諶建民

0 引言

成渝客專提速改造項(xiàng)目是推動(dòng)成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)，打造中國經(jīng)濟(jì)第四增長極，促進(jìn)成渝城市群由國家級(jí)城市群向世界級(jí)城市群歷史性跨越的重要改造項(xiàng)目。成渝客專提速改造工程是目前國內(nèi)第一個(gè)客專提速改造工程，沒有可以直接參照的成熟的施工技術(shù)。既有成渝客專接觸線張力增加至30 kN后，不只是接觸網(wǎng)各線索張力會(huì)改變，接觸網(wǎng)幾何參數(shù)也發(fā)生明顯改變。成渝客專日間正常運(yùn)營，夜間天窗施工，要保證施工順利完成，必須盡量減少返工及反復(fù)調(diào)整等工作，對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量、吊弦計(jì)算、預(yù)制、施工一次到位提出了很高要求。經(jīng)過前期試驗(yàn)研究，提出一套切實(shí)可行的客專接觸網(wǎng)改造施工技術(shù)方案。

1 工程概況

成渝客專西起四川省成都東客站，向東經(jīng)簡陽、資陽、資中、內(nèi)江、隆昌后進(jìn)入重慶市境內(nèi)，后經(jīng)榮昌、大足、永川、璧山、沙坪壩到達(dá)終點(diǎn)重慶站，線路全長307.931 km。本次接觸網(wǎng)提質(zhì)達(dá)速工程范圍為成都東—沙坪壩段，線路長度299.805 km，全線時(shí)速從300 km提升至350 km。

根據(jù)初始設(shè)計(jì)可知，針對(duì)成渝客專，合理提高接觸線工作張力（由28.5 kN增至30 kN），對(duì)全線吊弦進(jìn)行更換，對(duì)現(xiàn)有補(bǔ)償裝置（增加墜砣）和接觸懸掛進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可以有效改善弓網(wǎng)受流質(zhì)量和運(yùn)行安全性，以達(dá)到時(shí)速350 km的運(yùn)行要求。

2 吊弦參數(shù)的測(cè)量與計(jì)算預(yù)制

成渝客專日間正常運(yùn)營，整錨段接觸網(wǎng)改造施工必須在夜間有限的天窗內(nèi)一次完成，前期的吊弦參數(shù)測(cè)量與計(jì)算預(yù)制尤為重要。接觸網(wǎng)彈性吊弦計(jì)算需要測(cè)量的參數(shù)較多，主要包括彈性吊索張力、承導(dǎo)線參數(shù)、集中負(fù)載等。測(cè)量工具儀器主要包括鋼卷尺、激光測(cè)量儀、彈吊張力測(cè)量儀、投線儀、溫度計(jì)、接觸網(wǎng)參數(shù)測(cè)量儀等，測(cè)量儀器使用前必須經(jīng)過校驗(yàn)和試驗(yàn)，確保源頭準(zhǔn)確[1]。

2.1 彈性吊索張力測(cè)量

在試驗(yàn)中，彈性吊索張力采用初期設(shè)計(jì)值3.5 kN進(jìn)行吊弦計(jì)算預(yù)制，吊弦安裝后，導(dǎo)高最大偏差會(huì)達(dá)到30 mm，無法滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求；當(dāng)彈性吊索張力采用測(cè)量值時(shí)，吊弦安裝后導(dǎo)高及導(dǎo)線平順度完全滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，實(shí)際彈性吊索張力與最初設(shè)計(jì)值3.5 kN均存在一定偏差，說明在吊弦計(jì)算時(shí)彈性吊索張力必須經(jīng)實(shí)際測(cè)量，不能采用最初設(shè)計(jì)值。試驗(yàn)表明，彈吊張力儀在位置上越接近彈吊線夾，測(cè)量數(shù)值越準(zhǔn)確。綜合各種因素，彈吊張力儀固定位置宜設(shè)置在距離彈性吊索線夾150 mm處，前后兩側(cè)各測(cè)量2次，取4次彈性吊索張力平均值作為該懸掛點(diǎn)處彈性吊索張力實(shí)際值，如圖1所示。

