電氣化鐵路電力接觸網(wǎng)施工技術(shù)研究

摘要:本文通過對高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工重點問題的深入研究，系統(tǒng)地研究了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)工程建設(shè)所面臨的關(guān)鍵性技術(shù)問題，提出了解決高速接觸網(wǎng)施工問題的新觀點和新方法。

關(guān)鍵字:高速鐵路，接觸網(wǎng)，施工技術(shù)

1、引言

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中唯一的無備用供電設(shè)備，其運營狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到電氣化鐵路的運營安全和經(jīng)濟(jì)效益，特別是高速接觸網(wǎng)的性能好壞，不僅涉及到運營安全，而且還涉及到受電弓網(wǎng)的取流質(zhì)量。弓網(wǎng)關(guān)系己成為制約高速電氣化鐵路發(fā)展的一個重要因素而影響弓網(wǎng)關(guān)系的因素很多，接觸網(wǎng)施工技術(shù)和施工工藝就是其中的一個重要因素。本文結(jié)合我國電氣化接觸網(wǎng)的施工情況和自身工作實踐，對我國高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工中存在的重點問題，進(jìn)行了初步地系統(tǒng)地研究。

2、高速電氣化接觸網(wǎng)施工控制點及其施工技術(shù)

2.1 高速電氣化接觸網(wǎng)的施工控制點

高速電氣化鐵路與常速鐵路接觸網(wǎng)工程在建設(shè)程序、內(nèi)容、應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等方面都有較大的差別。高速接觸網(wǎng)和常速接觸網(wǎng)的施工控制點也有所不同，高速接觸網(wǎng)的施工控制點主要表現(xiàn)在以下諸個方面:①施工定測的精度和準(zhǔn)確度;②基礎(chǔ)工程;③支持結(jié)構(gòu)和接觸懸掛的安裝調(diào)整;④整體吊弦的預(yù)制計算與施工工藝;⑤道岔區(qū)上空接觸網(wǎng)線岔的布置;⑥恒張力放線的張力變化及放線速度;⑦接觸線高度的偏差控制。

2.2施工定測

施工定測是指施工單位在接觸網(wǎng)工程開工前，按照有關(guān)施工實際文件要求對線路中心線、基準(zhǔn)標(biāo)高、接觸網(wǎng)縱向跨距和橫向位置進(jìn)行復(fù)核、定位的測量。由于高速接觸網(wǎng)工程與常速接觸網(wǎng)工程在建設(shè)程序、內(nèi)容、應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等方面都有較大的差別，因而其施工定測也有差別。常速接觸網(wǎng)工程是以現(xiàn)狀軌道的中心線和軌道標(biāo)高為基準(zhǔn)，因此一般不對線路中心線、基準(zhǔn)標(biāo)高進(jìn)行定測;而高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)一般都是與路基、軌道工程同步施工，必須對線路中心線、基準(zhǔn)標(biāo)高進(jìn)行定測。

2.3 高速接觸網(wǎng)線岔布置技術(shù)

接觸網(wǎng)道岔定位是關(guān)系行車安全的關(guān)鍵設(shè)備之一，根據(jù)國內(nèi)外運營經(jīng)驗，弓網(wǎng)事故多發(fā)生于此處。作為接觸網(wǎng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一，道岔區(qū)的平面布置是否合理直接影響到整條線路的性能和可靠性，如何在有限的工程造價條件下，實現(xiàn)高可靠性的接觸網(wǎng)道岔區(qū)設(shè)計，是高速客運專線設(shè)計工程實施中重點研究的內(nèi)容之一。

道岔處接觸線的空間如何定位取決于受電弓的尺寸和滑板取流方式。交分式線岔，關(guān)鍵技術(shù)在于交分吊弦的應(yīng)用和始觸區(qū)附近與受電弓滑板的相互配合;支持結(jié)構(gòu)采用雙腕臂;后定位處雙拉受力設(shè)計;受電弓滑板優(yōu)先采用單邊受電通過，困難情況應(yīng)滿足關(guān)節(jié)布置的原則通過。交叉吊弦的應(yīng)用可使受電弓接近始觸區(qū)時對本線接觸線的抬升轉(zhuǎn)化為非接觸支的相應(yīng)增高，從而防止鉆弓并減少磨耗。由鏈形懸掛的計算理論也可以推出:對采用較大的結(jié)構(gòu)高度和較小的承力索張力以及在距懸掛點較遠(yuǎn)處安裝交叉吊弦都十分有利于這種抬升的配合效果。

