淺談高速鐵路接觸網工程高精確度施工技術

中鐵電氣化局集團第三工程有限公司 河南鄭州 45000

摘要：本文通過系統(tǒng)工程的原理和方法，對高速鐵路接觸網工程的整個施工過程的精確度控制進行簡要論述，分析目前高速鐵路觸網工程施工技術的現(xiàn)狀及其精確度控制要點。重點推薦使用精測網進行精確測量、計算、安裝和調整的施工技術，從人工、機械、材料、進度控制方法和環(huán)節(jié)等方面提出有效提升施工精確度的措施，并加強專業(yè)間的銜接工作，實現(xiàn)高速鐵路接觸網工程的高精確度施工。

關鍵詞：高速鐵路；接觸網工程；精測網；高精確度；施工技術

引言

高速鐵路工程在施工時必須嚴格按照高安全性、高可靠性、高精度性和高平順性、高穩(wěn)定性，這五高的要求進行施工操作。高速鐵路與普速鐵路在進行接觸網工程施工時，最大的施工要求區(qū)別就在于精確度，高速鐵路的精確度要求遠比普速鐵路要高出許多，因而在進行高速鐵路的接觸網工程施工時，必須確保其高精確度，抓住精確度的控制要點，把握核心部分，憑借精密的測量技術和科學合理的施工流程以及專業(yè)的施工隊伍，實現(xiàn)高速鐵路接觸網的高精度。

一、高速鐵路觸網工程施工技術現(xiàn)狀分析

隨著電氣化鐵路的迅猛發(fā)展，高速鐵路逐漸進入人們的生活，各大城市高鐵遍布，（由圖一中國高鐵城市網絡示意圖可知）我國在不斷引入他國先進施工技術和高科技材料的同時，研發(fā)了一批接觸網新設備，對提升高速鐵路接觸網施工的精確度有一定的促進作用，因而受到人們的廣泛青睞。在此背景下，現(xiàn)有的一部分接觸網施工技術已無法滿足高精確度的施工要求，加之就算滿足進度要求，還是存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

1.1施工隊伍方面

高速鐵路接觸網工程的施工人員主要分為兩個層次，即數(shù)量較少的工程技術人員和管理人員為第一層，數(shù)量較多的一線作業(yè)人員為第一層，其中第一層人員多為高學歷的高素質人才，而第二層大多未受過教育或者受教育水平較低，而且農民工居多，相對的文化素養(yǎng)和專業(yè)水平也較差。因而在實際施工中，就不免出現(xiàn)一些人為造成的誤差，從而直接影響到接觸網工程的施工精確度。此外，施工裝備落后也是另一個阻礙接觸網工程施工精確度提升的重要原因。目前，我國的許多高鐵接觸網施工單位的的施工設備與發(fā)達國家相比，其性能和新舊程度、以及自動化等方面都還有所不足，而從國外引進先進設備的能力也有限，此外檢測儀器和裝置的精確度也是引發(fā)施工誤差的根源。

1.2施工標準和施工技術方面

（1）施工技術較落后：從我國目前的綜合情況來看，國內除極少部分的施工單位外，絕大多數(shù)施工單位的施工技術和施工工藝還停留在傳統(tǒng)水平，這與當前高速鐵路接觸網施工技術的迅猛發(fā)展產生了矛盾，施工傳統(tǒng)工藝技術得到的施工成果，自然達不到當今水平的要求。（2）施工技術標準不夠協(xié)調：高速鐵路接觸網施工和鐵路路基、鐵軌的施工技術標準存在較大的分歧，導致技術標準出現(xiàn)嚴重的不協(xié)調問題。鐵軌軌面的標高是接觸網施工的基準點，然而實際情況中我國鐵路軌道允許的施工偏差比較大，這就導致接觸網工程的質量難以滿足施工要求。（3）技術規(guī)范不合理：目前，我國還缺乏一套可行性較高的電氣化鐵路施工標準，現(xiàn)存的通用且標準的施工規(guī)范較少。另外，高速鐵路接觸網的施工操作規(guī)范也不夠完整，大部分施工單位在進行施工操作時較為隨意，容易增加接觸網施工誤差的頻率，從而嚴重降低接觸網施工的精確度，容易對行車安全造成一定威脅，因而必須建立一套完備的高速鐵路接觸網工程施工操作規(guī)范，用以規(guī)范施工隊伍的施工行為。

