既有線電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造分析

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

1 接觸網(wǎng)的組成以及分類

1.1 接觸網(wǎng)的組成

接觸網(wǎng)是沿著鐵路線路在空中架設(shè)的為機(jī)車提供電力的輸電線路，主要由支柱和基礎(chǔ)、定位裝置、支持裝置、接觸裝置等部分組成。其中，支柱和基礎(chǔ)的主要作用是用于承受定位裝置、支持裝置、接觸裝置負(fù)荷，將接觸懸掛固定于規(guī)定高度和位置上。我國(guó)接觸網(wǎng)主要采用的是鋼筋混凝土支柱與鋼柱。基礎(chǔ)是鋼柱，鋼柱固定于下部由混凝土材料構(gòu)成的基礎(chǔ)之上，由于基礎(chǔ)需要承受支柱所傳遞的負(fù)荷，為確保其穩(wěn)定性，鋼筋混凝土支柱通常與基礎(chǔ)制為整體，基礎(chǔ)端深埋于地下。

定位裝置由定位器和定位管構(gòu)成，其主要作用是對(duì)接觸線位置加以固定，確保接觸線在受電弓滑板運(yùn)行的范圍內(nèi)，確保接觸線和受電弓相接，將接觸線水平負(fù)荷傳輸給支柱。

支持裝置的主要作用是支持接觸裝置，將負(fù)荷傳輸給支柱或者其他建筑物，按照接觸網(wǎng)的區(qū)間、站場(chǎng)以及建筑物不同，支持裝置存在一定的差異。支持裝置主要由水平拉桿、腕臂、棒式、懸掛式等絕緣子和其他特殊設(shè)備組成。

接觸裝置主要由絕緣子、連接零件、承力索、吊弦、接觸線構(gòu)成，通過(guò)支持裝置將接觸懸掛架設(shè)于支柱上，其主要作用是將電能傳輸給機(jī)車。

1.2 接觸網(wǎng)的分類

將接觸網(wǎng)按照其類型進(jìn)行分類，接觸懸掛按照接觸網(wǎng)的錨段進(jìn)行分類。接觸懸掛種類比較多，按照不同結(jié)構(gòu)可以分為鏈形懸掛和簡(jiǎn)單懸掛。其中，簡(jiǎn)單懸掛是將單根接觸線固定于支持裝置上的方式；鏈形懸掛是指應(yīng)用吊弦將接觸線掛于承力索上，將承力索掛于支持裝置上，在不增加支柱的情況下，通過(guò)增加懸掛點(diǎn)的方式，對(duì)吊弦進(jìn)行調(diào)整，保證接觸線整個(gè)跨距內(nèi)和軌面一致。

2 既有線電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)鐵路客運(yùn)量以及貨運(yùn)量均大幅增加，各鐵路集團(tuán)所管屬的線路車流密度也存在一定的差距，采用的供電方式、既有設(shè)備運(yùn)營(yíng)接管時(shí)間存在差異，因此，施工天窗的時(shí)間也存在一定差異。施工組織存在復(fù)雜化、多樣化情況，如蘭州鐵路集團(tuán)對(duì)所管屬的夏官營(yíng)站進(jìn)行站改，隴海線車流密度較大、工期緊張、任務(wù)重，在減少車站股道后，站內(nèi)無(wú)法滿足運(yùn)輸需求。需要對(duì)既有的軟橫跨給予全部更換，預(yù)鋪線路、刀叉如果撥移量較大，選擇軟橫跨加以過(guò)渡，對(duì)于個(gè)別的定位通過(guò)長(zhǎng)腕臂進(jìn)行過(guò)渡。由于封閉點(diǎn)的兌現(xiàn)率比較低，有效施工周期比較短，造成大量的機(jī)具、人員出現(xiàn)窩工情況，造成施工成本增加[1]。

3 接觸網(wǎng)改造要求

首先，在進(jìn)行改造施工前，需要與接觸網(wǎng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)營(yíng)部門進(jìn)行溝通，得到準(zhǔn)確的既有線電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造區(qū)供電圖、平面圖，對(duì)行車限制條件、停電單元加以確定。其次，在進(jìn)行實(shí)際的接觸網(wǎng)改造施工前需要對(duì)施工內(nèi)容加以明確，以工務(wù)專業(yè)作為主要內(nèi)容，電務(wù)專業(yè)、供電專業(yè)加以輔助，合理設(shè)計(jì)既有線接觸網(wǎng)方案，對(duì)各個(gè)專業(yè)的施工加以協(xié)調(diào)、考慮，根據(jù)指定的改造方案科學(xué)制定施工方案。考慮鐵路運(yùn)輸和既有線改造，優(yōu)化接觸網(wǎng)改造施工工序，保證改造方案滿足鐵路需求，統(tǒng)籌接觸網(wǎng)改造施工、下部工程、土建交叉工作，保證三項(xiàng)工作內(nèi)容互不影響，相互配合，有效提升整體施工配合度。在對(duì)接觸網(wǎng)通電前，首先，需要告知施工單位以及附近居民，避免接觸網(wǎng)遭到破壞以及人員觸電情況出現(xiàn)。其次，在新建、既有線路并存區(qū)段，在進(jìn)行改造施工之前，需要調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的各方面因素，對(duì)過(guò)渡方案加以合理、科學(xué)制定，有效提升接觸網(wǎng)供電安全性。最后，需要提升新建、既有接觸網(wǎng)利用率，在滿足安全要求和施工質(zhì)量的前提下，堅(jiān)持方便施工、永臨結(jié)合、節(jié)約投資原則，控制施工成本以及工程量。

