淺談接觸網(wǎng)施工誤差的控制方法

崔元康 李惟浩 林新德

【摘要】本文根據(jù)接觸網(wǎng)施工誤差產(chǎn)生的原因，從影響施工的五大要素：人、機(jī)、料、法、環(huán)提出了控制施工誤差的減小和疊加的措施，并重點(diǎn)給出了控制腕臂和吊弦計(jì)算誤差的對策。

【關(guān)鍵詞】接觸網(wǎng)；施工誤差；控制

雖然目前國內(nèi)接觸網(wǎng)采用了國外發(fā)達(dá)國家的程序化、數(shù)據(jù)化施工的四個(gè)一次到位國家級工法，但由于接觸網(wǎng)施工工序和所用的材料繁多，安裝或加工工藝、機(jī)具及環(huán)境不盡相同，在每個(gè)施工工序中仍會有誤差，因此，產(chǎn)生原因主要來自施工人員、采用的機(jī)具、進(jìn)場的材料、施工方法和施工環(huán)境。要保證施工質(zhì)量，監(jiān)理工程師就必須對這五方面加以嚴(yán)格的控制。

一、接觸網(wǎng)施工中誤差主要來源及計(jì)算

1、隨機(jī)誤差由于人為、儀器以及條件的原因，常常因?yàn)閱为?dú)情況出現(xiàn)隨機(jī)的誤差，其大小和符號都沒有相對應(yīng)的規(guī)律可循，但是從整體角度來看其服從統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，這種情況的誤差叫做隨機(jī)誤差。產(chǎn)生隨機(jī)誤差原因很多，主要是由于大量獨(dú)立的因素在微量上的變化，從而在宏觀上的綜合作用形成效應(yīng)。以定位測量為例，操作過程中溫度微量的變化、地面微震、摩擦力變化、空氣擾動(dòng)和機(jī)構(gòu)微間隙等情況就是其隨機(jī)誤差形成的微觀因素綜合表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)的方法不能完全修正隨機(jī)誤差，通常是估算其對于施工操作結(jié)果影響大小和影響程度，分類別考量。

2、系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的誤差符號和大小在接觸網(wǎng)施工過程中不斷發(fā)生變化，通常是以一定規(guī)律性存在。接觸網(wǎng)大部分施工操作都是重復(fù)性的，針對多次檢測結(jié)果平均值同真值統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律分析計(jì)算，最終對測量值進(jìn)行修正。系統(tǒng)誤差通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算的方法可以求解出來，使用修正值方法可以消除其對接觸網(wǎng)施工的影響。

3、粗放誤差粗放誤差又叫做疏失誤差，其為明顯超出了施工預(yù)期范圍條件內(nèi)的數(shù)值，屬于異常的施工統(tǒng)計(jì)值，形成原因主要是部分失控性操作而出現(xiàn)。儀器的操作不當(dāng)、讀數(shù)的人為錯(cuò)誤、記錄的錯(cuò)誤以及計(jì)算的錯(cuò)誤是最主要的粗放誤差形成原因，其數(shù)值比隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差要大得多，很多情況下已經(jīng)不在屬于誤差范圍，實(shí)質(zhì)上是施工中的錯(cuò)誤。

二、接觸網(wǎng)施工關(guān)鍵技術(shù)

要想清楚并控制接觸網(wǎng)施工誤差，首先必須清晰了解其施工過程中的關(guān)鍵性技術(shù)和主要的施工工藝，實(shí)現(xiàn)一次成型的目標(biāo)，其關(guān)乎整個(gè)接觸網(wǎng)施工精度和施工質(zhì)量，包括縱向的定位測量和橫向的定位測量。由主管技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)圖紙審核跨距的長度，由拉鏈人員從測量的起始點(diǎn)按照跨距值丈量每根桿的桿位，用鋼刷除銹并作出標(biāo)記。接著使用白油漆以端正醒目的字體書寫，保證中心線的標(biāo)記位置準(zhǔn)確。接觸網(wǎng)各項(xiàng)分項(xiàng)工程都有關(guān)鍵性的技術(shù)難題存在，針對具體的情況，結(jié)合規(guī)范的規(guī)定和先進(jìn)研究成果的應(yīng)用，精細(xì)估算，是解決接觸網(wǎng)施工誤差控制問題主要原則所在。

