接觸網(wǎng)彈性鏈形懸掛安裝與調(diào)整施工法研究

成林軍，魯海祥，劉 杰

接觸網(wǎng)彈性鏈形懸掛安裝與調(diào)整施工法研究

成林軍，魯海祥，劉 杰

針對彈性鏈形懸掛跨中出現(xiàn)正、負弛度，多次調(diào)整不到位，通過力學理論計算和現(xiàn)場實踐，探索出吊索安裝調(diào)整一次達標施工法，為今后高速鐵路接觸網(wǎng)施工提供技術(shù)儲備。

接觸網(wǎng)；吊索安裝；調(diào)整；施工法

0 引言

對于電力驅(qū)動交通工具的接觸網(wǎng)—受電弓系統(tǒng)，世界各國公認的要求：在高速行駛的工作狀態(tài)下，接觸網(wǎng)應(yīng)正常向機車提供電能，且無電弧，電耗少。其次，投資及維護費用盡可能少，使用壽命達數(shù)十年。這兩種基本要求是與接觸網(wǎng)懸掛和受電弓系統(tǒng)的振動狀態(tài)緊密相連，接觸線和受電弓系統(tǒng)的振動，導致二者間產(chǎn)生的接觸壓力沿著由靜態(tài)抬升和空氣動力形成的抬升力平均值上下波動，弓網(wǎng)接觸壓力小，接觸電阻增大，產(chǎn)生電弧，導致電弧腐蝕。接觸壓力大，會使導線磨耗加劇，減少使用壽命。為保證高速行駛良好的弓網(wǎng)受流質(zhì)量，世界發(fā)達國家均以接觸網(wǎng)靜態(tài)彈性盡可能的均勻、較高的安裝精度作為評價接觸網(wǎng)的主要標準之一。簡單鏈形懸掛方式與彈性鏈形懸掛方式相比，懸掛點與跨中的彈性相差很多，表現(xiàn)為彈性不均勻性較大，受流質(zhì)量較差，因此，國內(nèi)高速鐵路如鄭西、武廣、京滬、滬寧等線均采用了彈性鏈形懸掛方式。與簡單鏈形懸掛方式不同的是，彈性鏈形接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)在懸掛點增加了彈性吊索，從而減小了懸掛點與跨中的彈性差，提高了接觸懸掛的彈性均勻度，保證在高速運營狀態(tài)下弓網(wǎng)受流質(zhì)量良好。但多條高鐵接觸網(wǎng)施工安裝后發(fā)現(xiàn)，由于沒有控制好彈性吊索安裝程序，跨中出現(xiàn)正、負弛度，造成導高變化較大，而根據(jù)德國DS997.1（鐵路設(shè)計 施工 維護規(guī)范）和EN1159標準及設(shè)計彈性鏈形懸掛接觸網(wǎng)要求，接觸導高是一個常數(shù)。本文針對接觸網(wǎng)跨中出現(xiàn)弛度情況進行簡析，探討彈性吊索一次安裝調(diào)整到位施工方法，為今后高速接觸網(wǎng)施工提供參考。

1 彈性吊索線夾處的承力索弛度簡析

1.1 數(shù)學模型基本條件

以一跨為單元進行力學分析，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 彈性鏈形懸掛一跨圖

1.2 C、D兩點承力索弛度計算

對C點進行受力分析，可求得C點的承力索弛度f1：

式中，gc為承力索每米重量。

同理，可求得D點承力索弛度f2：

本文以時速350 km的滬寧段彈性鏈形懸掛設(shè)計標準為依據(jù)，計算彈性吊索線夾與承力索連接處承力索的弛度，其結(jié)果如表1所示。

表1 承力索弛度計算表

1.3 結(jié)果分析

跨中吊弦長度是按設(shè)計吊索張力3.5 kN及其主設(shè)計參數(shù)計算得到，從表1不難看出，如安裝吊索張力大（大于設(shè)計值），則f值大，吊索線夾與承力索連接點承力索的弛度就大。由于這一點下移，使跨中整體下移，因此，跨中導線就出現(xiàn)弛度。如安裝吊索張力?。ㄐ∮谠O(shè)計值），則f值小，吊索線夾與承力索連接點承力索的弛度就小。由于這一點上移，使跨中整體上移，因此，跨中導線出現(xiàn)負弛度。

