中鐵七局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 徐白羊

提高整體吊弦安裝精確度的施工方法

中鐵七局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 徐白羊

新菏兗日鐵路電氣化工程新鄉(xiāng)地區(qū)由中鐵七局電務(wù)公司新菏電化項(xiàng)目部承建。新鄉(xiāng)地區(qū)接觸網(wǎng)部分為既有線改造施工，既有線改造需要停電要點(diǎn)，尤其是接觸網(wǎng)調(diào)整存在施工時(shí)間長(zhǎng)、效率不高的現(xiàn)象。整體吊弦安裝是接觸網(wǎng)調(diào)整中重要的一環(huán)，提高整體吊弦安裝精確度成了至關(guān)重要的技術(shù)要求。

一、新菏兗日鐵路電氣化吊弦設(shè)計(jì)要求

全線吊弦采用心形環(huán)式吊弦，有螺栓可調(diào)式整體吊弦和壓接式整體吊弦兩種情況（1）。

1. 螺栓可調(diào)式整體吊弦。安裝于關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換支、非工作支、線岔兩端、分段絕緣器兩端、中心錨結(jié)兩端、軟橫跨。

2. 壓接式整體吊弦。除整體可調(diào)吊弦安裝外，其余位置采用。

整體吊弦的優(yōu)點(diǎn)：一是壓接式整體吊弦是將確定好長(zhǎng)度的整體吊弦線，與承力索吊弦線夾及接觸線吊弦線夾分別壓接固定（可在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)的加工車(chē)間進(jìn)行壓接），施工時(shí)可一次安裝到位，不需要調(diào)整；二是螺栓可調(diào)式整體吊弦是先將吊弦線與接觸線的吊弦線夾進(jìn)行壓接固定，而與承力索吊弦線夾的連接，則是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，調(diào)整好吊弦線長(zhǎng)度后再用螺栓固定，這種吊弦的特點(diǎn)是適應(yīng)于吊弦長(zhǎng)度變化無(wú)規(guī)律的地方，如有集中荷載的跨距及其他在安裝及運(yùn)營(yíng)中需要調(diào)整吊弦長(zhǎng)度的地方（如各種卡絕緣子串、線岔、分段絕緣器、中心錨結(jié)等位置）。

二、傳統(tǒng)接觸網(wǎng)整體吊弦施工方法的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)接觸網(wǎng)整體吊弦施工方法是在承力索、接觸線架設(shè)完畢后，測(cè)量承力索至軌面的高度、跨距、超高，然后進(jìn)行微機(jī)計(jì)算，最后進(jìn)行預(yù)制和安裝。即按測(cè)量、計(jì)算、預(yù)制、安裝的程序進(jìn)行。此種方法雖然發(fā)揮了一定積極的作用，但也存在著明顯的缺陷。

1. 傳統(tǒng)施工方法不能?chē)?yán)格保證接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)高度。結(jié)構(gòu)高度是衡量接觸網(wǎng)的性能重要指標(biāo)之一。在施工中確保結(jié)構(gòu)高度準(zhǔn)確，才能達(dá)到設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)的理想狀態(tài)。傳統(tǒng)施工方法，將支持結(jié)構(gòu)定位承力高度索產(chǎn)生的誤差，轉(zhuǎn)嫁到吊弦計(jì)算中。即為確保接觸線的高度，當(dāng)承力索定位高時(shí)，吊弦相應(yīng)加長(zhǎng)，當(dāng)承力索定位偏低時(shí)，吊弦長(zhǎng)度相應(yīng)縮短，而不對(duì)支持結(jié)構(gòu)作調(diào)整，即犧牲結(jié)構(gòu)高度來(lái)確保接觸線的高度。

2. 組織施工不方便，在我國(guó)新建或改建電氣化鐵路，接觸網(wǎng)專(zhuān)業(yè)一般占整體工程量比較小，存在與站前單位交叉施工的情況，往往是開(kāi)通的后門(mén)工期定死，站前單位占用了接觸網(wǎng)施工的黃金時(shí)間。當(dāng)線路施工完畢，接觸網(wǎng)馬上也面臨開(kāi)通工期壓力，同時(shí)接觸網(wǎng)調(diào)整占用接觸網(wǎng)施工工期比較大的時(shí)間段，吊弦調(diào)整勢(shì)必影響接觸網(wǎng)開(kāi)通時(shí)間，影響接觸網(wǎng)施工質(zhì)量。但是接觸網(wǎng)施工的主要施工依據(jù)為軌面。當(dāng)?shù)跸覝y(cè)量以軌面高度為準(zhǔn)時(shí)，必然將吊弦施工延至后期，造成搶工局面。

