優(yōu)秀工法示范--350公里客運專線接觸網(wǎng)彈性鏈型懸掛安裝施工工法

1、350km/h 客運專線接觸網(wǎng)彈性懸掛安裝調(diào)整施工工法中鐵建電氣化局集團有限公司1前言在 350km/h 客運專線電氣化鐵道工程建設(shè)中， 為保證接觸網(wǎng)的彈性均勻基本都采 用彈性鏈型懸掛，而彈性鏈型懸掛一般采用型彈性鏈型懸掛方式，彈性鏈型懸掛安 裝（以下彈性鏈型懸掛所指為型彈性鏈型懸掛方式，不再重復(fù)）是接觸網(wǎng)施工的重 要組成部分，是決定電力機車受流質(zhì)量的關(guān)鍵之一，因此，彈性鏈型懸掛安裝在接觸 網(wǎng)施工中尤為重要。不論目前投入運營的合寧、合武客運專線，還是即將投入運營的 武廣、鄭西客運專線均采用彈性鏈型懸掛方式。 接觸網(wǎng)全補償型彈性鏈型懸掛方式， 接觸線是借助兩根距懸掛點等距布置的彈性吊弦懸掛在承力

2、索和彈性吊索上 （即導(dǎo)高 是靠吊弦控制的，接觸線橫向位置是靠定位裝置來控制的。與簡鏈不同的是，彈鏈在 懸掛點增設(shè)了彈性吊索，提高了懸掛點處的彈性，減少了懸掛點與跨中的彈性差異， 提高了彈性的均勻度） 。受電弓在運行中與接觸線摩擦，為電力機車提供電能，其過 程是一個復(fù)雜的機械電氣過程： 受電弓相對于接觸線的滑動摩擦， 使受電弓上下振動， 受電弓由于機車橫向擺動而形成的橫向振動。接觸線上下振動，并形成波沿導(dǎo)線向前 傳播，受電弓和接觸線之間發(fā)生的水平和垂直方向撞擊，弓網(wǎng)離線發(fā)生電弧，接觸力 增大加劇磨耗，受電弓受流狀態(tài)會發(fā)生巨變。隨著行車速度的提高，上述各種運動加 劇，維護弓網(wǎng)良好的接觸性能困難劇增

3、，受流質(zhì)量下降，當(dāng)列車速度超過弓網(wǎng)受流系 統(tǒng)的允許值時， 受流質(zhì)量嚴重惡化， 無法保證正常運行。 為保證良好的弓網(wǎng)受流質(zhì)量， 世界發(fā)達國家均以靜態(tài)彈性盡可能的均勻， 安裝調(diào)整精度高作為評價接觸網(wǎng)的主要標 準之一。因此，在型彈性鏈型懸掛安裝中，吊弦長度的精確度和安裝質(zhì)量是保證接 觸網(wǎng)彈性均勻，良好取流的關(guān)鍵。在鄭西鐵路客運專線電氣化工程中就是采用全補償型彈性鏈型懸掛方式， 彈性 吊索采用銅合金 35mm2 絞線，額定張力 3.5kN，長度根據(jù)跨距大小分為 22m、18m兩種。 型彈性鏈形懸掛是由承力索、 接觸線、彈性吊索、彈性吊弦等多力組成的互動力系， 其中一個力大小差異較大時，接觸懸掛的結(jié)構(gòu)幾

4、何尺寸就會發(fā)生變化，特別是接觸線 高度變化影響最大， 直接影響弓網(wǎng)受流質(zhì)量。 為此，在研究引用先進工器具的基礎(chǔ)上， 中鐵建電氣化局集團（聯(lián)合體）鄭西客專指揮部在對力學(xué)原理及施工流程進行了計算 與探討的基礎(chǔ)上，進行彈性鏈型懸掛施工方法的探索，并在中鐵建電氣化局一公司鄭 西客專項目部進行了現(xiàn)場試驗驗證，完全能夠滿足彈性鏈型懸掛安裝要求。從彈性鏈 型懸掛安裝試驗驗證，到鄭西客專全線的推廣使用。從中總結(jié)出彈性鏈型懸掛安裝的 工序流程及工藝，并與傳統(tǒng)安裝方式進行了經(jīng)濟技術(shù)條件的比較?？偨Y(jié)出一套適合 350km/h客運專線彈性鏈型懸掛安裝施工的最優(yōu)的工法。該工法在 2009 年 11 月 29 日通過股份