2 吊索安裝及調(diào)整一次到位施工法

2.1 彈性吊索安裝前應(yīng)具備的條件

彈性吊索安裝前應(yīng)具備以下條件：

（1）錨段內(nèi)承力索中心錨結(jié)安裝已完成。

（2）檢查錨段兩端下錨柱處補償裝置工作正常，補償墜砣符合額定張力、墜砣限制架應(yīng)調(diào)整到位、活動靈活、無卡滯情況。

（3）承力索已安裝至承力索支撐線夾中，完成歸位，各支柱處腕臂偏移符合當天環(huán)境溫度變化安裝曲線表。腕臂偏移值如有誤差，應(yīng)在安裝彈性吊索的過程中進行復核，并調(diào)整腕臂偏移值，克服因承力索的蠕變周期較長帶來的系統(tǒng)誤差。

2.2 彈性吊索安裝

2.2.1 彈性吊索預制

按照跨距測量情況，在預配車間按設(shè)計要求長度截取彈性吊索繩，一般考慮20 cm正誤差，在彈性吊索繩總長的中間部位做上標記方便安裝時以此作為安裝中心，端頭及170 mm標記處用膠帶綁扎，170 mm標記處作為緊線器的安裝位置。

2.2.2 復查腕臂偏移和補償裝置

按照腕臂安裝計算曲線復核腕臂偏移值和兩端補償墜砣符合額定張力要求，且補償裝置無卡滯后才能安裝彈性吊索（一次偏移不到位，二次整改后需相應(yīng)復核彈吊安裝位置及張力）。

2.2.3 彈性吊索初安裝

在懸掛點處把預制好的彈性吊索中心標記臨時用細鐵線固定在腕臂中心，將170 mm標記一端朝向下錨側(cè)，向中錨側(cè)展放未做170 mm標記的彈性吊索，同時展放測量繩，在測量繩長度滿足彈性吊索一半處停止展放吊索，在承力索上做出標記后將彈性吊索緊固到彈性吊索線夾上，安裝其中一個彈性吊索線夾。之后再從懸掛點向下錨側(cè)方向展放彈性吊索，拉緊彈性吊索后安裝彈性吊索線夾，在露出的170 mm處使用張力緊線器將彈性吊索上張力緊至初安裝張力2.5 kN時停止，調(diào)整下錨側(cè)彈性吊索線夾位置于端頭標記位置，緊固好彈性吊索線夾。

2.2.4 整體吊弦安裝

彈性吊索初安裝完成后，按照整體吊弦測量、計算、預制、安裝的流程同步進行整體吊弦安裝，本文不再對整體吊弦安裝程序進行詳述。與整體吊弦安裝的同時將預制好的彈性吊索上的整體吊弦安裝到位。

2.3 調(diào)整彈性吊索張力及懸掛調(diào)整

根據(jù)1.3節(jié)的分析，彈性吊索安裝張力大于設(shè)計張力，跨中接觸線高度低于設(shè)計值。彈性吊索安裝張力小于設(shè)計張力，跨中接觸線高度高于設(shè)計值。由此可見，彈性吊索安裝張力的大小，直接影響跨中接觸線高度。筆者經(jīng)現(xiàn)場多次摸索、總結(jié)探討得出，在承力索架設(shè)后，直線區(qū)段彈性吊索張力按3.0 kN安裝，曲線區(qū)段按3.3 kN安裝，基本符合后續(xù)導高安裝要求。為此，在彈性吊索初安裝后，從中心錨結(jié)處向起、下錨兩側(cè)方向調(diào)整吊索張力。施工負責人在靠近中心錨結(jié)跨中測導線高度，調(diào)整人員在遠離中錨側(cè)調(diào)整（不需加掛拉力計）。如果跨中導高高于設(shè)計值，應(yīng)適當緊固下錨方向彈性吊索線夾以加大彈性吊索張力。如果跨中導高低于設(shè)計值，施工負責人指揮調(diào)整人員松開彈性吊索減少彈性吊索張力，按照經(jīng)驗值滿足直線區(qū)段彈性吊索張力達3.0 kN，曲線區(qū)段達3.3 kN即可。導高達標后，把吊索線夾擰緊即可。吊索線夾緊固力矩應(yīng)達標，這樣安裝調(diào)整可一次達標。