2.4 恒張力架線

在設(shè)計時接觸導(dǎo)線大都選用機(jī)械強(qiáng)度高、耐溫特性好、導(dǎo)電率較高的單根銅合金導(dǎo)線，如TCHA.110、CTHA-120、CTHA·150等。承力索一般也選擇與接觸導(dǎo)線相匹配的銅合金絞線，如HTJ-95、THJ-120等。在工程施工時，要確保架線質(zhì)量滿足高速行車的要求，具體體現(xiàn)在導(dǎo)線架設(shè)完畢后應(yīng)平整、光滑、有彈性，無硬彎、扭曲變形和表面硬傷等現(xiàn)象。因此，如果采用普通架線技術(shù)和設(shè)備架線，由于其架線張力變化幅度過大(一般在3-10kN范圍內(nèi)波動)，導(dǎo)線因其自重而產(chǎn)生較大的弛度變化，從而造成沒有良好的導(dǎo)線引導(dǎo)裝置，時常造成導(dǎo)線扭曲變形，這無疑會使架設(shè)后的導(dǎo)線質(zhì)量惡化，不能滿足高速行車對弓網(wǎng)關(guān)系的要求。鑒于此，在高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)工程施工中，必須采用恒張力架線設(shè)備及相關(guān)施工技術(shù)。由于我國對恒張力架線技術(shù)尚不熟悉，需要進(jìn)行大量的實踐和總結(jié)。

在導(dǎo)線架設(shè)過程中，由于張力的波動變化導(dǎo)致弛度變化。在此對導(dǎo)線張力與弛度的變化關(guān)系進(jìn)行分析。一般情況下可以認(rèn)為，兩個相鄰懸掛點是等高的，則跨中最大弛度的計算公式可以表示為:

2.5 組合定位裝置施工技術(shù)

高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)一般采用全補償簡單鏈型懸掛，起定位裝置采用鋼性結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件采用螺栓固定，以保證接觸網(wǎng)的穩(wěn)定和彈性。其主要技術(shù)特點是:通過定位環(huán)、定位支撐或定位吊線將整個定位裝置安裝在不可調(diào)節(jié)的剛性結(jié)構(gòu)腕臂上，其結(jié)構(gòu)由定位環(huán)、定位管、定位支柱、定位器、定位線夾、防風(fēng)拉線環(huán)及防風(fēng)拉線等按照一定的空間位置組合而成，而每一個零件或材料的空間位置是需要通過準(zhǔn)確的空間計算才能確定的，定位管、防風(fēng)拉線及支撐件，應(yīng)根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行工廠化預(yù)配、組合、編序、包裝，確?，F(xiàn)場安裝一次到位，不需要進(jìn)行調(diào)整。

3、高速電氣化接觸網(wǎng)的程序化施工法

接觸網(wǎng)下部工程施工組織具有相對的獨立性，而上部工程則具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性強(qiáng)、外部制約因素較多，是施工組織的難點和核心點。

3.1 技術(shù)原理

在施工組織上，打破傳統(tǒng)綜合性作業(yè)班組的組成模式，根據(jù)操作人員的技藝、能力特點等重新組合為以工序劃分的專業(yè)化作業(yè)班組，班組的職責(zé)、工作內(nèi)容、工作量等經(jīng)測定后重新予以界定。在施工程序上，打破傳統(tǒng)的“全面開花，見縫插針”的隨機(jī)性施工方式，根據(jù)資源情況，集中在一個作業(yè)面開展程序化施工。施工時以錨段作為基本單元，各專業(yè)化作業(yè)班組根據(jù)工藝流程按流水程序表進(jìn)行程序化作業(yè)，從而實現(xiàn)各錨段垂直方向的工序循環(huán)和一個作業(yè)面內(nèi)水平方向的工序流水程序。程序化施工方法確定了施工流水程序表的編制原則和編制方法以及組織實施的具體步驟和方法。以專業(yè)化作業(yè)班組為基本生產(chǎn)單位，根據(jù)工程量和資源情況，由若干專業(yè)化作業(yè)班組組成程序化施工作業(yè)隊。采用程序化施工方法施工組織嚴(yán)密，工序環(huán)節(jié)緊湊，作業(yè)時間可控，和傳統(tǒng)的施工方法相比，相同的工作量所用的封閉點最少。

3.2 物流配送

接觸網(wǎng)零配件繁多，多數(shù)材料進(jìn)行預(yù)裝配可減少安裝現(xiàn)場的變數(shù)，保證安裝質(zhì)量和提高一次到位率。以工程項目部及中心庫物資管理為核心的物資配貨和施工現(xiàn)場送貨過程稱為物流配送。物流配送是現(xiàn)代化的物資供應(yīng)方式，特別是實施上部工程程序化施工更需要這種物資供應(yīng)和管理方式。

程序化施工方法和物流配送是有機(jī)的結(jié)合體，只有結(jié)合起來推行，才能更有效地發(fā)揮其相互促進(jìn)的作用。實踐證明，采取上述施工組織模式是實現(xiàn)接觸網(wǎng)快速施工的重要手段。

4、結(jié)束語

本文通過對高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工重點問題的深入研究，從施工角度比較系統(tǒng)地闡述了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)工程建設(shè)所面臨的關(guān)鍵性技術(shù)問題，提出了解決高速接觸網(wǎng)施工問題的新觀點和新方法。

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