横跨设备

4.2.1 介绍

横跨设备用于固定架空接触网的支持装置，因此承受着水平方向和垂直方向两种力。横跨设备包括在一个支柱上、两个支柱之间或隧道中支持装置上所有的用于悬挂接触网的部件。单线路腕臂、多线路腕臂、软横跨、硬横跨和曲线正定位之间存在一些差异。它们要与当地条件，线路速度及架空接触网区段的电气和机械分隔要求相一致。区间大多采用的是单线路腕臂，而在车站处采用其他的结构。

4.2.2 旋转腕臂

安装在旋轴上的腕臂承载着自动补偿的接触悬挂，它可以在接触悬挂因温度变化发生位移时跟着移动。图4.29是旋转腕臂的设计结构。腕臂从功能上可分为接触线支持装置和承力索支持装置。接触线支持装置包括定位管、定位支座、带定位线夹的定位器、防风拉线和定位管吊线或定位斜撑。承力索支持装置包括腕臂管、上拉杆 (平腕臂)、承力索座和管斜撑 (如果有的话)。腕臂通过绝缘子和允许做旋转运动的旋转腕臂底座固定在支柱或砌拱支架上。接触线支持装置分为两种：正定位和反定位; 在正定位时，接触线的偏移是朝着支持装置方向拉出; 而在反定位时，接触线的偏移是朝着远离支柱方向推出。

图4.29 接触线支持装置的腕臂设计

a) 正定位; b) 反定位

定位器是接触线支持装置中的重要部件，铝型材定位器承受接触线的横向力可达2500N，使用它尽可能将接触网上局部重量降到最低点。按照EN50119标准要求，当无抬升限制时，定位器应允许相应于双倍预期抬升值进行动态向上运动; 有抬升限制时，允许预期抬升值的1.5倍向上运动。绝缘塑料定位器常用于城市交通系统中。防风拉线防止定位管和定位器在压力荷载下变弯，并在逆风荷载下保持着接触线的拉出值。它用于直线和半径大于1200m的曲线上。接触线在定位管的铰接点上作用一个力矩M=a·F_v-b·F_H，这里Fv是接触线力的垂直分力，FH是接触线力的水平分力。如果a·F_v>b·F_H(图4.30a)，则在定位管处产生一个向下旋转的力矩，它被吊弦抵消掉。如4.30所示，如果a·F_v<b₂·F_H，会产生一个向上旋转的力矩，它只能由定位管和腕臂之间的定位管支撑抵消掉 (如图4.31所示)。b取决于支撑的设计动态抬高值，在抬高位移大于150mm时常需要采用定位管支撑。

图4.30 作用在受拉定位管上的力

a) 给定位管吊线加载; b) 给定位管吊线卸载

图4.31 带定位管支撑的腕臂

承力索座和支柱之间的部件被称为上拉杆 (平腕臂) 。在直线区段和大半径的曲线区段，由于接触悬挂的重量产生的张力大于偏转力和风力产生的压缩荷载。在这些情况下可以采用绞索做上拉杆。在曲线内侧，由风荷载和弯曲产生的压力之和可以超过接触悬挂的重量产生的张力，因此有必要采用抗弯曲的管式结构。高速架空接触网系统中作为标准采用的是管式上拉杆 (平腕臂)。这样给所有腕臂都提供同样的结构并确保了对短路有较高的电阻。

有些铁路公司采用承力索支持装置是将承力索悬挂功能和与腕臂紧固连接的功能分开。这样就可以随时改变结构高度和承力索的拉出值。这时，平腕臂就会增加弯曲负载力(图4.32)，因此应相应地进行设计。

图4.32 平腕臂上可移动承力索悬挂线夹的腕臂

腕臂可以采用下列材料制造：

—配可锻铸铁零件的钢管;

—配铝合金铸件的铝管;

—配铜零件的不锈钢管;

—配铜合金或铸铝零件的塑料管或塑料棒。

后一种结构主要用于标称电压1.5kV以下的城市公共交通系统中，在这种系统中塑料管也起绝缘作用。

要将接触网通到桥下就必须降低结构高度，在这些区段用辅助索提供承力索的悬挂，在这种情况下辅助定位管提供了这些区段承力索的悬挂 (图4.33)。腕臂固定在各个支柱、砌拱支架或隧道壁上。在道岔区域，由于结构原因，有时一个支柱上必须装两个或多达三个腕臂。要特别注意各腕臂的相对移动和腕臂零件之间可能的电气间隙。

图4.33 带辅助承力索支持装置的接触网高度降低区段的腕臂

4.2.3 横跨多线路的腕臂

如果只能在铁路的一边立支柱，可以采用横跨多线路的腕臂来解决这个问题。用拉线把一根横臂固定连接在支柱上用来支撑安装腕臂的吊柱 (如图4.34所示)。多线路的腕臂在相邻的接触网之间不传导机械振动。它满足了通过机械式分隔相邻线路接触网装置来实现不传导振动以增加运行安全性的要求。