整體可調(diào)吊弦可以采用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整接觸導(dǎo)線的導(dǎo)高。但是整體吊弦預(yù)制壓接后無(wú)法調(diào)整長(zhǎng)度。我們通過(guò)施工總結(jié)，采用以下步驟克服了整體吊弦無(wú)法調(diào)整的缺點(diǎn)。

1. 腕臂預(yù)配準(zhǔn)確化、現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝精確化。

2. 兩端結(jié)構(gòu)高度精確化測(cè)量，跨距精確化測(cè)量，曲線超高測(cè)量，吊弦安裝位置要精確定位。

3. 調(diào)整腕臂承力索支座承力索距離軌面的標(biāo)準(zhǔn)高度。

4. 整體吊弦微調(diào)精細(xì)化。

三、步驟分析

1. 腕臂預(yù)配準(zhǔn)確化、現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝精確化。為了保證整體吊弦安裝不同跨距的定型化預(yù)制，在安裝腕臂時(shí)嚴(yán)格按照上底座距離軌面的標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行，此時(shí)要考慮軌道的超高量，保證每跨距為等高懸掛安裝，這樣每跨整體吊弦自懸掛點(diǎn)往跨中的吊弦長(zhǎng)度一致。

（1） 軌面紅線測(cè)量精確。優(yōu)先采用軌道放樣尺測(cè)量外軌超高，1人操作，1人記錄，1人防護(hù)。新線路基通過(guò)路基專(zhuān)業(yè)交樁，計(jì)算出超高，在每根支柱側(cè)面標(biāo)出軌面紅線。若支柱位于曲外，紅線標(biāo)高=外軌標(biāo)高－外軌超高/2。若支柱位于曲內(nèi)，紅線標(biāo)高=內(nèi)軌標(biāo)高＋外軌超高/2。

（2）計(jì)算軟件成熟，計(jì)算過(guò)程精細(xì)。通過(guò)成熟軟件計(jì)算腕臂，曲線地段要考慮外軌超高。通過(guò)底座安裝高度、斜率、限界、拉出值等將超高轉(zhuǎn)化到腕臂上。

（3）腕臂切割及預(yù)配要準(zhǔn)確。切割腕臂時(shí)要有專(zhuān)一技術(shù)員盯控，安裝時(shí)用10米的鋼卷尺從紅線處往上量。然后水平安裝腕臂底座。

2. 腕臂安裝高度、跨距精確化測(cè)量。

（1）腕臂承力索支座安裝高度精確化測(cè)量。在腕臂安裝到位后，進(jìn)行腕臂頭底部距離軌面的長(zhǎng)度測(cè)量，然后加上平腕臂直徑和承力索支座高度，計(jì)算出承力索支座槽中心距離軌面的距離是否符合設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)高度，如不符合，進(jìn)行相應(yīng)的高度調(diào)整，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度，以保證每個(gè)跨距兩端等高懸掛。

（2）跨距、超高的精確化測(cè)量。在腕臂安裝到位后，根據(jù)每個(gè)支柱安裝的腕臂形式進(jìn)行跨距測(cè)量。如兩端都為單腕臂支柱，跨距為兩根支柱中心的距離；如有雙腕臂，跨距為懸掛此跨距承力索和接觸線的兩腕臂間的距離，并不是兩支柱中心之間的距離，同時(shí)進(jìn)行此跨距超高測(cè)量。跨距測(cè)量應(yīng)采用100m絕緣鋼尺，不得用皮尺或者鋼卷尺，測(cè)量一次到位，避免多次測(cè)量擴(kuò)大誤差。

（3）吊弦安裝位置的精確定位。在承力索、接觸線架設(shè)完畢后，進(jìn)行整體吊弦安裝位置的標(biāo)示工作，安裝位置也是從懸掛承力索和接觸線腕臂處開(kāi)始，并不是從支柱中心開(kāi)始，在鋼軌上采用紅油漆或其他比較醒目的顏色進(jìn)行標(biāo)示。施工人員安裝時(shí)，采用線墜方式進(jìn)行整體吊弦在承力索和接觸線上安裝位置的確定。測(cè)量工作3人，2人測(cè)量，1人防護(hù)。

