濟南市順河高架橋下接觸網(wǎng)改造方案分析

向家江

中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司濟南設(shè)計院 山東濟南 250022

摘要：以順河高架系桿拱橋維修加固橋下接觸網(wǎng)改造為實例，介紹了上跨橋現(xiàn)狀及橋下既有接觸網(wǎng)設(shè)備情況。根據(jù)橋梁施工方案，提出了接觸網(wǎng)改造可能方案并分析，為類似既有上跨電氣化鐵路橋改造引起橋下復(fù)雜接觸網(wǎng)改造提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；上跨橋下接觸網(wǎng)；復(fù)雜接觸網(wǎng)改造

1.工程概況

濟南市順河高架系桿拱橋（以下簡稱“該橋”）為連接濟南市主城區(qū)南北交通樞紐，從濟南東站西咽喉區(qū)上跨跨越，建成通車至今年已15年多，目前已到大修期，根據(jù)橋梁監(jiān)測評估，該橋已出現(xiàn)嚴(yán)重病害，需進(jìn)行維修加固[1]，引起橋下鐵路接觸網(wǎng)設(shè)施相應(yīng)過渡改造。

2.接觸網(wǎng)改造主要技術(shù)難點

橋梁利用檢修作業(yè)小車施工，要求梁底距接觸網(wǎng)帶電體最高點不小于1m。橋下既有接觸網(wǎng)已采用降低結(jié)構(gòu)高度通過。接觸網(wǎng)現(xiàn)場施工條件差、干擾大、難度高，主要技術(shù)難點如下：

（1）橋下既有凈空低。據(jù)實測，既有梁底距軌面最低僅7.73m，系桿拱吊桿錨盒距軌面最低僅7.49m。

（2）地形復(fù)雜。上跨橋下既有2-12m框架橋下穿鐵路；線路兩側(cè)為擋土墻路基型式，路基邊上既有大量通信、信號等膠濟線、膠濟客專干線光電纜，新立支柱條件困難。

（3）既有接觸網(wǎng)復(fù)雜。橋下既有4股正線、5股站線、2組渡線均已電化掛網(wǎng)。

（4）運輸影響大。該橋所處濟南東站南西咽喉，濟南東站是連接濟南站與膠濟線、膠濟客專的樞紐，客貨運量大，運輸繁忙，通行雙層集裝箱，接觸網(wǎng)天窗點少且短。

3.接觸網(wǎng)改造方案分析

充分考慮橋下凈空、周邊地形、鐵路運輸組織、既有接觸網(wǎng)等條件，結(jié)合橋梁、站場、行車要求，提出接觸網(wǎng)改造方案，為上跨橋施工預(yù)留空間。

3.1降低橋下接觸網(wǎng)導(dǎo)高和結(jié)構(gòu)高度方案

1）設(shè)計思路

根據(jù)橋梁施工凈空要求，結(jié)合既有接觸網(wǎng)現(xiàn)狀，根據(jù)濟南鐵路局“接觸網(wǎng)支柱距上跨橋、天橋側(cè)面需大于5m”[5]的要求，考慮鐵路運輸影響、施工過渡、工程投資等進(jìn)行接觸網(wǎng)改造。

2）方案概述

采用降低導(dǎo)高及結(jié)構(gòu)高度方式，待橋梁施工完畢，恢復(fù)相應(yīng)接觸網(wǎng)導(dǎo)高和結(jié)構(gòu)高度。

新設(shè)D01#-D02#-D04#等5組軟橫跨，遷改既有079#-084#-086#軟橫跨，降低既有接觸網(wǎng)導(dǎo)高和結(jié)構(gòu)高度。過渡期間導(dǎo)高為5.8m，禁止通行雙層集裝箱列車。待橋梁施工完畢，接觸網(wǎng)恢復(fù)為與濟南東站既有標(biāo)準(zhǔn)一致，承力索、接觸線均利舊?？紤]到濟南東站屬樞紐內(nèi)膠濟線、濟南東至北園聯(lián)絡(luò)線等重要線路，一次降低導(dǎo)高所需時間較長，由于停電要點極為困難，因此采取分步降低導(dǎo)高方式，減少每次停電要點時間，降低施工難度?；謴?fù)時與降低施工步驟一樣，分多次升高。

