4.2.1 介紹

橫跨設(shè)備用于固定架空接觸網(wǎng)的支持裝置，因此承受著水平方向和垂直方向兩種力。橫跨設(shè)備包括在一個支柱上、兩個支柱之間或隧道中支持裝置上所有的用于懸掛接觸網(wǎng)的部件。單線路腕臂、多線路腕臂、軟橫跨、硬橫跨和曲線正定位之間存在一些差異。它們要與當(dāng)?shù)貤l件，線路速度及架空接觸網(wǎng)區(qū)段的電氣和機(jī)械分隔要求相一致。區(qū)間大多采用的是單線路腕臂，而在車站處采用其他的結(jié)構(gòu)。

4.2.2 旋轉(zhuǎn)腕臂

安裝在旋軸上的腕臂承載著自動補(bǔ)償?shù)慕佑|懸掛，它可以在接觸懸掛因溫度變化發(fā)生位移時跟著移動。圖4.29是旋轉(zhuǎn)腕臂的設(shè)計結(jié)構(gòu)。腕臂從功能上可分為接觸線支持裝置和承力索支持裝置。接觸線支持裝置包括定位管、定位支座、帶定位線夾的定位器、防風(fēng)拉線和定位管吊線或定位斜撐。承力索支持裝置包括腕臂管、上拉桿 (平腕臂)、承力索座和管斜撐 (如果有的話)。腕臂通過絕緣子和允許做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)腕臂底座固定在支柱或砌拱支架上。接觸線支持裝置分為兩種：正定位和反定位; 在正定位時，接觸線的偏移是朝著支持裝置方向拉出; 而在反定位時，接觸線的偏移是朝著遠(yuǎn)離支柱方向推出。

圖4.29 接觸線支持裝置的腕臂設(shè)計

a) 正定位; b) 反定位

定位器是接觸線支持裝置中的重要部件，鋁型材定位器承受接觸線的橫向力可達(dá)2500N，使用它盡可能將接觸網(wǎng)上局部重量降到最低點(diǎn)。按照EN50119標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)無抬升限制時，定位器應(yīng)允許相應(yīng)于雙倍預(yù)期抬升值進(jìn)行動態(tài)向上運(yùn)動; 有抬升限制時，允許預(yù)期抬升值的1.5倍向上運(yùn)動。絕緣塑料定位器常用于城市交通系統(tǒng)中。防風(fēng)拉線防止定位管和定位器在壓力荷載下變彎，并在逆風(fēng)荷載下保持著接觸線的拉出值。它用于直線和半徑大于1200m的曲線上。接觸線在定位管的鉸接點(diǎn)上作用一個力矩M=a·Fv-b·FH，這里Fv是接觸線力的垂直分力，F(xiàn)H是接觸線力的水平分力。如果a·Fv>b·FH(圖4.30a)，則在定位管處產(chǎn)生一個向下旋轉(zhuǎn)的力矩，它被吊弦抵消掉。如4.30所示，如果a·Fv<b2·FH，會產(chǎn)生一個向上旋轉(zhuǎn)的力矩，它只能由定位管和腕臂之間的定位管支撐抵消掉 (如圖4.31所示)。b取決于支撐的設(shè)計動態(tài)抬高值，在抬高位移大于150mm時常需要采用定位管支撐。

圖4.30 作用在受拉定位管上的力

a) 給定位管吊線加載; b) 給定位管吊線卸載

圖4.31 帶定位管支撐的腕臂

承力索座和支柱之間的部件被稱為上拉桿 (平腕臂) 。在直線區(qū)段和大半徑的曲線區(qū)段，由于接觸懸掛的重量產(chǎn)生的張力大于偏轉(zhuǎn)力和風(fēng)力產(chǎn)生的壓縮荷載。在這些情況下可以采用絞索做上拉桿。在曲線內(nèi)側(cè)，由風(fēng)荷載和彎曲產(chǎn)生的壓力之和可以超過接觸懸掛的重量產(chǎn)生的張力，因此有必要采用抗彎曲的管式結(jié)構(gòu)。高速架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)中作為標(biāo)準(zhǔn)采用的是管式上拉桿 (平腕臂)。這樣給所有腕臂都提供同樣的結(jié)構(gòu)并確保了對短路有較高的電阻。

有些鐵路公司采用承力索支持裝置是將承力索懸掛功能和與腕臂緊固連接的功能分開。這樣就可以隨時改變結(jié)構(gòu)高度和承力索的拉出值。這時，平腕臂就會增加彎曲負(fù)載力(圖4.32)，因此應(yīng)相應(yīng)地進(jìn)行設(shè)計。

圖4.32 平腕臂上可移動承力索懸掛線夾的腕臂

腕臂可以采用下列材料制造：

—配可鍛鑄鐵零件的鋼管;

—配鋁合金鑄件的鋁管;

—配銅零件的不銹鋼管;

—配銅合金或鑄鋁零件的塑料管或塑料棒。

后一種結(jié)構(gòu)主要用于標(biāo)稱電壓1.5kV以下的城市公共交通系統(tǒng)中，在這種系統(tǒng)中塑料管也起絕緣作用。

要將接觸網(wǎng)通到橋下就必須降低結(jié)構(gòu)高度，在這些區(qū)段用輔助索提供承力索的懸掛，在這種情況下輔助定位管提供了這些區(qū)段承力索的懸掛 (圖4.33)。腕臂固定在各個支柱、砌拱支架或隧道壁上。在道岔區(qū)域，由于結(jié)構(gòu)原因，有時一個支柱上必須裝兩個或多達(dá)三個腕臂。要特別注意各腕臂的相對移動和腕臂零件之間可能的電氣間隙。

圖4.33 帶輔助承力索支持裝置的接觸網(wǎng)高度降低區(qū)段的腕臂

4.2.3 橫跨多線路的腕臂

如果只能在鐵路的一邊立支柱，可以采用橫跨多線路的腕臂來解決這個問題。用拉線把一根橫臂固定連接在支柱上用來支撐安裝腕臂的吊柱 (如圖4.34所示)。多線路的腕臂在相鄰的接觸網(wǎng)之間不傳導(dǎo)機(jī)械振動。它滿足了通過機(jī)械式分隔相鄰線路接觸網(wǎng)裝置來實(shí)現(xiàn)不傳導(dǎo)振動以增加運(yùn)行安全性的要求。