4 既有線電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造特點(diǎn)

4.1 施工條件限制

接觸網(wǎng)施工條件限制主要表現(xiàn)為站前工程的進(jìn)度、行車組織以及停電天窗等因素影響，導(dǎo)致施工效率較低，天窗施工時(shí)間得不到充分地利用。

4.2 過(guò)渡施工量大

主要表現(xiàn)在利用新建硬橫梁或者軟橫梁對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行定位工作，需要拆除影響施工的橫梁、下錨、支柱等設(shè)備。

4.3 安全風(fēng)險(xiǎn)較大

在接觸網(wǎng)改造施工中存在行車傷害、靜電傷害、高空作業(yè)等安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人員安全以及工程的有序進(jìn)行造成威脅。另外，線索撥移較為困難，供電系統(tǒng)絕緣距離短，接地故障等問(wèn)題會(huì)對(duì)行車造成影響。

4.4 充分準(zhǔn)備施工技術(shù)

在施工前需要對(duì)該改造施工技術(shù)加以考慮，全面調(diào)查實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)，熟悉供電系統(tǒng)，對(duì)站改相關(guān)計(jì)劃安排加以掌握，熟知平面布置圖，對(duì)改造方案的科學(xué)性、可行性、合理性、安全性基于充分考慮。

5 既有線電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造分析

5.1 接觸網(wǎng)懸掛和定位過(guò)渡施工

對(duì)于撥移較小的既有線線路，在應(yīng)用新立支柱進(jìn)行改造施工時(shí)，當(dāng)側(cè)面界限不高于4.5 m，可通過(guò)平腕臂加長(zhǎng)方式。在對(duì)腕臂處進(jìn)行過(guò)渡時(shí)，需要對(duì)既有接觸網(wǎng)進(jìn)行倒裝，拆除影響鋪設(shè)的支持裝置以及既有支柱。為提升腕臂穩(wěn)定性，可以在平腕臂和斜腕臂間加裝支撐。將新線開通接觸網(wǎng)進(jìn)行全部拆除后，需要截除超出平腕臂部分，同時(shí)需要懸掛新的接觸網(wǎng)。對(duì)于存在較大撥移的線路，如果側(cè)面界限低于5.5 m，需要對(duì)水平腕臂給予適當(dāng)加長(zhǎng)，同時(shí)需要在腕臂的支柱處安裝回流線下錨增高接頭，端部設(shè)置鋼絲繩索，實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子、腕臂的懸掛。另外，需要在支柱的后側(cè)安裝臨時(shí)斜拉線，以免支柱出現(xiàn)容量超載的情況。

如果既有線需要進(jìn)行較大的撥移，同時(shí)進(jìn)行單根支柱的安裝比較困難，需要在過(guò)渡支柱和既有支柱間安裝軟橫跨，在橫承部位懸掛承力索，固定繩上給予接觸線定位。如果撥移比較大，懸掛比較多的線路需要進(jìn)行軟橫跨安裝，存在部分無(wú)法安裝軟橫跨線段需要安裝雙線路腕臂。撥移比較大的線路，當(dāng)側(cè)面界限低于7.5 m，可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行過(guò)渡：第一：選擇H170支柱，應(yīng)用套管焊對(duì)水平腕臂給予適當(dāng)加長(zhǎng)，裝置鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)支柱頂部進(jìn)行絕緣子和水平腕臂的懸掛。第二：選擇H93支柱，對(duì)雙腕臂進(jìn)行上下排列定位，適當(dāng)抬高裝置上部的腕臂，對(duì)斜拉線給予加長(zhǎng)至支柱后側(cè)，埋深1.5～1.8 m。當(dāng)新線路的跨越絕緣距離比較小，需要適當(dāng)降低導(dǎo)高、結(jié)構(gòu)高度，從而降低接觸網(wǎng)的高度。另外，入伙腕臂絕緣距離比較小時(shí)，需要對(duì)上底座進(jìn)行適當(dāng)降低，利用CAD繪圖軟件詳細(xì)檢查受電弓包絡(luò)線是否被知識(shí)裝置侵入。