5、公司組織的評審， 獲得集團公司科技進步特等獎和中國鐵道建筑總公司優(yōu) 秀工法二等獎。2工法特點2.1 工藝的可操作性強，程序化程度高，便于施工組織，對現(xiàn)場參數(shù)測量，計算， 預(yù)配、安裝等環(huán)節(jié)使用的專用工具、測量方法、計算軟件等都有詳細的控制要求，從 過程質(zhì)量的控制來達到最終的質(zhì)量控制。2.2 采用腕臂預(yù)偏技術(shù)，在安裝彈性吊索之前，預(yù)先考慮了張力變化引起的彈性 伸長（或縮短）、溫度變化引起的線性伸長（或縮短）和新線延伸伸長對接觸網(wǎng)的影 響，使彈性吊索安裝后不需要對腕臂位置和吊弦狀態(tài)進行二次調(diào)整。施工速度快，占 用線路時間短。2.3 彈性鏈型懸掛安裝完成后，及時對安裝的各項參數(shù)進行復(fù)核測量，確保安裝

6、完成一段合格一段，形成施工安裝的閉環(huán)。2.4 按照此種工法進行接觸網(wǎng)彈性鏈型懸掛安裝，增強了在定位點處的彈性，從 而減小了接觸網(wǎng)彈性不均勻度、進而使弓網(wǎng)受流質(zhì)量良好。3適用范圍本工法適用于新建高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)全補償型彈性鏈型懸掛的安裝施工。4工藝原理4.1 測量計算基本原理 吊弦計算現(xiàn)場測量參數(shù)較腕臂計算參數(shù)來說要少很多，主要包括跨距、承力索距 內(nèi)軌面高度、承力索拉出值等基本參數(shù)，進行現(xiàn)場參數(shù)測量必須使用精確度高，穩(wěn)定 性好的儀器設(shè)備，主要包括溫度計、激光測量儀、鋼卷尺（ 50 米）等測量設(shè)備，在測 量前必須對儀器設(shè)備進行校核， 對于現(xiàn)場存在較大差異的點采取多次測量或者是多臺 儀器進行測量

7、，確保測量數(shù)據(jù)的準確性。吊弦計算采用專用軟件進行計算，目前使用較多的是德國 SIEMENS公司的 Candrop吊弦計算軟件。計算中不僅需要現(xiàn)場測量參數(shù)，還需要來自腕臂計算參數(shù)及 線材相關(guān)參數(shù)，才能進行計算。在進行相關(guān)的錨段的吊弦計算時，對曲線區(qū)段，線路 坡度等必須納入計算。計算完成后，必須對所計算的數(shù)據(jù)進行復(fù)核，復(fù)核完畢后才能 下發(fā)至預(yù)配車間進行預(yù)配作業(yè)。4 2 安裝操作原理 在進行彈性吊索安裝前，錨段兩端的補償裝置工作正常，并且承力索中錨已安裝 到位，腕臂的預(yù)偏已根據(jù)線溫調(diào)整到位。 彈性鏈型懸掛不僅受到簡單鏈型懸掛所的力， 而且有順線路方向的力，是一個比較復(fù)雜的力學(xué)系統(tǒng)，在進行安裝時，要確