圖1 彈性吊索張力測(cè)量

2.2 承導(dǎo)線測(cè)量

通過吊弦計(jì)算模型可知，承力索和接觸線的拉出值和拉拽方向測(cè)量準(zhǔn)確度與吊弦計(jì)算精度密切相關(guān)。承力索、接觸線拉出值正負(fù)是相對(duì)測(cè)量人員前進(jìn)方向而定，前進(jìn)方向左側(cè)為正，右側(cè)為負(fù)。接觸線拉拽方向：0表示固定點(diǎn)（錨支卡子及下錨柱），1表示拉向左側(cè)，-1表示拉向右側(cè)（左右側(cè)是相對(duì)測(cè)量人員前進(jìn)方向的左右側(cè)）。

2.3 集中負(fù)載測(cè)量

經(jīng)過前期試驗(yàn)論證，一個(gè)錨段內(nèi)某處集中負(fù)載未測(cè)量，計(jì)算出的吊弦會(huì)導(dǎo)致集中負(fù)載所在跨內(nèi)的吊弦長度均不滿足技術(shù)要求。集中負(fù)載包含橫向電連接、縱向電連接（關(guān)節(jié)）、上網(wǎng)點(diǎn)（上網(wǎng)引線）、避雷器引線、承力索中錨線夾、接觸線中錨線夾、承力索及接觸線絕緣子等。所有集中負(fù)載的距離均歸算到測(cè)量方向后方的支柱，測(cè)量時(shí)，通過投線儀測(cè)出線夾對(duì)應(yīng)的縱向位置，再使用鋼卷尺測(cè)量出線夾到后方支柱的距離。

2.4 吊弦計(jì)算預(yù)制

國內(nèi)客專接觸網(wǎng)施工中，吊弦計(jì)算主要采用的方法有懸鏈線法、懸線法、拋物線法，使用這3種方法進(jìn)行吊弦計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)安裝吊弦后部分偏差較大，造成在關(guān)節(jié)、線岔區(qū)、曲線段吊弦更換較多。針對(duì)上述問題，專門開發(fā)了更為精確的有限元法，經(jīng)過前期試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法計(jì)算準(zhǔn)確，完全滿足提速改造施工要求。吊弦預(yù)制采用吊弦張力預(yù)拉平臺(tái)，壓接前檢查壓接模型腔、壓接管、心形護(hù)環(huán)及壓接用線規(guī)格的一致性，壓接必須保證壓接模具上下模合攏，無間隙，一次壓接到位。吊弦預(yù)配誤差控制在1 mm以內(nèi)，同時(shí)設(shè)專人對(duì)每根吊弦進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保出庫吊弦全部合格。

3 整錨段接觸網(wǎng)施工方案

成渝客專白天正常運(yùn)營，施工只能在夜間天窗內(nèi)完成，為保證次日線路正常運(yùn)行，夜間天窗內(nèi)必須完成整錨段施工，且各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均應(yīng)滿足線路正常運(yùn)營300 km的要求。

客專接觸網(wǎng)新線施工方案無法滿足改造項(xiàng)目施工要求，結(jié)合成渝客專接觸網(wǎng)提速改造施工情況，確定如下施工方案：施工天窗命令下達(dá)后，現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)人員及接掛地線人員首先進(jìn)場(chǎng)，隨后其他人員、工器具及材料依次進(jìn)場(chǎng)；對(duì)接觸線添加下錨墜砣，以增加接觸線張力；其他人員更換吊弦；待整錨段吊弦更換完畢后對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)部分不滿足要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至完全滿足運(yùn)營要求。

4 整錨段施工關(guān)鍵技術(shù)