圖一 中國高鐵城市網絡示意圖

二、高速鐵路觸網工程施工精確度控制關鍵點分析

2.1應用精測網

精密測量在保證高速鐵路建設質量的環(huán)節(jié)中是最重要的基礎條件之一。接觸線高度、拉出值等集合參數(shù)都是以軌道集合參數(shù)為基準的，因而在新建高速鐵路接觸網工程時，從支柱基礎的定位測量、腕臂測量計算安裝和吊弦測量計算安裝、接觸線監(jiān)測精調等內容都應以線路軌道橫、縱斷面設計圖為依據(jù)，而且接觸網和線路軌道專業(yè)測量都應當采用統(tǒng)一的坐標——精測網，以此作為雙方施工和運營期間共同遵守的依據(jù)。

2.2施工偏差控制要點

施工偏差控制是整個高速鐵路接觸網施工過程的核心部分，對精確度的要求越高，就越要加強對施工偏差的控制，在此之前，必須明確施工偏差控制的要點。（1）材料方面：施工所使用的材料，在其生產制造時便會有一定的偏差，在使用時必須將這部分誤差考慮在內。例如，在編制腕臂計算軟件程序和進行腕臂計算時，都要將絕緣子材料的生產制造公差考慮在內，在腕臂預配時將由制造公差造成的這部分影響消除，防止累計施工偏差出現(xiàn)。（2）施工方法方面：包括施工工序流程和施工計算軟件在內的施工工藝和技術，都要進行偏差控制。例如，為防止附加后懸掛架設后出現(xiàn)支柱傾斜值變化致使已調整的接觸懸掛位置改變的情況，應當在附加懸掛架設結束后再進行支柱相關參數(shù)的測量，特別在曲線地段和接觸網設計張力較大時需要更加注意。（3）環(huán)境方面：施工環(huán)境對施工偏差也有一定的不利影響。例如，超聲波正在空氣中的傳播速度與環(huán)境的溫度具有一定的函數(shù)關系，接觸網施工所使用的超聲波式測量儀器從室內存放環(huán)境到室外測量現(xiàn)場，至少需要10分鐘以上的時間，來適應現(xiàn)場的環(huán)境溫度，若未適應現(xiàn)場溫度變化，測量誤差容易超標。

圖二 高鐵接觸網系統(tǒng)

三、提高高速鐵路觸網工程施工精確度的方法

3.1控制接觸網施工偏差的方法

首先，需要對施工人員的施工偏差進行控制，可以使用人員分組的方式，以接觸網施工的特點為基準，分析各人員自身的特色，將施工人員分配為不同的專業(yè)化作業(yè)組：測量組、計算組、預配租、基礎施工組等等。經假以時日，經過多次重復的作業(yè)，各組人員的操作技能便能得到極大的提升。其次，需要對機械的偏差進行控制，沒有先進的施工設備和檢測儀器，無論技術水平多高，總會出現(xiàn)較大偏差，嚴重影響工程的精確度。再其次，對施工材料的偏差控制也有很大意義，不能忽略由施工材料在生產制造時與生俱來的偏差，在使用時必須將其考慮在內，盡量消除影響。此外，還需加強對施工方法的偏差控制，這點是重中之重，要避免使用不達標或者不科學的施工工藝。最后，對施工周圍環(huán)境的控制也不能忽視，即應當注意周圍環(huán)境對施工偏差的影響。

3.2消減接觸網施工偏差疊加的技術

多道工序施工偏差疊加，會使工程的最終偏差超過允許偏差的最大值，從而導致所有工序必須重頭再來。消除接觸網施工偏差疊加的技術主要有三種：（1）避免量值傳遞時疊加累計偏差控制技術；（2）階段施工偏差控制技術；（3）計算偏差控制技術。由于接觸網的各個子系統(tǒng)之間存在相互影響作用，為達到提升施工精確度的目的，腕臂和吊弦長度計算軟件不宜使用解析幾何式數(shù)學模型，而應盡量使用力學式數(shù)學模型，同時對施工過程的人員、機械、材料、工藝各個環(huán)節(jié)進行偏差控制，消除或減少疊加的偏差。

四、結論

高速鐵路接觸網建設是一項復雜的工程，要想進一步提升其精確度，必須從各個施工環(huán)節(jié)的細微之處著手，防止較大偏差出現(xiàn)，并減少細小偏差。使用科學合理、先進的施工技術，選用熟練可靠的施工人員，購置先進的施工設備，這樣才能保證高速鐵路接觸網施工的精確度。

參考文獻：

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