曲弦鋼桁加勁連續(xù)梁橋接觸網(wǎng)設(shè)計方案研究

王蓓

（中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司，天津 300251）

1 引言

接觸網(wǎng)需要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，以便后續(xù)工程的順利實施。而隨著高速鐵路的發(fā)展，橋梁占比越來越大，鐵路橋梁形式越來越多樣化。最常見的T 梁橋、箱梁橋已有成型的接觸網(wǎng)基礎(chǔ)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)，而特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式則對接觸網(wǎng)設(shè)計提出了更高要求，需要通過合理的接觸網(wǎng)布置，實現(xiàn)接觸導(dǎo)線和附加導(dǎo)線的懸掛，在保證接觸網(wǎng)帶電體與鋼結(jié)構(gòu)安全距離的同時，兼顧成本控制及景觀效果。

本文將以鄭阜客專界臨特大橋曲弦鋼桁加勁連續(xù)梁橋的接觸網(wǎng)設(shè)計方案為例，充分利用橋梁結(jié)構(gòu)的特點，合理設(shè)置接觸懸掛和附加導(dǎo)線懸掛方案，在滿足安全距離要求的前提下，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)性以及景觀效果。

2 工程概況

鄭阜客專界臨特大橋采用跨度為45m+75m+172m+75m+45m 的雙線曲弦鋼桁加勁連續(xù)梁橋，由預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和加勁鋼桁組成，其中主跨跨度172m 采用曲弦鋼桁加勁。主桁采用反向再分式桁架，桁高0～14m、節(jié)間距16m，鋼架內(nèi)緣距離線路中心為2.55m，橋的側(cè)面和頂面均有鋼架結(jié)構(gòu)，且所有鋼架均呈斜交布置。

3 接觸網(wǎng)設(shè)計限制因素

具體包括以下4 個方面：

1）安全距離：接觸網(wǎng)帶電體對橋鋼結(jié)構(gòu)要保證300mm 以上的安全距離。

2）橋梁結(jié)構(gòu)限制：接觸網(wǎng)預(yù)留需要考慮橋梁結(jié)構(gòu)受力并避開焊縫、螺栓等。

3）景觀效果：鋼桁梁橋本身結(jié)構(gòu)對稱、造型新穎優(yōu)美，是鐵路工程的一個亮點，如何利用這種對稱美，巧妙加入接觸網(wǎng)元素，是不可忽略的問題。

4）經(jīng)濟(jì)性：在滿足其他要求的前提下，盡量做到節(jié)約成本。

4 設(shè)計方案研究

本橋分為邊跨和主跨2 部分，其中邊跨采用常規(guī)的連續(xù)梁，接觸網(wǎng)布置方式也遵循常規(guī)設(shè)計，即在梁面上立支柱。主跨部分則包含了復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)對接觸網(wǎng)裝配的安裝及線材懸掛形式進(jìn)行研究分析，確定合理的方案。懸掛方式主要有以下幾種方式。

1）吊柱方式。即在鋼桁梁頂預(yù)留底座，通過在底座上安裝接觸網(wǎng)吊柱來懸掛線材。該方式優(yōu)點是簡單便捷、費用較少；缺點是吊柱長度有限，不適用于梁頂太高的情況。

2）預(yù)埋件方式。在橋梁側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)上做接觸網(wǎng)預(yù)埋件，通過在預(yù)埋件上安裝接觸網(wǎng)支持裝置來懸掛線材。該方式優(yōu)點是設(shè)置簡單、經(jīng)濟(jì)性好；缺點是基礎(chǔ)預(yù)留位置考慮因素多，需要避開橋梁焊縫、螺栓等。

3）支柱方式。該方式即常規(guī)的連續(xù)梁上接觸網(wǎng)支柱布置方式。條件允許時，充分利用橋梁結(jié)構(gòu)特點，在主跨鋼結(jié)構(gòu)等距離分布的三角區(qū)域的中部設(shè)置支柱，無須在橋上做預(yù)留件，避免與橋梁結(jié)構(gòu)的干擾，且達(dá)到了對稱美觀的景觀效果。

4）硬橫跨方式。即在鋼桁梁封閉空間內(nèi)設(shè)置硬橫跨結(jié)構(gòu)來安裝接觸網(wǎng)裝配和線材。該方式造價高，且視覺效果不好。在其他方式行不通時才推薦采用。

綜上所述，4 種方式各有優(yōu)劣，應(yīng)結(jié)合項目自身特點選擇最適合的方式。

4.1 接觸導(dǎo)線和承力索懸掛方式

由于本橋鋼桁梁梁高14m，不適宜采用“吊柱方式”；另外，本橋腹桿均為斜向布置，且主腹桿中部設(shè)置分布式次腹桿，桿件連接復(fù)雜難以預(yù)留基礎(chǔ)，不宜采用預(yù)埋件方式。因此，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)特點分析，優(yōu)先采用第3 種方式，即“支柱方式”（見圖1）。

上文提到，橋梁節(jié)間距為16m，結(jié)合景觀性，將接觸網(wǎng)跨距設(shè)置為16 的倍數(shù)，另外，考慮減小導(dǎo)線受風(fēng)影響的擺動量，因此支柱跨距采用32m。值得注意的是，考慮到錨段關(guān)節(jié)和中心錨結(jié)線索較多，維修量遠(yuǎn)大于普通地段，故應(yīng)盡量避免將其設(shè)置于鋼桁橋上，這樣可以降低安全隱患，減輕日后運營維護(hù)工作量【1】。