圖1 方案一接觸網(wǎng)遷改平面布置圖

3）方案分析

a）橋下接觸網(wǎng)導(dǎo)高、結(jié)構(gòu)高度、接觸導(dǎo)線坡度變化在滿足規(guī)范[7]要求下，改造前后橋下接觸網(wǎng)凈空對照見下表1。表1中數(shù)據(jù)以軌面標(biāo)高為參考，單位為m。

由表1可以看出，改造前橋下既有承力索距橋梁錨盒最小0.19m，距梁底最小0.4m，不能滿足規(guī)范要求及橋梁施工要求。改造后橋下承力索距橋梁錨盒均大于1.27m，距梁底均大于1.51m，滿足橋梁施工要求。接觸網(wǎng)改造分步降低、抬升導(dǎo)高和結(jié)構(gòu)高度，每次調(diào)整量較小，施工難度低，符合接觸網(wǎng)施工天窗少且短的實際情況；

b）新設(shè)支柱確定位置時和通信、信號、電力專業(yè)配合，現(xiàn)場勘測，與設(shè)備管理單位溝通、現(xiàn)場確認(rèn)等方式可避開或減少既有電纜管線遷改。為減少對既有線路的干擾，不破壞既有路基擋土墻結(jié)構(gòu)，新設(shè)D03#、D05#支柱立于擋土墻外的路面上，由于路基與路面相差約2.1m，支柱基礎(chǔ)需進(jìn)行特殊設(shè)計。該處可采用樁基礎(chǔ)或者加高基礎(chǔ)，考慮到該工點距上跨橋墩基礎(chǔ)較近，且附近建筑物較多，地下情況復(fù)雜，不宜深挖，所以采用加高基礎(chǔ)較合適。

表1 方案一橋下凈空接觸網(wǎng)改造前后對照表

橋下懸掛點 1股 Ⅱ股 3股 Ⅴ股 Ⅵ股 7股 8股 Ⅸ股

既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改 既有 遷改

接觸線 6.49 5.80 6.35 5.80 6.29 5.80 6.43 5.80 6.42 5.80 6.48 5.80 6.57 5.80 6.44 5.80

承力索 7.47 6.30 7.14 6.30 7.03 6.30 7.30 6.30 7.26 6.30 7.39 6.30 7.42 6.30 7.38 6.30

承力索-錨盒 0.25 1.42 0.42 1.26 0.59 1.32 0.36 1.36 0.34 1.30 0.23 1.32 0.24 1.36 0.19 1.27

承力索-粱底 0.45 1.62 0.62 1.46 0.78 1.51 0.57 1.57 0.55 1.51 0.46 1.55 0.45 1.57 0.40 1.48

圖2 鋼柱加高基礎(chǔ)圖

c）過渡期間接觸網(wǎng)導(dǎo)高降低至6.33m以下，禁止通行雙層集裝箱列車，其它列車可通過運輸調(diào)整通行。

綜上，該方案具有施工過渡少，施工難度低，施工工期短，恢復(fù)后接觸網(wǎng)平面布置優(yōu)化，消除了既有接觸網(wǎng)與上跨橋距離不足的安全隱患，接觸網(wǎng)改造綜合投資較少，易于實施等優(yōu)點；但是施工期間需禁行雙層集裝箱列車，限車限速，對鐵路運輸影響較大。

3.2橋下接觸網(wǎng)改絕緣承力索方案

1）設(shè)計思路

橋下接觸網(wǎng)受凈空限制時，常見的方式除降低導(dǎo)高和結(jié)構(gòu)高度外，橋下接觸網(wǎng)還可以采用簡單懸掛方式，但是考慮到該處接觸網(wǎng)較復(fù)雜、支柱跨距較大，不適合采用簡單懸掛方式。結(jié)合上述方案設(shè)計思路及簡單懸掛方式的特點對橋下接觸網(wǎng)改造。

2）方案概述

圖3 方案二接觸網(wǎng)遷改平面布置圖

采用橋下接觸網(wǎng)承力索改為絕緣承力索進(jìn)行過渡，接觸網(wǎng)導(dǎo)高及結(jié)構(gòu)高度適當(dāng)降低，待橋梁施工完畢，恢復(fù)相應(yīng)接觸網(wǎng)。