8、保順線路 方向穩(wěn)定，首先將錨段從中錨位置分為兩個相對獨立的系統(tǒng)，向下錨兩側(cè)同時進行彈 性吊索的安裝，安裝彈性吊索張力拉至 2.4KN，并安裝彈性吊索處吊弦?？缰姓w吊 弦安裝前首先根據(jù)整體吊弦布置工點圖，將吊弦間距標注在鋼軌上，再進行跨中吊弦 的安裝?？缰兴械跸野惭b完成后，從中心錨結(jié)開始，分別向下錨兩側(cè)進行調(diào)整彈性 吊索的張力，使每處彈性吊索的張力均達到 3.5KN 。并測定定位管坡度， 調(diào)整定位管 斜拉線的安裝位置，使定位管坡度符合設(shè)計要求。安裝完成后對接觸網(wǎng)各項靜態(tài)參數(shù)進行復(fù)核， 若有參數(shù)不滿足要求時重復(fù)以上安 裝操作步驟進行調(diào)整。5施工工藝流程及操作要點5.1 工藝流程 接觸網(wǎng)彈性鏈型

9、懸掛安裝包括計算參數(shù)測量、計算、吊弦及彈性吊索的預(yù)制、安 裝等工藝環(huán)節(jié)，要確保每個環(huán)節(jié)準確無誤才能滿足最終的安裝要求，經(jīng)過現(xiàn)場各工序 的試驗總結(jié)，主要工藝流程如下圖 5.1 所示：圖 5.1 工藝流程圖5.2 操作要點5.2.1 施工準備 在進行現(xiàn)場參數(shù)測量前，錨段兩端的補償裝置工作正常，并且承力索中錨已安裝 到位，接觸線已架設(shè)完成， 腕臂的預(yù)偏已根據(jù)線溫調(diào)整到位， 腕臂預(yù)偏示意圖如 所示。安裝溫度 >25安裝溫度 <25圖 腕臂預(yù)偏示意圖5.2.2 現(xiàn)場參數(shù)測量當(dāng)施工準備完成后， 將根據(jù)現(xiàn)場實際情況對彈性鏈型懸掛吊弦計算所需的參數(shù)進 行測量，測量數(shù)據(jù)表如下表 所示。主要包括跨距、

10、承力索距內(nèi)軌面高度、承力 索拉出值，主要使用 50m鋼卷尺、激光測量儀等專用工具。對于跨距測量，用 50 米 鋼卷尺，沿著鋼軌測量支柱中心到支柱中心的距離（即跨距） ，精確到 cm。直線和曲 外區(qū)段沿線路近軌測量， 曲內(nèi)區(qū)段沿遠軌測量； 承力索高度測量， 應(yīng)使用激光測量儀， 在承力索、接觸線及附加線架線完成后進行測量， 記錄承力索導(dǎo)線底部高度， 精度 1mm， 并同時讀取拉出值，精度 1mm。測量氣溫（）測量氣候（陰、晴、雨、雪）支柱號里程支柱類型支柱 高度（m）跨距（與小里 程支柱間 m）承力索距內(nèi)軌面高度 （mm）承力索拉出值（ mm）備注記錄人：測量組組長：表 吊弦計算測量數(shù)據(jù)表5.2.

11、3 吊索及吊弦計算在進行吊索及吊弦計算時，吊索主要是根據(jù)跨距來選擇用 18m或 22m，而吊弦是 根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)、腕臂計算參數(shù)、線路參數(shù)及線材相關(guān)參數(shù)等通過 Candrop 吊弦計 算軟件進行計算得出， Candrop 吊弦計算軟件示意圖如圖 所示。各類計算數(shù) 據(jù)在輸入后必須進行復(fù)核，確保計算的準確性。計算完成后，必須對輸出數(shù)據(jù)進行復(fù)核，復(fù)核無誤后才能發(fā)至預(yù)配車間。輸出預(yù)制表如圖 所示圖 Candrop 吊弦計算軟件示意圖圖 輸出預(yù)制表5.2.4 吊索及吊弦預(yù)制1、彈性吊索預(yù)制按施工工點圖要求，按標準長度 200mm要求截取彈性吊索繩，在彈性吊索繩 18(22)m 的中間做上標記。端頭及標記

