱼尾板进行各段导电轨 的连接，要求接头与支撑点的距离不小于600mm。 每一套普通接头配有紧固件4套，每套包括M16型螺栓、碟形弹垫各一个，螺母、

13、平垫各两个，采用双螺母可防松。碟形弹垫和平垫为不锈钢材质。 普通接头本体上有四个17孔，且对称分布。如图5-2-6所示。 1-接触轨 2-连接螺栓 3-鱼尾板 普通接头连接形式图5-2-6 2.膨胀接头 膨胀接头：连接两段接触轨，用于补偿接触轨因热胀冷缩产生的长度变化的部件。连接情况如图5-2-7所示。这种接头分成三段接触轨，中间轨较短，两侧轨较长，长轨与短轨之间通过鱼尾板连接，以保证集电器能够顺利通过膨胀接头，膨胀接头的总长为 17751995 mm，小于接触轨的支撑间距。膨胀接头的安装位置在接触轨两支架之间任意安装，但应距支撑点不小于600 mm，膨胀接头的间隙根据安装曲线确定。 图5-2

14、-7膨胀接头的安装效果图 3.绝缘接头：绝缘接头起电分段的作用。它是用榉木鱼尾板代替普通接头的钢制鱼尾板，将两接触轨端头进行紧密连接。在两轨端头留有50mm的间隙，以空气为绝缘介质。 8 防爬器5.2.4防爬器即中心锚结，它是防止接触轨因温度变化或其他原因而产生纵向爬行的一种固 定装置。其类型有普通防爬器和锚结用防爬器两种。普通防爬器的作用是将接触轨与绝缘支架进行固定，防止接触轨长轨: 1.普通防爬器分别位于绝普通防爬器设置在锚段的中部，每处安装两套普通防爬器，向两侧不均匀窜动。每套普通防爬器由夹住绝缘支撑，从而限制接触轨在顺线路方向上的滑动。缘支撑的两侧， 5-2-8所示。一对梯形截面铝块组

15、成，用两套紧固件安装固定。安装效果如图 通普 防爬器 安装效果图图5-2-8 锚结用防爬器除了将接触轨与绝缘支架进行固定外还把接触轨与地面锚结用防爬器：2.下锚使固定更可靠坚固。固定物进行固定，锚结用防爬器安装在曲线部位绝缘支架的两侧， 5-2-9所示。固定，安装效果如图 锚结用防爬器图5-2-9 5.2.5绝缘底座 绝缘底座是支撑并固定接触轨、起支撑及绝缘作用的装置。 9 下磨式接触轨的安装底座一般采用绝缘式整体安装底座。整体底座一般安装在轨道整体道床或专用基础上，如图5-2-10所示。 5-2-10接触轨绝缘底座实物图图 防护罩及防护罩支撑5.2.6不无卤、防护罩和防护罩支撑均采用玻璃纤维

16、增强树脂材料，该材料具有绝缘、低烟、 生锈、不易燃烧等特性。其采用材质和制造工艺与整体绝缘支架基本相同。 本章小结 1.接触轨系统及其供电原理。 2. 接触轨在不同情况下的布置及相对于钢轨的安装位置。 3.接触轨的跨距、锚段长度、断轨的设置、电连接的设置、中心锚结的设置。 接触轨的组成、接触轨的结构、三种安装形式。4. 端部弯头、中间接头、防爬器、绝缘底座等的结构作用。 5. 题考 思 接触轨的定义及供电电压如何？1. 2.接触轨系统的供电原理是什么？ 3.接触轨相对于钢轨的安装位置如何？ 接触轨的跨距和锚段长度有何规定？4. 断轨、电连接、中心锚结的设置如何？5. 钢铝复合轨的结构及特点如何

17、？6. 7.接触轨式接触网的组成？ 接触轨的三种安装形式怎样？8. 端部弯头、中间接头、防爬器的结构及作用如何？9. 10 第6章 接触轨式接触网施工 学习目标 1.懂得接触轨式接触网施工测量的操作步骤；理解施工测量的技术要求和安全注意事项。 2.理解绝缘底座、接触轨的安装方法步骤。 3.理解电连接、防爬器（普通防爬器和锚结用防爬器）的安装方法步骤。 4.了解接地线、防护罩和供电电缆的安装方法步骤。 6.1 施工测量 依据线路情况及施工图纸找出定点端部弯头第一个支架的位置。测量前应对起测点基桩进行复核，确保起测点的正确性。复核设计与现场整个区间锚段长度，确认无误进行正式标记定测。 6.1.1准

