7.4.2 接触网主要施工技术

7.4.2 接触网主要施工技术

1.施工测量

(1)施工定测是指施工单位在接触网工程开工前,按照有关施工设计文件要求对线路中心线、基准高程、接触网纵向跨距和横向位置进行复核、定位的测量。

(2)由于高速接触网工程与普速接触网工程在建设程序、内容、遵循的技术规范、标准等方面都有较大的差别,因而其施工定测也有差别。普速铁路接触网工程一般是以现状轨道的中心线和轨道高程为基准,因此一般不对线路中心线、基准高程进行定测(新建铁路轨道未锁定情况除外),而高速电气化铁路接触网一般都是与路基、轨道工程同步施工,必须对线路中心线、基准高程进行定测。

(3)在高速电气化铁路工程招标时,建设单位就已明确接触网基础工程划入土建标或电气化标。划入土建标的,接触网基础工程由土建单位负责施工;划入电气化标的,接触网基础工程由电气化施工单位负责施工。

(4)当接触网基础工程由土建单位负责施工时,其基础位置由土建单位按照接触网专业的技术要求和相关规定进行定测和施工,电气化施工单位只对已施工的基础位置进行复核测量、确认。复核测量时请土建单位进行交桩配合,根据设计文件确定的起测点按图复核基础平面布置和高程即可,发现不满足设计文件要求或不符合验收标准规定的情况,向建设单位提报复核资料,由土建单位负责处理。

(5)当接触网基础施工由电气化施工单位直接负责施工时,其基础位置由电气化施工单位负责定测。在这种方式下,铁路路基、桥梁、隧道工程一般已完工,其定测的方法与前述方法有较大的区别。定测时由路基、桥梁、隧道施工单位进行交桩,以确定线路的设计中心线、基准高程、起测点等,再根据接触网工程平面图和相关技术规范、标准的规定,采用全站仪、经纬仪、水准仪等光学精密仪器进行逐点测量、定位,并按规定予以标识。

2.隧道锚栓安装

(1)钻孔:悬挂锚栓埋入孔使用专用冲击电锤钻孔。钻孔时采用专用钻头,钻杆竖直向下,保证中间立柱垂直。达到钻孔深度后,钻头挡板即抵住隧道壁,以钻头加粗部分为支点进行环状旋转,对钻孔底部进行锥形扩削,形成柱锥钻孔。同时保证该螺栓垂直于该处隧道壁平面钻孔。

(2)清孔、锚栓埋设:钻孔完成后,测量检查孔深、孔径、孔距等各项参数,并做好记录。用专用清孔气囊和钢刷彻底清除孔中的灰屑,进行锚栓安装。使用专用敲击式工具将锚栓膨胀套管推至低于混凝土表面至少1mm以下,露出蓝色标记,即表示锚栓已安装到位。对于化学锚栓,置入药剂管或丝网药剂包后,用电锤匀速旋入锚栓直至药剂流出为止,待药剂硬化后即完成埋置。

3.支柱安装

(1)支柱安装宜在轨道铺设前进行,一般采用人工结合汽车式起重机的方式。

(2)清除基础表面杂物和基础螺栓保护塑料布,用法兰盘模具检查各螺栓位置的合适性,每个螺栓安装一个螺母和一个垫圈(用于调节支柱的倾斜度)。

(3)汽车式起重机就位,按有关规定打好支腿。

(4)将一条尼龙吊绳在距支柱顶部1.5m处套牢支柱,并在支柱底部绑上晃绳。

(5)操纵吊车,用起吊钩钩住尼龙吊带起吊,拉紧晃绳,防止支柱在起吊过程中冲撞,待支柱底部法兰盘高于基础螺栓0.5~1m时,停止上升,调节起吊臂角度,使法兰盘在基础螺栓正上方。两人扶住支柱,使法兰盘螺栓孔与基础螺栓上下对齐后,吊车缓缓放下支柱,使其顺利落在基础上。然后在基础螺栓上各带上一个螺母拧紧,吊车吊钩落下摘除支柱上尼龙吊带。

(6)利用撬杠和垫块整正支柱达到标准要求,然后配齐各个螺栓螺帽并用大扳手拧紧。复查支柱状态,确认无误后做好记录。

(7)清理恢复现场,然后组立下一根支柱。

4.硬横梁安装

(1)采用经纬仪测量,机械运输、机械吊装的施工方法。

(2)用激光测量仪、经纬仪测量硬横梁长度,生产厂家根据测量数据制造硬横梁。

(3)硬横梁组装。选择一处平整的硬化场地作为硬横梁拼接场地。安放好支架,并在每对支架上横设一根钢管,测量各支架顶面钢管高度,并用支架调整螺丝调节钢管高度,使其达到横梁设计的拱度要求。

(4)用吊车先放置中间段,再放置两端并且每两段组装一次。用吊车将梁稍稍吊起,将下边的支架撤除,用水准仪测量硬横梁的预留拱度。

(5)将检查结果记录。

(6)硬横梁安装。利用封闭点进行吊装时,吊车停在距硬横梁安装位置6~7m。堆放硬横梁平板车组与吊车车组各占用一个股道并行。在硬横梁的两端各拴一条大绳作晃绳,控制梁起吊后的旋转。