三、控制施工誤差常用方法

國內(nèi)的接觸網(wǎng)施工很大程度上引進(jìn)了國外較為先進(jìn)的數(shù)據(jù)化、程序化的施工工藝，在總結(jié)的基礎(chǔ)上，中鐵電氣化局等單位開發(fā)了國家級的四個(gè)一次到位工程方法。對誤差產(chǎn)生的上述原因以及工程情況總結(jié)發(fā)現(xiàn)，接觸網(wǎng)施工誤差重點(diǎn)需要控制的集中在五個(gè)方面，即：施工人員誤差、機(jī)具使用誤差、材料使用誤差、施工方法誤差以及施工環(huán)境誤差。

1、人員誤差控制人員誤差控制是實(shí)現(xiàn)一次成型最為有效地手段。接觸網(wǎng)涉及人員范圍較為廣泛，直接參與到施工指揮、操作以及組織者都屬于施工誤差人為因素控制范疇。大量接觸網(wǎng)使用成功的經(jīng)驗(yàn)證明，持證上崗和按照施工特點(diǎn)進(jìn)行分組操作可以確保專業(yè)化的施工人員分工，繼而保證施工的質(zhì)量，常見的分組有測量組、預(yù)配租、設(shè)備安裝組、架線安裝組、試驗(yàn)調(diào)試組和計(jì)算組等。

2、機(jī)械誤差控制對于機(jī)械的誤差控制主要是對于施工的機(jī)械工具、檢測器具以及各項(xiàng)設(shè)備等的控制工作。按照不同技術(shù)和工藝的要求，合理選擇較為先進(jìn)的機(jī)械工具、檢測器具以及各項(xiàng)設(shè)備，對其使用、保養(yǎng)及管理保證正確，才能保證期處于最佳的使用狀態(tài)。在接觸網(wǎng)施工中，常常出現(xiàn)同一項(xiàng)目采用不同的機(jī)械得到不一致效果的現(xiàn)象，總會不同程度出現(xiàn)正負(fù)偏差，這樣就導(dǎo)致返工現(xiàn)象，必須采取相對固定的操作才可以避免設(shè)計(jì)和施工范圍內(nèi)保證誤差的控制，做到一次成型。

3、材料誤差控制原材料、半成品、成品以及構(gòu)配件的控制需要從材料進(jìn)貨到安裝、檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)管理，對于不合格的材料嚴(yán)禁進(jìn)入工程中。生產(chǎn)制造材料的過程不可避免存在公差，施工中必須充分考慮，盡量避免誤差疊加的現(xiàn)象發(fā)生。

4、方法誤差控制施工采用的工藝、方法以及技術(shù)措施優(yōu)劣直接關(guān)系著項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量好壞和精度要求，必須按照施工的實(shí)際情況，以工程質(zhì)量、進(jìn)度要求和項(xiàng)目效益為準(zhǔn)則，遵循一次成型達(dá)標(biāo)的原則。

5、環(huán)境誤差控制電氣化工程項(xiàng)目建設(shè)大多數(shù)位于自然環(huán)境之中，受到地質(zhì)、氣候和其它環(huán)境影響效應(yīng)明顯，通常結(jié)合工程特點(diǎn)及具體條件考慮，針對環(huán)境因素影響程度，采取正隊(duì)形措施加以控制。