18、备工作 1.劳动组织 序号 人员 单位 数量 备注 1 技术员 人1 技术全面负责 2 工长人 1 施工指挥 3 安全防护员 人 2 轨行区安全防护 4 施工员 人 3 具体操作 2.测量工具材料准备 序号 名称 规格 单位 数量 备注 1 钢卷尺 100m 把 1 整体拉链 2 钢卷尺5m 把 1 辅助测量 3 线坠 磅0.5 个1 辅助测量 4 水平尺 500mm 把1 辅助测量 5 孔位模具 个 1 钻孔点定位 6 综合测量仪 个1 自制（控制轨道横向垂直） 7 安全警戒灯 个2 间隙红闪 8 记号笔 支2 9 油漆0.5kg 桶1 白色（轨腰标记） 11 10 油漆 0.5kg桶 1

19、红色（孔位标记）11 排笔 把 1 纵向测量操作步骤6.1.2 以车站中心标、道岔岔心标或设计图纸标明的测量起点开始测量。1.用粉笔在钢轨定测出第一个定位点的位置，2.根据起测点里程和施工图纸定位点里程， 轨腹上作好标记，并注明锚段号和绝缘定位号及相关说明。曲线上沿曲线外沿钢轨依次测量并标记各支架定位位置，3.按施工图纸上的跨距数据， 侧钢轨进行测量，跨距测量长度适当增加。 4.一个整锚段测量完后，对此锚段全长进行复核，无误后继续进行测量。测量出各定位点位置后，进行正式测量用白油漆在钢轨轨腰处作出清晰明显的标记，5. 并标注定位点号及锚段编号等数据。 6.1.3横向测量操作步骤 1.将接触轨综

20、合测量仪中心线对齐钢轨上的纵向测量标记，并将其垂直于轨道中心线放置。在道床上标记用接触轨综合测量仪测出绝缘支持装置底座紧固螺栓孔位的中心位置，2.。同时，在接触轨综合测量仪上读数，记录该处道床或轨枕平面距出该中心点，记为“” 轨面的高度。 在曲线区段利用测量仪、水平尺和钢卷尺测出轨道外轨超高，并记录该值。3. 所示。用专用测量模板定位标记出钻孔位置，如图6-1-14. 5.用油画笔将红油漆标记于孔位位置，并在道床上标明该定位的超高，型号等相关数据。 6-1-1 横向定位测量图 技术要求6.1.4 1.测量前应对起测点基桩进行复核，确保起测点的正确性。 应使用钢卷尺进行测量，严禁使用皮卷尺。2.

21、 12 3.曲线上应沿曲线外轨进行测量，并适当增加跨距测量值。 4.测量中定位点如遇到道床伸缩缝或其他障碍物时，可做适当调整，调整范围不大于0.3m，最大跨距不超过5m。 5.膨胀元件处、端部弯头处绝缘支架定位点严格按纵向定位标记定测。 6.制作出各种模板，并标出中心线；定测时测量划出底座中心线位置，并套模确定出钻孔位置。 7.横向测量时，绝缘支撑的模板中心线应垂直线路中心线，孔距间的施工误差为2mm。 6.1.5安全注意事项 1.所有人员进入施工场地必须戴安全帽、穿防护服。 2.安全防护员及时到位并在可见范围内保证通信联络的畅通。 3.施工完毕清理现场，确认对行车无影响时人员方可离开。 4.

22、注意既有设施的成品保护，文明施工做到工完料清。 6.2绝缘底座安装 6.2.1 作业准备 1.劳动组织 序号 人员 单位 数量 备注 1 技术员人 1 技术全面负责 2 工长 人1 现场指挥 3 安全防护员 人 2 现场安全防护 4 电工人 1 电源接点 5 施工员 人 5 具体操作 2.施工机具准备 名称 规格 单位 数量 备注 1 轨道车 台 1 配平板用于材料转运 冲击钻 TE25 台 1 配专用钻头 2 吹尘器 个1 3 综合测量仪 把 1 4 孔位模具 个 1 5 配电盘 32.5 个 1 6 发电机 台1 备用（无临电处用） 7 专用敲击工具 套 1 13 8 手锤4磅 把1 9

23、钢卷尺 5m 把 1 10 清孔毛刷 把 1 11 扭矩扳手 把2 12 记号笔 支 1 13 电工工具 套1 14 水平尺 500mm 把 1 15 水磨钻 台 1 定位点无法调整时打孔16 安全警戒灯 个 2 间隙红闪 3.材料准备 序号 名称 规格单 位数量 备注1 后切底膨胀螺栓FZA22*100M16/80 套 若干 用于直线2 后切底膨胀螺栓 FZA22*100M16/100 套 若干 用于曲线3 绝缘支架底座DZ 套 若干 用于直线4 绝缘支架底座 DQN 套若干 用于曲线5 绝缘支架型528 套 若干 用于直线6 绝缘支架458型 套 若干 用于曲线（端部弯头） 6.2.2 钻