(7)根据横梁中心位置和钢丝套长度确定悬挂点位置,吊车先吊起横梁,离开平板一定高度后将运载横梁的平板车拖走,利用横梁两端晃绳,吊车配合横梁缓慢转动将横梁转动到垂直线路状态。

(8)调整吊车吊臂的长度和角度,将横梁悬吊至硬横梁支柱正上方,两端晃绳控制好横梁的方向,吊车缓慢地下落大钩直至高于钢柱顶端200~300mm位置,调整横梁中心位置。

(9)钢柱上作业人员扶稳横梁,将横梁落下并将一端用连接螺栓与钢柱连接上,两边各一根,然后对应另一端将横梁与钢柱连接上。

(10)确认横梁状态良好后,将两端的连接螺栓全部补齐,配齐垫片、螺帽,用棘轮扳手紧固到一定力矩,最后用力矩扳手紧固到规定力矩。

(11)落下吊臂,卸下钢丝套,完成安装。

(12)硬横梁安装完毕后,再根据线路间距和设计要求在钢柱上标记出各个吊柱的安装位置。

5.接触网支持结构计算安装

高速铁路运行速度越快,对接触网的稳定性要求越高。接触网支持结构通常采用稳定性较好的平腕臂结构,接触网支持结构安装要从测量、计算、预配、安装、调整等方面进行控制,提高安装精度。

(1)原始数据测量。原始数据测量包括高程测量、支柱倾斜率测量、支柱侧面限界测量。高程测量主要为确定支持结构安装的高度,一般采用水准仪进行测量,测得高程后根据纵断面图中设计轨面高程计算确定支持结构安装的高度;支柱倾斜率测量和支柱侧面限界测量主要为确定支持结构安装的尺寸,支柱倾斜率一般采用经纬仪测量,支柱侧面限界在轨道未到位之前一般采用全站仪进行逐点测量,轨道到位后可采用多功能接触网检测仪或者采用丁字尺测量。将各悬挂点处测量所得的高程、支柱倾斜率、支柱侧面限界值分别记录,为腕臂结构计算做好准备。

(2)结构计算。腕臂结构计算应采用程序化的计算系统为计算平台。首先应进行计算系统参数维护,计算系统参数包括腕臂结构尺寸及零件尺寸,必须对常用参数进行正确的维护管理。系统参数维护后按照计算系统要求的格式进行数据输入、计算和腕臂数据的输出。

(3)腕臂预配。腕臂预配应配备预制平台和预制工器具,根据结构计算输出的腕臂计算数据下料、装配、紧固,并做好区间支柱号的标示。

(4)腕臂安装。首先以高程测量确定的安装高度进行底座安装;底座安装完成并确认高度无误后,选择此处的预制完成的腕臂进行安装,一般采用人工安装或轨道车配合人工安装。腕臂安装完成后应对其状态和质量进行现场检查,并及时填写工程检查证。

(5)动态包络线检测。腕臂安装后,应进行动态包络线检测,确保腕臂各部在动态包络线以外。

6.附加导线架设

轨道铺设后采用架线车小张力架设法,未铺设轨道采用人工架设。这里主要介绍采用人工架设的方法。

(1)安置线盘:用汽车式起重机将线盘吊装在附加导线起锚处,并固定好放线架。注意不能有卡滞现象。

(2)起锚:将附加导线牵引至锚柱后,留出预留长度,缠绕铝绑带(长度为线夹两侧各露10~20mm),安装耐张线夹,通过连接件挂到下锚角钢上。

(3)架线:人工牵引附加导线进行架设,每到一个悬挂点在肩架位置用钢丝套悬挂放线滑轮,将附加导线放入滑轮导槽内。

(4)弛度调整:当整个锚段附加导线就位后,在靠近下锚的适当位置将张力计安装在附加导线上,查看附加导线安装曲线和当时气温,确定附加导线的下锚张力。

(5)下锚:通知架线巡视人员汇报线索展放情况,确认所架锚段的线索不受障碍影响后开始紧线。紧线过程中随时观察张力计的数值,达到确定的张力时停止紧线。

(6)倒线:从起锚端向下锚端,把线索从放线滑轮中依次倒入附加导线固定线夹(暂不紧固,保证线索能在一定的张力下可自由滑动)后,取下放线滑轮。在倒线过程中注意张力计的张力有变化时,应对其进行调整,使张力计指示值始终维持为确定的张力值。倒线至下锚处后,再从下锚端向起锚端将地线线夹全部按紧固力矩要求进行紧固。