圖1 主跨上的支柱布置

4.2 附加導(dǎo)線懸掛方式

鄭阜客專為AT 供電方式，附加導(dǎo)線包含正饋線（簡稱AF線，絕緣懸掛）和保護(hù)線（簡稱PW 線，非絕緣懸掛）。附加導(dǎo)線懸掛可選擇“支柱方式”或“預(yù)埋件方式”。

由于本橋上支柱與橋側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)在順線路方向基本重合，若附加導(dǎo)線在支柱上懸掛，其受風(fēng)擺動后易與側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生碰磨，不滿足安全距離要求【2】，故選擇“預(yù)埋件方式”懸掛附加導(dǎo)線。另考慮到安裝及運營維護(hù)、檢修方便，附加導(dǎo)線懸掛于鋼結(jié)構(gòu)線路側(cè)。下面分別對懸掛高度的選取、預(yù)埋件的設(shè)置、接口轉(zhuǎn)換方式及安裝曲線進(jìn)行研究。

4.2.1 附加導(dǎo)線懸掛高度的選取

附加導(dǎo)線懸掛高度的選取需注意以下幾點。

1）高于支柱頂端。由于附加導(dǎo)線懸掛于鋼結(jié)構(gòu)線路側(cè)，為避免與接觸懸掛裝配發(fā)生干擾，附加導(dǎo)線在最大弛度時距軌面的高度應(yīng)高于支柱頂端（鄭阜客專橋上支柱頂端距軌面高度約為7 234mm）。

2）避開橋門架及焊縫。鋼桁橋主跨在A1、A1′處有橋門架，A3、A3′處有橫聯(lián)，鋼架之間有焊縫（見圖2）。附加導(dǎo)線應(yīng)注意保證與橋門架和橫聯(lián)的安全距離，預(yù)埋件應(yīng)避開焊縫。

3）跨距合理、均勻。結(jié)合橋梁側(cè)面鋼架斜交布置的特點可知，預(yù)留預(yù)埋件的高度同時決定著附加導(dǎo)線的跨距。附加導(dǎo)線跨距盡可能做到小而均勻，有利于保證與鋼結(jié)構(gòu)的安全距離。

綜合考慮以上因素，將AF 線懸掛高度定為8 850mm，PW線定為7 700mm。

4.2.2 鋼結(jié)構(gòu)上預(yù)埋件的設(shè)置

確定了附加導(dǎo)線的懸掛高度，可以推導(dǎo)出預(yù)埋件的具體位置。

圖2 鋼桁橋主桁圖

PW 線為非絕緣懸掛形式，預(yù)埋件的設(shè)置高度與PW 線的懸掛高度一致，即7 700mm。

AF 線為絕緣懸掛且懸掛高度較高，情況復(fù)雜一些：

1）普通部位。為保證AF 線與鋼結(jié)構(gòu)的安全距離，減小受風(fēng)擺動量，AF 線采用V 型懸掛方式，AF 線預(yù)埋件設(shè)置高度為懸掛高度加上AF 肩架至懸掛點的距離（約800mm），即9 650mm。

2）橋門架及橫聯(lián)處。由于橋門架和橫聯(lián)的設(shè)置，降低了凈空，加寬了側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)，所以，這2 個部位是控制主跨上AF線懸掛高度的關(guān)鍵點，懸掛高度取8 650mm，AF 線采用支撐絕緣子懸掛，預(yù)埋件設(shè)置高度與AF 線懸掛高度一致，即8 650mm。

4.2.3 邊跨與主跨接口處轉(zhuǎn)換方案

邊跨橋面上，支柱的附加導(dǎo)線均安裝在支柱田野側(cè)，懸掛高度逐跨加高到主跨上的高度。

在進(jìn)入主跨的前一顆支柱上，附加導(dǎo)線對向下錨，隨后進(jìn)入主跨，主跨上的附加導(dǎo)線均轉(zhuǎn)為鋼結(jié)構(gòu)線路側(cè)懸掛。

5 結(jié)語

特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式對接觸網(wǎng)設(shè)計提出了更高要求，特別是鋼架結(jié)構(gòu)對空間上的限制，使接觸網(wǎng)在安全距離、景觀效果、成本控制等方面難度均有所增加，本文以曲弦加勁鋼桁梁橋為例，對接觸網(wǎng)設(shè)計方案進(jìn)行了研究，可得出如下結(jié)論：

1）不同的懸掛方式各有優(yōu)劣，在布置接觸懸掛時，考慮錨段關(guān)節(jié)和中心錨結(jié)線索較多，維修量遠(yuǎn)大于普通地段，故應(yīng)盡量避免將其設(shè)置于鋼桁橋上，這樣可以降低安全隱患，減輕日后運營維護(hù)工作量。

2）附加導(dǎo)線要注意邊跨到主跨上的過渡方案，避免與鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生干擾；在進(jìn)入主跨前可采用對向下錨。

3）分析特殊橋梁結(jié)構(gòu)的每一處斷面，充分研究，明確接觸線和附加導(dǎo)線的安裝方式，靈活利用橋鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確布置，選擇合適的絕緣子懸掛形式等，減少安全隱患和后期維護(hù)壓力，在節(jié)約成本的同時兼顧美觀效果。

本文所研究的方案，可有效解決鋼桁橋上空間緊張，結(jié)構(gòu)特殊時接觸網(wǎng)設(shè)置困難的問題，對相關(guān)的鐵路工程有一定的借鑒意義。