范彬
摘 要:本文介紹了新建福州至平潭鐵路接觸網(wǎng)整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)條件,說(shuō)明了整體腕臂結(jié)構(gòu)計(jì)算、裝配的關(guān)鍵工藝和有關(guān)要求,指出了運(yùn)營(yíng)維護(hù)中的注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞:整體腕臂;結(jié)構(gòu);技術(shù)探討
中圖分類(lèi)號(hào):U225.42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-5168(2019)29-0105-03
Discussion on the Structure of the Whole Wrist Arm Structure of the
New Contact Network of Fuzhou-Pingtan Railway
FAN Bin
(The Third Company of China Railway Electrification Engineering Group,Zhengzhou Henan 450005)
Abstract: This paper introduced the technical conditions of the overall wrist arm structure of the new Fuzhou-Pingtan railway contact network, explained the key processes and requirements of the overall wrist arm structure calculation and assembly, and pointed out the precautions in operation and maintenance.
Keywords: overall wrist arm;structure;technology discussion
目前,已開(kāi)通的一般高速鐵路(含客貨共線)接觸網(wǎng)腕臂支持結(jié)構(gòu)多采用“鉤環(huán)”方式的剛性支持裝置。但是,新建福州至平潭客貨共線鐵路(以下簡(jiǎn)稱(chēng)福平鐵路)具有特殊的環(huán)境和氣象條件:接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)壓1.3kN/m2,路基上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速(地面以上10m高度)為60m/s,橋上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速75m/s,海洋大氣環(huán)境含有大量海鹽、酸、堿等物質(zhì)。接觸網(wǎng)腕臂支持結(jié)構(gòu)形式選用了Q345B鋼制的熱浸鍍鋅+氣相緩蝕雙金屬涂層(VCI)整體腕臂,正定位腕臂結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)目前僅運(yùn)用在海南東環(huán)線、蘭新線大風(fēng)區(qū)段,全線大規(guī)模采用這種結(jié)構(gòu)技術(shù)在福平鐵路尚屬首次。現(xiàn)結(jié)合福平鐵路整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)予以探討。
1 整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)條件概況
接觸網(wǎng)腕臂結(jié)構(gòu)零件主要包括腕臂底座、腕臂支持結(jié)構(gòu)、定位裝置[1]?,F(xiàn)以腕臂關(guān)鍵零配件為主要介紹內(nèi)容,具體包括腕臂支持結(jié)構(gòu)、連接裝置、定位裝置、定位器和錨支定位卡子。腕臂支持結(jié)構(gòu)工作荷重類(lèi)型如表1所示。
1.1 腕臂連接裝置
對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼無(wú)縫鋼管腕臂,用外徑為60mm的斜腕臂與外徑為60mm的平腕臂的支撐連接。平腕臂為加焊接板結(jié)構(gòu),通過(guò)螺栓連接。
腕臂連接裝置的性能要求為:最大水平工作荷重為5.8kN;最大垂直工作荷重為4.9kN;與腕臂管之間的滑動(dòng)荷重應(yīng)不小于7.5kN;水平破壞荷重應(yīng)不小于17.4kN;垂直破壞荷重應(yīng)不小于14.7kN;螺栓的緊固力矩為44~56N·m。
1.2 定位裝置
定位裝置用于與腕臂支持結(jié)構(gòu)連接,固定接觸線的位置。定位裝置一般由定位環(huán)、定位管、定位管支撐、定位器支座、定位器、定位線夾和定位器電連接跳線等組成。定位裝置在腕臂支持結(jié)構(gòu)中的安裝應(yīng)滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的尺寸和功能要求,安裝后應(yīng)連接可靠,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,調(diào)整方便,在垂直地面及順線路方向應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活[2]。
定位裝置在組合安裝狀態(tài)下,工作支定位裝置(特型定位裝置除外)應(yīng)滿足定位線夾處水平荷重一般為3.0kN,非工作支定位裝置應(yīng)滿足錨支定位卡子(采用定位線夾方式)處水平荷重為7.5kN的受力條件下任何部位不發(fā)生開(kāi)裂、塑性變形和滑移現(xiàn)象。工作支定位裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在受電弓在動(dòng)態(tài)包絡(luò)線(上下抬升量為懸掛定位點(diǎn)處接觸線模擬計(jì)算或?qū)崪y(cè)最大抬升量的2倍,左右擺動(dòng)量為±450mm)范圍內(nèi)最大運(yùn)行風(fēng)速條件下正常運(yùn)行時(shí)不打弓的要求。
1.3 定位器
定位器用于與定位線夾及定位器支座連接后固定接觸線的位置。矩形鋁合金定位器由矩形鋁合金管、定位鉤、定位銷(xiāo)釘套筒等組成。圓管鋁合金定位器由圓形鋁合金管、帶彈簧裝置的定位鉤環(huán)、定位套筒等組成。定位器的性能要求如表2所示。定位器的材質(zhì)滿足《風(fēng)區(qū)200~250km/h電氣化鐵路接觸網(wǎng)裝備暫行技術(shù)條件》(OCS-2)條件。
