成林軍，魯海祥，劉 杰

接觸網(wǎng)彈性鏈形懸掛安裝與調(diào)整施工法研究

成林軍，魯海祥，劉 杰

針對(duì)彈性鏈形懸掛跨中出現(xiàn)正、負(fù)弛度，多次調(diào)整不到位，通過力學(xué)理論計(jì)算和現(xiàn)場實(shí)踐，探索出吊索安裝調(diào)整一次達(dá)標(biāo)施工法，為今后高速鐵路接觸網(wǎng)施工提供技術(shù)儲(chǔ)備。

接觸網(wǎng)；吊索安裝；調(diào)整；施工法

0 引言

對(duì)于電力驅(qū)動(dòng)交通工具的接觸網(wǎng)—受電弓系統(tǒng)，世界各國公認(rèn)的要求：在高速行駛的工作狀態(tài)下，接觸網(wǎng)應(yīng)正常向機(jī)車提供電能，且無電弧，電耗少。其次，投資及維護(hù)費(fèi)用盡可能少，使用壽命達(dá)數(shù)十年。這兩種基本要求是與接觸網(wǎng)懸掛和受電弓系統(tǒng)的振動(dòng)狀態(tài)緊密相連，接觸線和受電弓系統(tǒng)的振動(dòng)，導(dǎo)致二者間產(chǎn)生的接觸壓力沿著由靜態(tài)抬升和空氣動(dòng)力形成的抬升力平均值上下波動(dòng)，弓網(wǎng)接觸壓力小，接觸電阻增大，產(chǎn)生電弧，導(dǎo)致電弧腐蝕。接觸壓力大，會(huì)使導(dǎo)線磨耗加劇，減少使用壽命。為保證高速行駛良好的弓網(wǎng)受流質(zhì)量，世界發(fā)達(dá)國家均以接觸網(wǎng)靜態(tài)彈性盡可能的均勻、較高的安裝精度作為評(píng)價(jià)接觸網(wǎng)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。簡單鏈形懸掛方式與彈性鏈形懸掛方式相比，懸掛點(diǎn)與跨中的彈性相差很多，表現(xiàn)為彈性不均勻性較大，受流質(zhì)量較差，因此，國內(nèi)高速鐵路如鄭西、武廣、京滬、滬寧等線均采用了彈性鏈形懸掛方式。與簡單鏈形懸掛方式不同的是，彈性鏈形接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)在懸掛點(diǎn)增加了彈性吊索，從而減小了懸掛點(diǎn)與跨中的彈性差，提高了接觸懸掛的彈性均勻度，保證在高速運(yùn)營狀態(tài)下弓網(wǎng)受流質(zhì)量良好。但多條高鐵接觸網(wǎng)施工安裝后發(fā)現(xiàn)，由于沒有控制好彈性吊索安裝程序，跨中出現(xiàn)正、負(fù)弛度，造成導(dǎo)高變化較大，而根據(jù)德國DS997.1（鐵路設(shè)計(jì) 施工 維護(hù)規(guī)范）和EN1159標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)彈性鏈形懸掛接觸網(wǎng)要求，接觸導(dǎo)高是一個(gè)常數(shù)。本文針對(duì)接觸網(wǎng)跨中出現(xiàn)弛度情況進(jìn)行簡析，探討彈性吊索一次安裝調(diào)整到位施工方法，為今后高速接觸網(wǎng)施工提供參考。

1 彈性吊索線夾處的承力索弛度簡析

1.1 數(shù)學(xué)模型基本條件

以一跨為單元進(jìn)行力學(xué)分析，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 彈性鏈形懸掛一跨圖

1.2 C、D兩點(diǎn)承力索弛度計(jì)算

對(duì)C點(diǎn)進(jìn)行受力分析，可求得C點(diǎn)的承力索弛度f1：

式中，gc為承力索每米重量。

同理，可求得D點(diǎn)承力索弛度f2：

本文以時(shí)速350 km的滬寧段彈性鏈形懸掛設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，計(jì)算彈性吊索線夾與承力索連接處承力索的弛度，其結(jié)果如表1所示。

表1 承力索弛度計(jì)算表

1.3 結(jié)果分析

跨中吊弦長度是按設(shè)計(jì)吊索張力3.5 kN及其主設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算得到，從表1不難看出，如安裝吊索張力大（大于設(shè)計(jì)值），則f值大，吊索線夾與承力索連接點(diǎn)承力索的弛度就大。由于這一點(diǎn)下移，使跨中整體下移，因此，跨中導(dǎo)線就出現(xiàn)弛度。如安裝吊索張力?。ㄐ∮谠O(shè)計(jì)值），則f值小，吊索線夾與承力索連接點(diǎn)承力索的弛度就小。由于這一點(diǎn)上移，使跨中整體上移，因此，跨中導(dǎo)線出現(xiàn)負(fù)弛度。