(7)检查:每一区段线索架设到位固定好后,检查所架设的线材是否有扭曲、断股、挂伤等现象,并做出相应的处理和记录。

7.恒张力架线施工

对于高速电气化铁路来说,如何确保在较高运行速度下使接触线与机车受电弓具有良好的弓网关系,是工程建设中的核心技术问题之一。无论是路基、桥涵、轨道工程,还是接触网工程,最终都是围绕轮轨关系、弓网关系这两个核心技术问题而展开技术攻关与创新。因此,在设计时接触导线大都选用机械强度高、耐温特性好、导电率较高的单根铜合金导线,如CTHA110、CTHA120、CTHA150等。承力索一般也选择与接触导线相匹配的铜合金绞线,如THJ95、THJ120等。在工程施工时,要确保架线质量满足高速行车的要求,具体体现在导线架设完毕后应平整、光滑、有弹性,无硬弯、扭曲变形和表面硬伤等现象。因此,如果采用普通架线设备架线,由于其架线张力变化幅度过大(一般在3~10 kN范围内波动),导线因其自重而产生较大的弛度变化和纵向位移,从而造成导线硬弯、扭曲变形,这无疑会使架设后的导线质量恶化,不能满足高速行车对弓网关系的要求。鉴于此,在高速电气化铁路接触网工程施工中,必须采用恒张力架线设备及相关施工技术。

8.整体吊弦施工

整体吊弦施工工艺,解决了导线高度调整不能一次到位的施工难题,确保了接触网的弹性均匀及受电弓受流要求。整体吊弦施工技术减少了接触悬挂的调整次数,对吊弦施工精度要求更高。整体吊弦施工的难点是整体吊弦的计算、预配和安装。

整体吊弦按载流方式分为载流式整体吊弦和非载流式整体吊弦。

①载流式整体吊弦都有一个载流环,载流环的作用是当机车通过时,电流能通过载流环进行分流,载流式整体吊弦一般都用在速度快、取流量大的正线上。

②非载流式整体吊弦没有载流环,主要作用是承力,而不承担分流,一般用在低速、取流量小的线路上,一般站线及枢纽都采用非载流整体吊弦。

整体吊弦按是否可调整分为可调式整体吊弦和不可调式整体吊弦。

①可调式整体吊弦一般在接触线端进行整体压接,而承力索端用可调式调整螺栓锁定,可调式整体吊弦一般用在低速的既有线路改造中。

②不可调式整体吊弦两端都是压接的,对施工及线路稳定性要求比较高,一般适用于新建的高速电气化铁路。

9.线岔施工

(1)支柱定位。应提前介入站前的接触网基础施工,如果基础由站前施工单位施工,由于专业的不同,在某些关键性基础位置的理解上可能会产生偏差,给基础的定位造成不利的影响,为此,应在其进行基础施工时予以配合指导,防止关键性的基础位置出现变化,为后期的施工做好充分的准备。基础完成后,对于所有关键性的接触网支柱基础位置进行仔细的检查、测量。对发现不符合标准要求的基础,及时整改。确认基础位置及型号无误后,选择对应支柱型号,进行立杆整正。

(2)腕臂及定位装置的安装。腕臂和定位装置的测量计算是非常重要的一环,若能精确到位,将大大减少后期的精调工作量,是后期吊弦测量、计算的基础。腕臂及定位装置应严格按支持结构计算与安装技术进行施工。

(3)吊弦施工。吊弦施工有助于调节接触线的高度及平滑性,使受电弓在道岔处能平顺安全地通过,是道岔施工里非常重要的一道工序。

吊弦施工按照测量、预配、安装调整、检测的步骤来进行。但由于道岔调整的特殊性,建议采用可调式吊弦布置,以方便后期的微调。

吊弦安装过程中要求安装人员在作业平台上对已安装完成的吊弦状况进行目测检查,看接触线是否平顺,有无明显的起伏等。

(4)自检工作。利用多功能激光测距仪检测道岔处的导高和拉出值,还要检测理论岔心处的导高和拉出值,主要看其是否等高。如有必要,可以对每一根吊弦的高度都进行检查,出现问题时,可以作为后期调整和分析的依据。

10.设备安装

(1)隔离开关安装。

①对隔离开关进行外观检查后,按照技术要求进行绝缘测试。用绳子吊装隔离开关托架,安装时用水平尺调平。

②托架安装好后,用绳子吊上开关底座,按要求将底座固定在托架上。然后将隔离开关本体吊上托架,在底座上固定好。最后将传动杆和操作机构等开关附件按照设计要求安装完毕。

③开关安装完毕后,按照设计要求进行开关的合闸、分闸试验,对开关的动作进行调试。最后安装好接地线和开关引线。

(2)分段绝缘器安装。

①对分段绝缘器外观进行检查,根据安装图纸进行组装。然后进行拉力试验。

②在设计位置安装承力索绝缘子,然后在正下方安装分段绝缘器本体。初步调平分段绝缘器,将分段绝缘器接头线夹处的接触线煨弯并固定在线夹内。分段绝缘器调整时先调整分段绝缘器两端吊弦长度,使分段绝缘器符合技术要求。安装完后,用多功能激光测量仪检测分段绝缘器高度是否符合要求,底面是否与轨面平行,并用塑料布将所有绝缘元件包扎好。