5.2 線路交叉換側(cè)接觸網(wǎng)過(guò)渡

為實(shí)現(xiàn)新建線路鋪設(shè)工作的順利開展，需要在確保既有接觸網(wǎng)為原裝的基礎(chǔ)上對(duì)行車進(jìn)行安裝，拆除部分既有線接觸網(wǎng)的支柱，在開展拆除工作前需要對(duì)既有線路接觸網(wǎng)開展過(guò)渡處理。首先，對(duì)于撥移比較小的線路需要按照設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行新支柱立接，利用新立接支柱進(jìn)行既有接觸網(wǎng)臨時(shí)的定位懸掛。其次，對(duì)于撥移較大的線路需要在既有支柱的一側(cè)增設(shè)腕臂支柱，將其用為過(guò)渡。再次，對(duì)于存在較大撥移并且無(wú)法設(shè)置支柱的地段，可以通過(guò)裝置軟橫跨支柱用為過(guò)渡。最后，如果由于受到地形的限制導(dǎo)致無(wú)法增設(shè)軟橫跨支柱，可以通過(guò)安裝雙線路腕臂支柱用為過(guò)渡。

開展線路撥接工作前，對(duì)于新建的接觸網(wǎng)操作需要實(shí)現(xiàn)一次性架設(shè)到位，但由于受到既有線影響和干擾，新建接觸網(wǎng)需要按照錨段關(guān)節(jié)的具體位置開展過(guò)渡處理。如果錨段關(guān)節(jié)和撥接口距離較遠(yuǎn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)一次性新建接觸網(wǎng)架設(shè)，在撥接口周圍設(shè)計(jì)過(guò)渡錨柱，撥接封閉點(diǎn)中進(jìn)行新舊接觸網(wǎng)的對(duì)接，重疊區(qū)域可以應(yīng)用既有的接觸網(wǎng)。如果錨段關(guān)節(jié)和撥接距離較近時(shí)，為實(shí)現(xiàn)一次性新建接觸網(wǎng)架設(shè)，接觸網(wǎng)新舊重疊區(qū)域應(yīng)按照錨段關(guān)節(jié)的形式進(jìn)行過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)撥接前行車安全。

為有效減少撥接工作量，對(duì)封閉點(diǎn)所消耗時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)縮減，降低影響與干擾，對(duì)于接觸網(wǎng)新舊交叉情況，需要對(duì)撥接線路接觸網(wǎng)過(guò)渡方式加以提前考慮。具體的施工步驟以及工藝如下：首先，按照撥接口位置，在其兩端對(duì)過(guò)渡錨柱加以合理地設(shè)置。其次，對(duì)新建接觸網(wǎng)進(jìn)行架設(shè)和調(diào)整時(shí)，需要保證新建的接觸網(wǎng)和既有接觸網(wǎng)保持相交。再次，對(duì)既有接觸網(wǎng)進(jìn)行開端操作，需要通過(guò)過(guò)渡錨柱進(jìn)行臨時(shí)落錨。接觸網(wǎng)新舊交接處，通過(guò)采取道岔定位方式對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，保證滿足開通條件。最后，在進(jìn)行線路撥接使用后，需要拆除撥接線路過(guò)渡設(shè)備以及既有接觸網(wǎng)。

5.3 車站封閉接觸網(wǎng)過(guò)渡

為有效縮減撥接當(dāng)天作業(yè)量，可以提前架設(shè)正線接觸網(wǎng)，在車站的封閉點(diǎn)前對(duì)新架設(shè)接觸網(wǎng)方式加以啟用施工步驟如下：第一，對(duì)既有支柱的容量進(jìn)行校驗(yàn)，由于新舊接觸網(wǎng)同時(shí)懸掛于支柱上，因此，需要提前校驗(yàn)既有支柱的容量，如果支柱容量無(wú)法滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，需要增設(shè)過(guò)渡支柱。第二，對(duì)正線接觸網(wǎng)進(jìn)行架設(shè)時(shí)，需要保證正線接觸網(wǎng)導(dǎo)高需要高于既有導(dǎo)高至少200 mm。第三，通過(guò)封閉點(diǎn)對(duì)新建的接觸網(wǎng)的導(dǎo)高降低時(shí)，需要抬升既有的導(dǎo)高，實(shí)現(xiàn)新建接觸網(wǎng)逐步投入使用。第四，對(duì)于岔區(qū)線段，新舊的接觸網(wǎng)線段需要依照錨段關(guān)節(jié)的方式加以調(diào)整，設(shè)置錨段電連接。第五，在車站封閉的當(dāng)天需要拆除既有接觸網(wǎng)，啟用全部的新建接觸網(wǎng)。通過(guò)以上操作步驟有效減少接觸網(wǎng)的架線、組裝等工作量，降低過(guò)渡工程和交叉作業(yè)受到的干擾。

6 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行既有線接觸網(wǎng)改造時(shí)首先需要做到安全第一，確保施工安全和行車安全。在開展過(guò)渡施工時(shí)，需要對(duì)項(xiàng)目的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，臨時(shí)以及長(zhǎng)期給予全面的考慮，確保一次過(guò)渡到位。在實(shí)際施工前需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況加以充分了解，對(duì)施工方案加以合理的設(shè)計(jì)，確保過(guò)渡工作的有序、高質(zhì)完成。