四、消除和減小接觸網(wǎng)施工誤差疊加的方法

為保證無電弧、少磨耗和弓網(wǎng)受流質(zhì)量良好，設(shè)計(jì)時(shí)不同速度的接觸網(wǎng)的接觸線的坡度變化、懸掛點(diǎn)的導(dǎo)高、預(yù)留弛度、拉出值及鏈形懸掛的相對彈性等參數(shù)的允許偏差值不同。速度越高，其允許偏差值越小，即要求施工安裝的精度越高。接觸網(wǎng)的施工工序諸多，若最終的施工允許誤差超出設(shè)計(jì)要求時(shí)就必須重新調(diào)整達(dá)標(biāo)。其原因是由多道工序施工誤差疊加所致。消除和減小接觸網(wǎng)施工誤差疊加的方法：一是接觸網(wǎng)工程計(jì)算和預(yù)配安裝時(shí)應(yīng)避免量值傳遞時(shí)的疊加累計(jì)，如腕臂測量、計(jì)算和預(yù)配安裝，數(shù)據(jù)集合A是若干個(gè)施工測量值（支柱埋深、側(cè)面限界及傾斜率）、數(shù)據(jù)B（下底座與腕臂絕緣子連接孔中心至定位環(huán)的距離）和數(shù)據(jù)C（下底座與腕臂連接孔中心至套管絞環(huán)或套管雙耳的距離）均由數(shù)據(jù)集合A得出的計(jì)算值，計(jì)算B時(shí)就不應(yīng)以C作為計(jì)算元素。二是需從接觸網(wǎng)施工測量、計(jì)算、加工預(yù)配、現(xiàn)場安裝和最終檢測5個(gè)階段逐階段消除和減小施工誤差，以防疊加超標(biāo)。三是嚴(yán)格控制計(jì)算偏差，接觸網(wǎng)工程施工計(jì)算誤差的控制既是關(guān)鍵又是難點(diǎn)，因?yàn)榻佑|網(wǎng)懸掛系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜多變的空間力系，相互影響因素諸多，必須全面考慮。如在腕臂計(jì)算軟件的數(shù)學(xué)模型中還應(yīng)考慮以下參數(shù)：

1、支柱受力變形因素參數(shù)。計(jì)算腕臂所測計(jì)算數(shù)值，一般是在支柱未受力前測量的，而支柱在承載后會產(chǎn)生輕微的彈性變形（即出現(xiàn)允許的撓度），撓度的大小與支柱本身的容量和實(shí)際所承受的容量（力矩）差值大小等因素有關(guān)，且相同容量的支柱由于所處位置線路半徑大小不同，實(shí)際所承受的容量不同，因此，其撓度不盡相同。這些因素參數(shù)值是通過大量實(shí)測得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2、支柱受力后的基礎(chǔ)橫線路移位因素參數(shù)。支柱在承載后，基礎(chǔ)會產(chǎn)生不同程度的移位，尤其是超拉后較為明顯。位移會引起腕臂向受力側(cè)（橫線路）位移，造成承力索、接觸線的設(shè)計(jì)位置改變。位移的大小取決于支柱基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)形式和施工質(zhì)量兩個(gè)方面，尤其是直埋基礎(chǔ)，主要取決于施工質(zhì)量，就是設(shè)計(jì)、施工均不存在問題，但超拉后還是有微量的位移。位移的參數(shù)值是通過大量的實(shí)測所得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

結(jié)語

多年來，我國電氣化鐵路接觸網(wǎng)有了長足的進(jìn)步，特別是近幾年來，借鑒引進(jìn)、消化吸收國外先進(jìn)的施工技術(shù)和監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，施工技術(shù)水平和施工質(zhì)量逐年提高，已接近國外發(fā)達(dá)國家水平。監(jiān)理單位按監(jiān)理規(guī)范和上述控制方法嚴(yán)格控制施工誤差，提高了施工質(zhì)量，開通后弓網(wǎng)受流質(zhì)量良好，實(shí)現(xiàn)了高可靠少維修的目標(biāo)，為今后的高速接觸網(wǎng)的施工監(jiān)理提供了技術(shù)儲備。

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