12、處用膠帶綁扎。 彈性吊索裁剪示意圖如圖 所示。9(11)m 9(11)m 200mm彈性吊索裁剪示意圖2、整體吊弦預(yù)制 根據(jù)吊弦預(yù)制表要求，進行整體吊線預(yù)制。整體吊弦預(yù)制應(yīng)在專用吊弦預(yù)制平臺 上進行預(yù)制，壓接環(huán)壓接時必須采用專用的吊弦制作壓接根據(jù)進行。預(yù)制吊弦長度偏 差不得大于 1.5mm，兩載流環(huán)應(yīng)在同一平面內(nèi)，且兩端線鼻子的彎曲方向相反。預(yù)制 好的吊弦按錨段、跨距分類放置，且同一跨內(nèi)每根吊弦應(yīng)單獨進行編號。5.2.5 彈性吊索初安裝1、彈性吊索初安裝從中錨處同時分別向下錨方向進行，將彈性吊索的中心臨時 固定在平腕臂承力索座處，使彈性吊索的中心與腕臂中心重合。2、先向中錨側(cè)展放彈性吊索，安裝

13、其中一個彈性吊索線夾 (中錨方向 )，彈性吊 索線夾螺栓朝下，彈性吊索露頭 50mm，緊固吊索線夾安裝到位。3、再從懸掛點向承力索補償側(cè)展放彈性吊索，用彈性吊索緊線器(下錨方向 )將彈性吊索張力拉至 2.4KN，末端露頭 150mm，緊固吊索線夾安裝到位。彈性吊索緊線 器如圖 所示 。圖 彈性吊索緊線器5.2.6 整體吊弦安裝1、將全部彈性吊索初安裝完成后，再根據(jù)標注在鋼軌上的吊弦間距進行彈性吊弦及跨中吊弦的安裝2、吊弦安裝位置測量應(yīng)從懸掛點向跨中測量，安裝偏差應(yīng)在跨中調(diào)整，安裝位置符合設(shè)計要求，允許偏差為± 50mm。3、吊弦安裝好后， 與承力索連接的載流圈朝向來車方向； 與接觸線

14、連接的載流圈背對來車方向。與接觸線連接的載流圈與接觸線夾角成45°。安裝完成的吊弦如圖5.2.6 所示。120型承力索吊弦線夾承力索心型護環(huán)10型壓接管圖 安裝完成的整體吊弦5.2.7 彈性吊索張力調(diào)整彈性吊索處及跨中所有整體吊弦安裝完成后，即進行彈性吊索調(diào)整，從中錨位置 開始，在下錨側(cè)，加掛專用彈性吊索緊線器，松開臨時固定的彈性吊索線夾的兩個螺 栓，調(diào)整彈性吊索拉力計達到 3.5kN 的設(shè)計值。達標后，擰緊彈性吊索螺母，使緊固5.2.8 調(diào)整定位、限位1、根據(jù)每個腕臂工點圖要求，將定位器拉出值調(diào)整到位，把角度儀(如TaJimaSLT-100)固定調(diào)成 8°，放到定位器上調(diào)

15、整定位器的坡度。如定位器坡度調(diào)整困難， 坡度可在 8° 13°范圍內(nèi)調(diào)整，但不能小于 8°。正定位管允許抬頭 2 5，反 定位管允許低頭 2 5。2、用角度儀( TaJima SLT-100)測定定位管坡度，調(diào)整定位管斜拉線的安裝位 置，使定位管坡度符合工點圖要求，然后將鐵線扎緊，并做好斜拉線實際長度標注， 工廠預(yù)配完成后進行安裝。5.2.9 安裝參數(shù)復(fù)核測量1、待所有安裝結(jié)束后，對相關(guān)靜態(tài)參數(shù)進行測量，定位器坡度、定位管坡度在 安裝時已做測量調(diào)整， 不需再進行測量； 對接觸線拉出值、 導(dǎo)線高度應(yīng)進行復(fù)核測量， 并做好相關(guān)記錄。2、若測量檢查發(fā)現(xiàn)拉出值或?qū)Ь€高度不