2 吊索安裝及調(diào)整一次到位施工法

2.1 彈性吊索安裝前應(yīng)具備的條件

彈性吊索安裝前應(yīng)具備以下條件：

（1）錨段內(nèi)承力索中心錨結(jié)安裝已完成。

（2）檢查錨段兩端下錨柱處補(bǔ)償裝置工作正常，補(bǔ)償墜砣符合額定張力、墜砣限制架應(yīng)調(diào)整到位、活動(dòng)靈活、無卡滯情況。

（3）承力索已安裝至承力索支撐線夾中，完成歸位，各支柱處腕臂偏移符合當(dāng)天環(huán)境溫度變化安裝曲線表。腕臂偏移值如有誤差，應(yīng)在安裝彈性吊索的過程中進(jìn)行復(fù)核，并調(diào)整腕臂偏移值，克服因承力索的蠕變周期較長帶來的系統(tǒng)誤差。

2.2 彈性吊索安裝

2.2.1 彈性吊索預(yù)制

按照跨距測量情況，在預(yù)配車間按設(shè)計(jì)要求長度截取彈性吊索繩，一般考慮20 cm正誤差，在彈性吊索繩總長的中間部位做上標(biāo)記方便安裝時(shí)以此作為安裝中心，端頭及170 mm標(biāo)記處用膠帶綁扎，170 mm標(biāo)記處作為緊線器的安裝位置。

2.2.2 復(fù)查腕臂偏移和補(bǔ)償裝置

按照腕臂安裝計(jì)算曲線復(fù)核腕臂偏移值和兩端補(bǔ)償墜砣符合額定張力要求，且補(bǔ)償裝置無卡滯后才能安裝彈性吊索（一次偏移不到位，二次整改后需相應(yīng)復(fù)核彈吊安裝位置及張力）。

2.2.3 彈性吊索初安裝

在懸掛點(diǎn)處把預(yù)制好的彈性吊索中心標(biāo)記臨時(shí)用細(xì)鐵線固定在腕臂中心，將170 mm標(biāo)記一端朝向下錨側(cè)，向中錨側(cè)展放未做170 mm標(biāo)記的彈性吊索，同時(shí)展放測量繩，在測量繩長度滿足彈性吊索一半處停止展放吊索，在承力索上做出標(biāo)記后將彈性吊索緊固到彈性吊索線夾上，安裝其中一個(gè)彈性吊索線夾。之后再從懸掛點(diǎn)向下錨側(cè)方向展放彈性吊索，拉緊彈性吊索后安裝彈性吊索線夾，在露出的170 mm處使用張力緊線器將彈性吊索上張力緊至初安裝張力2.5 kN時(shí)停止，調(diào)整下錨側(cè)彈性吊索線夾位置于端頭標(biāo)記位置，緊固好彈性吊索線夾。

2.2.4 整體吊弦安裝

彈性吊索初安裝完成后，按照整體吊弦測量、計(jì)算、預(yù)制、安裝的流程同步進(jìn)行整體吊弦安裝，本文不再對(duì)整體吊弦安裝程序進(jìn)行詳述。與整體吊弦安裝的同時(shí)將預(yù)制好的彈性吊索上的整體吊弦安裝到位。

2.3 調(diào)整彈性吊索張力及懸掛調(diào)整

根據(jù)1.3節(jié)的分析，彈性吊索安裝張力大于設(shè)計(jì)張力，跨中接觸線高度低于設(shè)計(jì)值。彈性吊索安裝張力小于設(shè)計(jì)張力，跨中接觸線高度高于設(shè)計(jì)值。由此可見，彈性吊索安裝張力的大小，直接影響跨中接觸線高度。筆者經(jīng)現(xiàn)場多次摸索、總結(jié)探討得出，在承力索架設(shè)后，直線區(qū)段彈性吊索張力按3.0 kN安裝，曲線區(qū)段按3.3 kN安裝，基本符合后續(xù)導(dǎo)高安裝要求。為此，在彈性吊索初安裝后，從中心錨結(jié)處向起、下錨兩側(cè)方向調(diào)整吊索張力。施工負(fù)責(zé)人在靠近中心錨結(jié)跨中測導(dǎo)線高度，調(diào)整人員在遠(yuǎn)離中錨側(cè)調(diào)整（不需加掛拉力計(jì)）。如果跨中導(dǎo)高高于設(shè)計(jì)值，應(yīng)適當(dāng)緊固下錨方向彈性吊索線夾以加大彈性吊索張力。如果跨中導(dǎo)高低于設(shè)計(jì)值，施工負(fù)責(zé)人指揮調(diào)整人員松開彈性吊索減少彈性吊索張力，按照經(jīng)驗(yàn)值滿足直線區(qū)段彈性吊索張力達(dá)3.0 kN，曲線區(qū)段達(dá)3.3 kN即可。導(dǎo)高達(dá)標(biāo)后，把吊索線夾擰緊即可。吊索線夾緊固力矩應(yīng)達(dá)標(biāo)，這樣安裝調(diào)整可一次達(dá)標(biāo)。