檢查調(diào)整時應(yīng)用塞尺復核定位器限位間隙，如折角型定位器限位間隙過小或過大，采用調(diào)整定位器座上頂絲的方法來滿足間隙要求，定位器坡度過小時需移動，如直角型定位器限位間隙過小或過大，通過調(diào)整定位管抬頭低頭來滿足定位限位間隙，正定位管不得低頭，反定位管不得抬頭。

2個彈性吊索吊弦懸掛點與定位懸掛點接觸線高度為等高，相對該定位點的接觸線高度誤差為± 5 mm，但不得有“V”字形存在?？缰械谝坏跸遗c相鄰彈性吊索吊弦的高度差必須小于10 mm，一般小于5 mm。

在完成2組以上彈性吊索調(diào)整及兩跨以上整體吊弦后，檢測跨中接觸線有無負弛度和正弛度現(xiàn)象，通過增減彈性吊索張力或更換整體吊弦調(diào)整。相鄰吊弦處接觸線高差不應(yīng)大于5 mm。相鄰定位點處接觸線高差不大于10 mm，接觸線高度符合標準，誤差為±20 mm。

2.4 檢測

彈性吊索調(diào)整過程中和調(diào)整結(jié)束后應(yīng)對安裝的效果進行檢查，調(diào)整過程中一般在靠下錨側(cè)彈性吊索尾端加掛張力計監(jiān)測彈吊的張力，同時使用接觸網(wǎng)激光測量儀對定位點及彈性吊索吊弦及相鄰懸掛點、跨中懸掛點進行接觸線高度檢測，對不符合技術(shù)要求的，對彈性吊索張力進行檢測，從施工經(jīng)驗看，直線區(qū)段彈性吊索張力達3.0 kN，曲線區(qū)段達3.3 kN時，接觸網(wǎng)相鄰懸掛點、跨中懸掛點的接觸線高度一般均能滿足驗收標準。

安裝調(diào)整完成撤出張力計后，應(yīng)用接觸網(wǎng)激光測量儀對跨距內(nèi)彈性吊索吊弦點、懸掛點和跨中吊弦點逐點進行檢測，確保各點接觸線高度符合設(shè)計和驗收要求。

3 結(jié)語

多條高鐵施工實施證明：上述彈性鏈形懸掛吊索安裝、調(diào)整施工方法可以一次到位，且跨中導高符合設(shè)計要求，能確保良好的弓網(wǎng)受流質(zhì)量，滿足動車組高速行駛要求，開通后運營狀態(tài)良好。

[1] DS997.1 德國鐵路規(guī)范 接觸網(wǎng)設(shè)施的設(shè)計、施工和維修[S].

[2] EN50119-2001 電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計、施工及驗收標準[S].

[3] TB10621-2009 J971-2009 高速鐵路設(shè)計規(guī)范（試行）[S].

According to stitched catenary suspension appears positive, negative sag span, repeated adjustment is not in place, the mechanics of theoretical calculation and field practice, explore a standard construction method of bridle wire assembly for installation and adjustment, provides the technical reserve for future high-speed railway OCS.

OCS; bridle wire assembly installation; adjustment; construction method

U225.2

B

1007-936X(2015)01-0011-03

2014-08-27

成林軍.中鐵電氣化局西安電氣化工程公司，工程師，電話：18591714678；

魯海祥.中鐵電氣化局集團有限公司，高級工程師；

劉 杰.中鐵電氣化局集團有限公司，教授級高級工程師。