16、滿足要求時，在保證拉出值在最大設(shè)計 拉出值范圍內(nèi)進行導(dǎo)線高度的調(diào)整，調(diào)整從中錨向下錨方向調(diào)整，步驟參考上述安裝 工藝流程。5.3 勞動組織5.3.1 勞動力配置1、 現(xiàn)場參數(shù)測量人員配置如表 所示人員安排單位數(shù)量崗位職責(zé)技術(shù)員人/組1測量記錄測量人員人/組4測量承力索高度、跨距等參數(shù)配合人員人/組1現(xiàn)場測量配合表 現(xiàn)場參數(shù)測量人員配置2 、彈性吊索及吊弦預(yù)制人員配置如表 5.3.1-2 所示人員安排單位數(shù)量崗位職責(zé)技術(shù)員人/組1負責(zé)預(yù)配數(shù)據(jù)表確認落實預(yù)配人員人/組4負責(zé)彈性吊索及整體吊弦預(yù)制、標號檢查復(fù)核人員人/組1檢查預(yù)配吊弦及吊索長度，確認標號無誤表 彈性吊索及吊弦預(yù)制人員配置3 、彈性懸

17、掛安裝人員配置表如圖 所示人員安排單位數(shù)量崗位職責(zé)技術(shù)員人/組1負責(zé)從中錨開始的兩端彈性懸掛安裝指導(dǎo)作業(yè)人員人/組6負責(zé)彈性吊索及整體吊弦安裝測量復(fù)核人員人/組2檢查安裝流程，完成各項參數(shù)測量表 彈性懸掛安裝人員配置5.3.2 勞動力分工1、現(xiàn)場參數(shù)測量人員分工根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)測量的要求，測量人員一般由技術(shù)員、測量操作人員組成，進行承 力索高度、跨距等相關(guān)參數(shù)的測量工作，要求測量操作人員熟悉各類測量儀器的準確 使用，確保測量的準確性。2 、彈性吊索及吊弦預(yù)制人員分工彈性吊索及吊弦預(yù)制人員一般由 6 人組成，技術(shù)人員負責(zé)預(yù)配數(shù)據(jù)表的確認及預(yù) 配技術(shù)負責(zé)人，解決預(yù)配過程中的技術(shù)問題。預(yù)配人員由 4 人

18、組成，主要負責(zé)彈性吊 索及整體吊弦的預(yù)配工作，并進行吊弦的標號。檢查人員主要負責(zé)復(fù)核吊弦及吊索的 長度，并確認標號。3 、彈性懸掛安裝人員分工 彈性懸掛安裝人員一般兩組從中錨位置同時進行安裝，每組技術(shù)負責(zé)人一人，負 責(zé)解決安裝過程中的具體技術(shù)問題；作業(yè)人員 6人，操作人員 2 人，4 人負責(zé)梯車；復(fù)核測量人員主要是對接觸線高度、拉出值等靜態(tài)參數(shù)的復(fù)核測量，并檢查安裝流程 的實施。6材料與設(shè)備6.1 工機具及儀器儀表工機具及儀器儀表包括測量、預(yù)配、安裝等環(huán)節(jié)的所有工機具儀器儀表，各種工機具及儀器儀表名稱、規(guī)格、數(shù)量如下表 6.1-1 所示序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1多功能激光測量儀套12鋼卷尺5m

19、、 50m套23吊弦綜合加工臺套1專用4液壓裝置套1配備壓接模具5游標卡尺150mm件26鉗子、扳手、改錐件2各1件7作業(yè)車（梯車）臺26彈性吊索緊線器套27力矩搬手套29安全帽頂12施工人員人均 1 頂表 6.1-1 工機具及儀器儀表彈性懸掛安裝所需材料與設(shè)備如下表 6.1-2 所示序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1彈性吊索繩JTMH-35根長度按工點圖要求預(yù)制2彈性吊索線夾套根據(jù)工點圖選取3膠帶盤24鐵線 1.6kg若干5彈性吊弦套若干根據(jù)預(yù)配表預(yù)配6跨中整體吊弦套若干根據(jù)預(yù)配表預(yù)配7標簽不干膠件實際需要表 6.1-2 材料與設(shè)備7質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量標準客運專線鐵路電力牽引供電工程施工技術(shù)指南