檢查調(diào)整時(shí)應(yīng)用塞尺復(fù)核定位器限位間隙，如折角型定位器限位間隙過小或過大，采用調(diào)整定位器座上頂絲的方法來滿足間隙要求，定位器坡度過小時(shí)需移動(dòng)，如直角型定位器限位間隙過小或過大，通過調(diào)整定位管抬頭低頭來滿足定位限位間隙，正定位管不得低頭，反定位管不得抬頭。

2個(gè)彈性吊索吊弦懸掛點(diǎn)與定位懸掛點(diǎn)接觸線高度為等高，相對(duì)該定位點(diǎn)的接觸線高度誤差為± 5 mm，但不得有“V”字形存在?？缰械谝坏跸遗c相鄰彈性吊索吊弦的高度差必須小于10 mm，一般小于5 mm。

在完成2組以上彈性吊索調(diào)整及兩跨以上整體吊弦后，檢測跨中接觸線有無負(fù)弛度和正弛度現(xiàn)象，通過增減彈性吊索張力或更換整體吊弦調(diào)整。相鄰吊弦處接觸線高差不應(yīng)大于5 mm。相鄰定位點(diǎn)處接觸線高差不大于10 mm，接觸線高度符合標(biāo)準(zhǔn)，誤差為±20 mm。

2.4 檢測

彈性吊索調(diào)整過程中和調(diào)整結(jié)束后應(yīng)對(duì)安裝的效果進(jìn)行檢查，調(diào)整過程中一般在靠下錨側(cè)彈性吊索尾端加掛張力計(jì)監(jiān)測彈吊的張力，同時(shí)使用接觸網(wǎng)激光測量儀對(duì)定位點(diǎn)及彈性吊索吊弦及相鄰懸掛點(diǎn)、跨中懸掛點(diǎn)進(jìn)行接觸線高度檢測，對(duì)不符合技術(shù)要求的，對(duì)彈性吊索張力進(jìn)行檢測，從施工經(jīng)驗(yàn)看，直線區(qū)段彈性吊索張力達(dá)3.0 kN，曲線區(qū)段達(dá)3.3 kN時(shí)，接觸網(wǎng)相鄰懸掛點(diǎn)、跨中懸掛點(diǎn)的接觸線高度一般均能滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

安裝調(diào)整完成撤出張力計(jì)后，應(yīng)用接觸網(wǎng)激光測量儀對(duì)跨距內(nèi)彈性吊索吊弦點(diǎn)、懸掛點(diǎn)和跨中吊弦點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行檢測，確保各點(diǎn)接觸線高度符合設(shè)計(jì)和驗(yàn)收要求。

3 結(jié)語

多條高鐵施工實(shí)施證明：上述彈性鏈形懸掛吊索安裝、調(diào)整施工方法可以一次到位，且跨中導(dǎo)高符合設(shè)計(jì)要求，能確保良好的弓網(wǎng)受流質(zhì)量，滿足動(dòng)車組高速行駛要求，開通后運(yùn)營狀態(tài)良好。

[1] DS997.1 德國鐵路規(guī)范 接觸網(wǎng)設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和維修[S].

[2] EN50119-2001 電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] TB10621-2009 J971-2009 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）[S].

According to stitched catenary suspension appears positive, negative sag span, repeated adjustment is not in place, the mechanics of theoretical calculation and field practice, explore a standard construction method of bridle wire assembly for installation and adjustment, provides the technical reserve for future high-speed railway OCS.

OCS; bridle wire assembly installation; adjustment; construction method

U225.2

B

1007-936X(2015)01-0011-03

2014-08-27

成林軍.中鐵電氣化局西安電氣化工程公司，工程師，電話：18591714678；

魯海祥.中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司，高級(jí)工程師；

劉 杰.中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司，教授級(jí)高級(jí)工程師。