成渝客專夜間施工天窗時(shí)間為5 h左右，如何在有限的時(shí)間內(nèi)優(yōu)質(zhì)高效完成全部工作，將成為本次提速改造施工的關(guān)鍵，特別是添加墜砣增加接觸線張力、吊弦更換、參數(shù)測(cè)量、懸掛調(diào)整等關(guān)鍵施工工序。成渝客專為國內(nèi)首條提速改造的客專線路，本文通過現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)對(duì)關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

4.1 張力增加

既有接觸線張力為28.5 kN，需增加至30 kN，根據(jù)棘輪補(bǔ)償裝置變比，在接觸線兩端下錨處各增加50 kg墜砣（2塊），更換墜砣桿時(shí)不得使用扳手敲擊，應(yīng)使用榔頭輕擊以防損壞螺栓螺紋及破壞鍍鋅層造成銹蝕。同一錨段兩側(cè)增加張力應(yīng)同時(shí)進(jìn)行以防止錨段線索竄動(dòng)，并對(duì)整個(gè)墜砣串進(jìn)行調(diào)整固定，墜砣串底部距地面的高度不得小于200 mm。增加張力后應(yīng)立即檢查棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、有無卡滯，補(bǔ)償繩繩頭是否抽脫，棘輪補(bǔ)償繩是否磨損嚴(yán)重及跳槽，補(bǔ)償繩楔子是否松動(dòng)，壓接環(huán)是否松動(dòng)或脫落等情況。

4.2 吊弦更換

接觸線張力調(diào)整結(jié)束后開始進(jìn)行吊弦更換施工，為提高施工效率，各吊弦更換小組同步施工，吊弦更換時(shí)先安裝新吊弦，再拆除既有吊弦。首先使用投線儀對(duì)新吊弦位置進(jìn)行定位，吊弦縱向位置允許偏差不超過30 mm，承力索吊弦線夾與接觸線吊弦線夾在垂直方向的相對(duì)偏差不超過20 mm。接觸線吊弦線夾螺栓穿向：直線段由線路側(cè)穿向田野側(cè)，曲線段由低側(cè)軌穿向高軌側(cè)；承力索吊弦線夾螺栓穿向與接觸線吊弦線夾相反；吊弦安裝必須使用經(jīng)過校驗(yàn)的力矩扳手，嚴(yán)禁使用未經(jīng)過校驗(yàn)的力矩扳手或其他扳手，用手鉗將止動(dòng)墊圈的長肢彎折固定在線夾本體側(cè)面，并輕輕敲擊使其密貼，同時(shí)保證短肢朝上。預(yù)緊螺栓，緊固時(shí)止動(dòng)墊圈不得旋轉(zhuǎn)，最后將止動(dòng)墊圈的短肢彎折固定在螺母最近的六方側(cè)面，并輕輕敲擊使其密貼。

4.3 參數(shù)測(cè)量

整錨段吊弦安裝完畢且接觸網(wǎng)整體相對(duì)平穩(wěn)后進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，測(cè)量組人員進(jìn)行導(dǎo)高、拉出值、定位器坡度等相關(guān)參數(shù)測(cè)量，每根吊弦位置的導(dǎo)高均需測(cè)量。使用接觸線專用檢測(cè)尺對(duì)中錨線夾、集中荷載處、接觸線有麻點(diǎn)處進(jìn)行平直度檢查，最大空氣間隙不應(yīng)大于0.1 mm/1 000 mm[2]。