20、(TZ208-2007)；客運專線鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗收暫行標準 (鐵建設(shè) 2006167 號)；鐵路電力牽引供電工程質(zhì)量檢驗評定標準 ( TB10421-2003)； 鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范 ( TB10009-2005)； 高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行) (TB10621-2009)； 客運專線鐵路工程竣工驗收動態(tài)檢測指導(dǎo)意見 (鐵建設(shè) 20087 號)； 客運專線鐵路工程靜態(tài)驗收指導(dǎo)意見 (鐵建設(shè) 2009183 號)。7.2 質(zhì)量控制7.2.1 吊弦線及彈性吊索線無散股、斷股等現(xiàn)象，截面尺寸符合設(shè)計要求；7.2.2 壓接管內(nèi)壁應(yīng)光滑，不應(yīng)有裂紋和變形；7.2.3 預(yù)制操作人員應(yīng)經(jīng)

21、培訓(xùn)，合格后方可預(yù)制作業(yè)。彈性吊索及整體吊弦應(yīng)進 行工廠化預(yù)配，利用吊弦制作專用平臺，集中預(yù)制，總長度應(yīng)嚴格控制，施工偏差為 ±1.5mm。7.2.4 使用吊弦線時，應(yīng)先確認吊弦線生產(chǎn)繞線方向，加工時不要與繞線方向相 反，否則會對線產(chǎn)生壓力，影響其使用壽命；切割吊弦線時，應(yīng)在切割處兩邊繞扎膠 帶，以免線頭散股。7.2.5 平均溫度時承力索吊弦線夾與接觸線吊弦線夾在垂直方向，承力索吊弦線 夾與接觸線吊弦線夾在垂直方向上的相對誤差為± 20mm。直線區(qū)段吊弦線夾應(yīng)端正、 牢固，曲線區(qū)段吊弦線夾應(yīng)垂直于工作面。7.2.6 一跨吊弦間距測量完畢后，如實測間距與安裝間距誤差小于200

22、mm時，可將誤差均布在各間距內(nèi)。誤差過大應(yīng)上報技術(shù)部門，進行重新計算。7.2.7 注意定位線夾的受力面方向，讓大面始終處于受拉狀態(tài)，即正定位大面朝 線路測，反定位大面朝田野測。7.2.8 作業(yè)過程嚴禁踩踏接觸線或給接觸線施加外力，以保證接觸線的平直度。7.2.9 施工嚴格遵守接觸網(wǎng)上部施工流程及安全規(guī)定。8安全措施8.1. 安全規(guī)程軌道車管理規(guī)則(鐵道部)；鐵路工程基本作業(yè)施工安全技術(shù)規(guī)程 (TB10301-2009)； 鐵路通信、信號、電力、電力牽引供電工程施工安全技術(shù)規(guī)程 (TB10306-2009) ； 鐵路建設(shè)項目現(xiàn)場安全文明標志 (鐵道部建設(shè)管理司) ；客運專線鐵路工程質(zhì)量安全監(jiān)控要

23、點手冊 (鐵道部工程管理中心) 。8.2 安全措施8.2.1 吊弦壓接時，手及其他工機具不得伸入模具的工作范圍內(nèi)；8.2.2 梯車作業(yè)時，做好梯車的安全防護工作，確保作業(yè)人員的安全。8.2.3 從事上部安裝的人員必須扎好安全帶，在下面的作業(yè)人員必須戴安全帽。9、環(huán)保、節(jié)能措施9.1 環(huán)保、節(jié)能規(guī)程鐵路環(huán)境保護指標考核及考核監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 ； 鐵路建設(shè)項目現(xiàn)場管理規(guī)范( TB10441-2008)。9.2 環(huán)保、節(jié)能措施成立環(huán)保機構(gòu)，貫徹 ISO14001標準，建立健全環(huán)保體系和制度，落實施工環(huán)保 “三同時”，以施工現(xiàn)場及周邊環(huán)保為重點，保護好施工現(xiàn)場的各種環(huán)境，制定文明 施工措施，減少對周邊居民、企事業(yè)單位的影響。施工現(xiàn)場自然環(huán)境保護滿足國家及 當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)法律法規(guī)的要求。采取節(jié)能措施，降低能耗。施工現(xiàn)場揚塵、噪音、廢氣、廢水、垃圾等控制在國