在完成吊弦位置精確化標(biāo)示后，進(jìn)行整體吊弦的布置安裝工作，在此項(xiàng)工作中嚴(yán)格按照標(biāo)示的位置進(jìn)行安裝。在整錨段吊弦布置完畢后，觀察每跨距吊弦的狀態(tài)，如存在松或緊的吊弦，首先進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的核實(shí)工作，檢查是否存在誤算。

3. 調(diào)整腕臂承力索支座承力索距離軌面的標(biāo)準(zhǔn)高度。在計(jì)算數(shù)據(jù)復(fù)核無(wú)誤的情況下，進(jìn)行此跨兩端懸掛點(diǎn)承力索距離軌面的高度測(cè)量，檢查是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。如誤差比較小，進(jìn)行順線路調(diào)整達(dá)到受力狀態(tài)。如誤差比較大，進(jìn)行此處吊弦的重新預(yù)制。

4. 整體吊弦微調(diào)精細(xì)化。整跨吊弦全部布置完畢后，全部檢查一遍，查看吊弦受力狀態(tài)，若沒(méi)有受力，則將吊弦往結(jié)構(gòu)大的方向微調(diào)，以達(dá)到受力狀態(tài)。若受力較緊，接觸線明顯成負(fù)馳度，則將吊弦往結(jié)構(gòu)小的方向微調(diào)。在全補(bǔ)償鏈型懸掛中，吊弦安裝后，應(yīng)能保證接觸線在溫度變化時(shí)，自由地沿線路方向伸縮移動(dòng)。若在半補(bǔ)償鏈型懸掛中，承力索沒(méi)有補(bǔ)償，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，其馳度發(fā)生變化而沿線路方向基本不動(dòng)，但接觸線在補(bǔ)償?shù)淖饔孟?，隨溫度變化產(chǎn)生的順線路方向移動(dòng)引起吊弦偏斜，為減小在極限溫度時(shí)吊弦對(duì)接觸線張力和馳度的影響，在安裝吊弦時(shí)應(yīng)計(jì)算其偏移值，以使吊弦符合安裝偏斜要求，保證懸掛質(zhì)量。半補(bǔ)償鏈型懸掛吊弦偏移計(jì)算公式：

E=Laj（tx-tp）

式中，E為吊弦在接觸線上的位移；L為安裝點(diǎn)至中心錨結(jié)的距離；aj為接觸線的線脹系數(shù)；tx為安裝（或調(diào)整）時(shí)的溫度；tp為設(shè)計(jì)所采用的平均溫度，其值為tp=（tmax+ tmin）/2。

上式中，當(dāng)E為正值時(shí)，吊弦應(yīng)向下錨方向偏移；當(dāng)E為負(fù)值時(shí)，吊弦應(yīng)向中心錨結(jié)方向偏移。

四、整體吊弦安裝的技術(shù)要求

1. 整體吊弦位置偏差應(yīng)在±100mm范圍內(nèi)，長(zhǎng)度偏差應(yīng)在±2mm以?xún)?nèi)。

2. 吊弦應(yīng)無(wú)散股和斷股現(xiàn)象，線夾連接螺栓緊固力矩符合設(shè)計(jì)要求。

3. 平均溫度時(shí)，整體吊弦順線路方向垂直安裝。吊弦線夾應(yīng)端正、牢固，曲線區(qū)段吊弦線夾應(yīng)垂直于接觸線工作面。

五、結(jié)論

1. 此種整體吊弦安裝方法適合于新建線路，工期比較緊、任務(wù)比較重的條件下，無(wú)法按照傳統(tǒng)的測(cè)量計(jì)算方式進(jìn)行安裝。

2. 不需要鋼軌到位條件就可以進(jìn)行吊弦預(yù)制安裝工作，首先按照設(shè)計(jì)標(biāo)高安裝腕臂，在鋼軌調(diào)整到位后，進(jìn)行少面積的腕臂調(diào)整，達(dá)到事半功倍的效果。

3. 不必要與線路集中施工，可以在線路到位前吊弦布置完畢，在鋼軌到位后，進(jìn)行腕臂的微調(diào)工作即可。