武广高速铁路接触网防灾应急预案设计
■ 李红梅
【摘 要】@@ 高速铁路接触网系统作为无备用的重要设施,应满足动车组安全运行需要,并适应高速度、高密度、大功率的供电能力要求;满足双列动车组联挂高速运行情况下,双弓取流时良好的弓网动态接触关系;满足免维护、少检修、抵御自然环境侵害的安全可靠要求.武广高速铁路采用基于高速接触网系统SiFCAT350方案的抗灾能力设计,吸纳国内外抗灾最新研究成果和工程改良措施,参照最新国际技术标准,重点借鉴德国、荷兰和日本高速铁路接触网工程建设经验.
【期刊名称】铁路技术创新 【年(卷),期】2010(000)001 【总页数】3
高速铁路接触网系统作为无备用的重要设施,应满足动车组安全运行需要,并适应高速度、高密度、大功率的供电能力要求;满足双列动车组联挂高速运行情况下,双弓取流时良好的弓网动态接触关系;满足免维护、少检修、抵御自然环境侵害的安全可靠要求。武广高速铁路采用基于高速接触网系统SiFCAT350方案的抗灾能力设计,吸纳国内外抗灾最新研究成果和工程改良措施,参照最新国际技术标准,重点借鉴德国、荷兰和日本高速铁路接触网工程建设经验。
1 主要抗灾设计预案
在武广高速铁路接触网设计中,研究识别了全线接触网生存环境可能发生的各种自然或故障灾难风险,结合灾难风险指标分析,实施了经济技术允许范围内
的有效抗灾能力分析和优化加强技术方案的设计。 1.1 抗风灾
武广高速铁路的接触网设计充分参考国际结构荷载计算的可靠度理论体系。在设计中采用了GB50009-2008《建筑结构荷载规范》附录D.5.3全国基本风压图,按照规范的强制性要求,采用50年一遇的结构计算基本风压,同时分区段考虑高路堤、桥梁及明显强风地带的风压高度变化系数及修正系数。参照EN50119修订版的条文选用了接触网结构荷载计算用的风振系数,确保全线H型钢支柱、隧道吊柱、腕臂结构等的抗风能力。腕臂结构采用腕臂支撑、定位器防风拉线等抗风设计方案。隧道内设计风速根据国际高速铁路测试数据进行选用,确定了预埋槽道基础的抗振抗风设计方案。在接触网最重要且相对薄弱、事故后恢复困难的锚段关节区、道岔区,仿效风灾较为严重的英国、日本、中国香港等国家和地区,采用双H型钢柱代替单杆双腕臂方案,分散了风载对支柱的扭矩作用,使事故恢复能力成倍提高。
风灾情况下,通过全线设置防灾监控系统,对照接触网的设计风偏和挠度检算等,采用最大运行风速30 m/s的基本条件进行正常、限速或暂时停运等多种应对预案,以保证安全。工程的系统设计参照EN50119规定,支柱基础等结构设计满足在接触线导高处的运行风荷载产生的挠度不大于25 mm,是国际上目前可采用的最高设计标准。同时在锚段关节、道岔等关键定位设计中检算导线最大风偏,确保高速铁路受电弓接触网运行时的可靠取流。 1.2 抗冰雪灾害
根据全国气象条件调查,充分考虑类似2008年冰雪灾害致使导线覆冰等情况,接触网的结构强度设计能够满足应对冰雪灾害要求。
针对冰雪引起的绝缘器件短路、导线上覆冰对受流运行的影响,增加相应的溶冰措施。如在变电所设置溶冰加热装置,通过馈线加热接触网,在天窗时间或冰雪严重时定期进行溶冰。在绝缘器件设备(如分段绝缘器、开关设备等)处设置喷洒溶冰介质的设备,定期溶冰,保护绝缘器件性能。
武广高速铁路中部地处湖南省,空气湿度较大且冬季气温在0℃以下,是冰雪灾害易发地区,需要在运用中重点检测。 1.3 防异物侵入灾害
在防跨线桥高空坠物、交叉跨越防断线等方面,可在承力索表面加设由中压高性能聚合绝缘材料制造的裸线包卷绝缘管。 1.4 抗地震及水灾
接触网的基础、结构和设备设计应考虑所处环境的地震烈度,同时预留可靠度系数在水灾情况下的荷载要求,确保在灾难时机车不运行的情况下,接触网尽可能不发生结构大面积坍塌,便于灾后重建和尽快投入运营。 1.5 抗火灾
火灾较易在铁路隧道中发生,参照欧洲铁路联盟TSI SRT相关条款的强制性规定,接触网在设计中预留了未来我国铁路运输向国际化接轨的技术条件,确保火灾情况下接触网系统断电和安全救援,设计锚段关节为:长度大于900 m的隧道口处,有条件时尽量设置绝缘锚段关节;长度大于6 km的隧道内及隧道群区段,每隔6 km设一处绝缘关节;长度大于2 km的隧道口处增设半锚段的过渡区,隧道洞口内设置无补偿下锚,隧道外设置全补偿下锚。
所有绝缘锚段关节配套设置纳入远动系统带接地的电动隔离开关。同时,隧道内接触网吊柱支持结构的基础采用在二次衬砌中预埋槽道基础,槽道为钢材质,