4.4 懸掛調(diào)整

根據(jù)測(cè)量組測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)不滿足技術(shù)要求的部位進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整主要原則如下：定位器坡度范圍7.5°～13°，接觸線懸掛點(diǎn)距軌面高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，兩相鄰吊弦高差不得大于5 mm，兩定位點(diǎn)高差不得大于10 mm；兩彈性吊索吊弦懸掛點(diǎn)與定位懸掛點(diǎn)接觸線高度為等高，相對(duì)該定位點(diǎn)處接觸線高度差不大于5 mm，不得有“V”字形存在；接觸線中心錨結(jié)線夾處接觸線高度與相鄰吊線處接觸線高度相等，允許偏差0～+10 mm；接觸線非工作支和工作支定位器、管之間的間隙不小于50 mm，任何情況下定位管吊線與另一支接觸懸掛線索的空間距離不小于100 mm。線與線間隙不得小于100 mm（含線索與吊弦、斜拉線之間間隙），線與管件間隙不得小于50 mm。吊弦更換后，拉出值維持既有數(shù)據(jù)不變[3]，對(duì)車站線岔區(qū)的調(diào)整是維持既有接觸網(wǎng)參數(shù)狀態(tài)。

4.5 平推檢查

平推檢查由設(shè)備管理單位與施工單位共同進(jìn)行，重點(diǎn)檢查吊弦本體是否存在扭曲安裝、吊弦線夾是否安裝偏斜、線夾穿釘螺桿是否安裝正確、接觸線線夾是否入槽、承力索吊弦線夾防滑銷是否安裝正確、導(dǎo)流環(huán)安裝方向是否正確、止動(dòng)片是否按要求掰到位、各部螺栓是否緊固到位、定位器坡度是否滿足要求等。最后施工單位與設(shè)備管理單位共同對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面檢查，確保施工現(xiàn)場(chǎng)工完料清，無任何遺留物。

5 關(guān)鍵控制點(diǎn)保障措施

成渝客專為既有運(yùn)營線路，日間高鐵列車以既有300 km時(shí)速正常運(yùn)行，改造施工只能在夜間有限的天窗內(nèi)進(jìn)行，全線需要更換吊弦554個(gè)錨段，時(shí)間僅為45天，每天天窗時(shí)間為300 min，施工既要保證安全和質(zhì)量，又要盡可能提高效率，為此采取了如下保障措施：（1）確保測(cè)量準(zhǔn)確性，成立專門的測(cè)量組，測(cè)量組人員經(jīng)過專門培訓(xùn)并考核合格，所有測(cè)量數(shù)據(jù)均需進(jìn)行交叉復(fù)測(cè)；（2）吊弦計(jì)算采用精度更高的有限元法，同一錨段由不同的人員進(jìn)行計(jì)算并核對(duì)，確保計(jì)算無誤；（3）預(yù)配控制采用吊弦張力預(yù)拉平臺(tái)，確保吊弦預(yù)配誤差控制在1 mm以內(nèi)，同時(shí)設(shè)專人對(duì)每一根吊弦進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保預(yù)配吊弦全部合格；（4）所有工器具必須在每日施工前進(jìn)行相應(yīng)檢查，特別是力矩扳手，杜絕不合格的工器具進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)；（5）吊弦更換班組在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，對(duì)本組已經(jīng)預(yù)配的吊弦進(jìn)行核查，杜絕不合格的吊弦進(jìn)入施工場(chǎng)地；（6）對(duì)所有施工人員嚴(yán)格執(zhí)行分組制度，每組每人工作內(nèi)容明確清楚，每日人員進(jìn)場(chǎng)順序按照既定計(jì)劃執(zhí)行。

6 結(jié)語

通過總結(jié)適合客專接觸網(wǎng)提速改造工程中增加張力和吊弦更換的施工技術(shù)，在成渝客專全線接觸網(wǎng)提速改造施工中進(jìn)行應(yīng)用，解決了既有客專線路接觸網(wǎng)改造施工無成熟技術(shù)參考的問題，保證了接觸線張力增加、吊弦安裝和調(diào)整等一次到位。靜態(tài)檢測(cè)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)的數(shù)據(jù)表明，改造施工后接觸網(wǎng)各項(xiàng)參數(shù)完全滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行效果良好，得到了建設(shè)、監(jiān)理、檢測(cè)單位的一致好評(píng)，建議在今后客專接觸網(wǎng)提速改造施工中推廣應(yīng)用。