1.4 錨支定位卡子
錨支定位卡子安裝在定位管上,用于固定下錨支接觸線。錨支定位卡子線夾之間應(yīng)帶有保護(hù)襯墊,并具有可靠的防松措施。錨支卡子本體按《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 700—2006)要求,采用牌號(hào)為Q235B的碳素結(jié)構(gòu)鋼。主要性能要求如表3所示。
2 整體腕臂計(jì)算、安裝的關(guān)鍵工藝和有關(guān)要求
整體腕臂簡(jiǎn)單鏈型懸掛模式采用腕臂裝置逐件計(jì)算方法和腕臂裝置在工廠預(yù)配的方式進(jìn)行。因此,腕臂裝置及定位裝置在施工現(xiàn)場(chǎng)也能方便地與安裝的支柱對(duì)號(hào)入座,安裝效率和精度較高。
2.1 腕臂結(jié)構(gòu)計(jì)算
獲取有關(guān)線路精測(cè)網(wǎng)坐標(biāo),經(jīng)精密測(cè)量?jī)x器測(cè)量,采集腕臂相關(guān)技術(shù)參數(shù),并使用已經(jīng)成功運(yùn)營(yíng)工程驗(yàn)證的成熟可靠的精確工藝計(jì)算軟件,進(jìn)行整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算。
2.2 腕臂預(yù)配
整體腕臂裝配應(yīng)采用工廠化預(yù)配工藝?,F(xiàn)以正定位整體腕臂結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明。首先,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及已計(jì)算的技術(shù)參數(shù),截取相應(yīng)的平、斜腕臂尺寸,將平腕臂放置在工作平臺(tái)上,將承力索座卡在其相應(yīng)的安裝孔上,再穿螺栓銷(xiāo)固定,最后裝好開(kāi)口銷(xiāo)。其次,將斜腕臂端部雙耳與平腕臂連接板進(jìn)行螺栓銷(xiāo)連接,用力矩扳手鎖緊螺母,裝好開(kāi)口銷(xiāo)。再次,將合頁(yè)定位環(huán)由斜腕臂末端分別套入相應(yīng)的安裝位置,并預(yù)緊固。最后,將定位管與合頁(yè)定位環(huán)進(jìn)行螺栓銷(xiāo)連接,鎖緊螺母,裝好開(kāi)口銷(xiāo)。對(duì)裝配好的腕臂裝置進(jìn)行包裝及標(biāo)識(shí)。
2.3 腕臂安裝
在腕臂底座及絕緣子已安裝到位的前提下,先確認(rèn)腕臂裝置的標(biāo)識(shí)是否與線路區(qū)間錨段支柱安裝位置相吻合;借助作業(yè)平臺(tái),吊裝腕臂裝置,使其處于鉛錘狀態(tài),過(guò)程中不得與其他配件相碰撞,以免損傷整體腕臂裝置防腐蝕保護(hù)層;再次,可先連接、緊固斜腕臂與絕緣子,后連接、緊固平腕臂與絕緣子;最后檢查安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
注意事項(xiàng)如下:檢查所有零件安裝位置及方向是否正確;定位管與腕臂裝置是否處于同一鉛垂面內(nèi);所有緊固螺栓是否符合規(guī)定的力矩值;檢查開(kāi)口銷(xiāo)是否齊全,安裝是否規(guī)范。
3 運(yùn)營(yíng)維護(hù)注意事項(xiàng)
整體腕臂作為一種新技術(shù),其維修標(biāo)準(zhǔn)、維修技術(shù)、搶修手段還不完善,且平斜腕臂之間采用焊接固定的耳環(huán)連接,無(wú)法通過(guò)調(diào)整平斜腕臂相對(duì)位置來(lái)調(diào)整接觸網(wǎng)高度,不利于接觸網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)。同時(shí),該類(lèi)型腕臂的結(jié)構(gòu)高度較低,同等抬升量的情況下對(duì)吊弦線的彎曲程度增加,減少整體吊弦的使用壽命。考慮到整體腕臂一旦出現(xiàn)意外突發(fā)情況,更換工作量大、搶險(xiǎn)時(shí)間短促的特點(diǎn),設(shè)備運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)提前做好應(yīng)急預(yù)案,組織好搶險(xiǎn)工作。
設(shè)備運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)定期對(duì)福平鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行低速性能檢測(cè)和評(píng)估,積累運(yùn)營(yíng)維護(hù)數(shù)據(jù),完善安全評(píng)估要求,有效控制系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到RAMS的技術(shù)指標(biāo)。
4 結(jié)語(yǔ)
目前,接觸網(wǎng)整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)在部分鐵路大風(fēng)地段抗風(fēng)能力應(yīng)用是較為成熟的新技術(shù),亟待進(jìn)一步提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)能力。期盼由寶雞器材廠、飛輪公司新研制的簡(jiǎn)統(tǒng)化腕臂結(jié)構(gòu)能早日通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)安全可靠運(yùn)營(yíng)、降低投資、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)便的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]鐵道部勞動(dòng)和衛(wèi)生司,鐵道部運(yùn)輸局.高速鐵路接觸網(wǎng)維修崗位[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2012.
[2]鐵道部.高速鐵路電力牽引供電工程施工技術(shù)指南:TB 10710—2010[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2010.