24、孔操作步骤 1.施工班组检查核对各类数据无误后，准备好冲击钻、专用钻头和钻孔模板。，套用钻孔模板，核查钻孔孔位。使用钢以施工测量时标记在道床上的基准点（线）2. 筋探测仪探测钻孔范围内是否有钢筋，以便适当调整避开钢筋。人持冲击电钻开始钻孔，并保15mm的凹槽，取下模板，3.先套模板在孔位上钻出3 人握吹尘器将尘屑吹向无人侧。持钻头垂直于安装平面，1钻头挡板即抵住道床或轨枕平面，后切底式螺杆锚栓采用专用钻头，达到钻孔深度后，4. 以钻头加粗部分为支点进行环状旋转，对钻孔底部进行锥形扩削，形成柱锥钻孔。 5.钻孔完成后，测量检查孔深、孔距等尺寸并做好钻孔记录。 螺栓安装6.2.3 螺栓安装前先清孔

25、，先用清孔毛刷、清孔气囊彻底清除孔屑及孔内杂物。1.将锚栓膨胀套管推至低将后切底锚栓放入孔中，使用专用安装工具安装。2.锚栓安装， 2mm，露出蓝色标记，即表示锚栓已安装到位。1于混凝土表面至 14 螺栓预埋效果图图6-2-1 6.2.4螺栓拉力测试 1.在待测螺栓上安装好测试仪。分钟，期间如无异常，即通过测试，做好352.逐渐加大拉力至规定测试值，并保持 测试记录。 3.如螺栓被拉出，应分析找出原因，并对同一作业批次的螺栓全部测试。 6.2.5整体绝缘支架安装安装选择相应类型的绝缘底座。1.绝缘底座选型，根据测量记录的曲线外轨超高数据， 前，对将要安装的各零部件先进行检查，并依据图纸核实型号

26、。施工安装班组将装配好的整体绝缘支架利用轨道作业车运至施工2.整体绝缘支架安装， 现场，逐点对号按设计要求及相关标准安装。要求整体绝缘支架安装正确、牢固，配件齐。高度、平行度、侧面限界初调。采用接触轨综合测量仪、水平尺以及钢卷尺相结合初3. 步调整整体绝缘支架的铅锤中心线与轨面垂直，侧面限界初调至设计值，高度初调至设计值。 图6-2-2 底座、绝缘支架安装效果图 15 6.3 接触轨安装 6.3.1作业前的准备 1.接触轨安装前应进行外观检查， 接触轨的运输单元为每12根轨一捆，采用单根防水、防潮包装后，装入钢制框架箱，加木制防护垫，经螺栓压紧，以防止各向窜动的包装形式，能够有效地保证接触轨运

27、输、吊装。 2.在接触轨装卸作业中应遵守下列规定： (1)接触轨应采用长度大于1/3轨长的横梁配两根以上吊带进行吊运； 图6-3-1起吊位置 吊带必须采用尼龙等柔性材料，禁止使用钢丝绳或钢带；(2)必须采取有效措施防止因轨的端部发生摆动使用叉车吊运长度大于(3)6m的接触轨时， 而引起的损环；接触轨堆放场地平整，堆垛应放在支垫物上，支承点不得小于四个，多层叠放时各(4) 层支垫物位置在同一垂直线上，各层支承点在同一平面上。层，在与接触轨垂直的方向上放一层横梁，以提高堆若接触轨成捆堆放，要每隔3 (5) 6-3-2所示。放的稳定性，如图 接触轨堆放示意 6-3-2接触轨码放示意图图 预制接触轨3

28、.米接触轨加工制作实际需要长度的接触轨。首先在接触151)（接触轨切割、钻孔。由 16 轨专用制作平台上，使用接触轨切割机，根据实际所需接触轨长度，切割接触轨。接触轨切割机垂直于接触轨纵向中心线，割切后的接触轨切割面要保证与接触轨纵向中心线呈90直角，且整个截面切割平整，符合接触轨截面尺寸偏差要求。切割完成并达标后，使用接触轨钻孔工具，进行钻孔。切割、钻孔后的余渣应清除干净，并用角磨机和锉刀将切割平面及孔洞周边的毛刺清除。预制完成并达到标准后，进行试对接，对接后接缝应密贴，无错位偏斜现象，满足接触轨安装设计要求及标准。 （2)接触轨预弯，依据设计要求，在线路的曲线半径小于等于190m时，要对接触轨进行提前预弯。根据现场实际及设计图纸，提供预弯