鄭西客運(yùn)專線接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝與檢測

郭志光

0 引言

接觸網(wǎng)系統(tǒng)作為鄭西高速鐵路（以下簡稱高鐵）工程的關(guān)鍵組成部分，其安裝的高精度、高可靠性對整個(gè)高鐵的安全運(yùn)營起到了不可替代的作用。如何確保接觸網(wǎng)系統(tǒng)安裝的高精度是施工安裝過程質(zhì)量控制的要點(diǎn)。本文以鄭西高鐵接觸網(wǎng)施工安裝及檢測方法為例，重點(diǎn)論述如何保證高鐵接觸網(wǎng)安裝的一次到位。

1 鄭西高鐵接觸網(wǎng)技術(shù)條件及安裝標(biāo)準(zhǔn)

1.1 線材選用及張力

全線正線采用全補(bǔ)償彈性鏈形懸掛，其他線路采用全補(bǔ)償簡單鏈形懸掛，線材及張力見表1。

表1 鄭西高鐵線材及張力參數(shù)表

全線采用絕緣旋轉(zhuǎn)全腕臂支持結(jié)構(gòu)，平腕臂、腕臂采用鋁合金管，正線腕臂間均設(shè)斜撐，采用鋁合金定位器，設(shè)防風(fēng)拉線。隧道的道岔、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換處雙支采用單柱雙腕臂式安裝，3支懸掛處優(yōu)先采用雙柱三腕臂安裝。高架站房下接觸網(wǎng)采用懸吊吊柱加旋轉(zhuǎn)全腕臂支持結(jié)構(gòu)。隧道內(nèi)通過固定在隧道頂部的吊柱獨(dú)立懸掛定位支持裝置。下錨補(bǔ)償采用棘輪補(bǔ)償裝置，隧道內(nèi)棘輪補(bǔ)償裝置通過轉(zhuǎn)向滑輪轉(zhuǎn)至隧道側(cè)面安裝。中心錨結(jié)均采用腕臂兩跨防斷式。

1.2 技術(shù)參數(shù)及要求

（1）接觸線高度，客運(yùn)專線正線為5 300 mm。各懸掛點(diǎn)工作支接觸線高度恒定，設(shè)計(jì)坡度為0；當(dāng)有超高或縱坡時(shí)接觸線懸掛點(diǎn)高度為5 300 mm+ dH（dH為接觸線高度變化值）。定位點(diǎn)處接觸線高度施工誤差范圍為±30 mm，相鄰兩定位點(diǎn)的接觸線高度差允許范圍為20 mm。

（2）結(jié)構(gòu)高度，正線接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度一般為1.6 m。跨線建筑物等困難情況下，結(jié)構(gòu)高度以保證最短吊弦長度不小于600 mm為準(zhǔn)。

（3）正線接觸網(wǎng)的彈性不均勻度小于8%。

2 接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝的前提條件

接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝主要指彈性吊索安裝、吊弦安裝、定位器安裝。安裝完畢，整個(gè)接觸網(wǎng)錨段達(dá)到設(shè)計(jì)的運(yùn)營狀態(tài)，不再對接觸線進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行該項(xiàng)工作之前，整個(gè)錨段必須具備以下條件：

（1）附加懸掛、腕臂、定位管及支撐管、各種連接件等已經(jīng)安裝到位，承力索、接觸線、承力索及接觸線中心錨結(jié)已經(jīng)架設(shè)或安裝。所有線夾的螺栓緊固力矩、所有線索的張力等已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。接觸線必須用恒張力架線車架設(shè)，承力索已經(jīng)固定在承力索座內(nèi)，腕臂頭順線路方向的偏移已經(jīng)按照溫度曲線調(diào)整到位。

（2）每個(gè)跨距都有3～4個(gè)懸吊滑輪將接觸線均勻懸吊在承力索上；接觸線線面端正，平直度在0.1 mm/m以下，狀態(tài)良好。

（3）補(bǔ)償裝置滑輪不卡滯，補(bǔ)償繩不偏磨，墜砣上下移動(dòng)靈活。

（4）軌道的水平布置及縱斷面已達(dá)到設(shè)計(jì)位置。利用無接觸式激光測量儀測量每個(gè)懸掛點(diǎn)的承力索高度的工作已經(jīng)完成，測量數(shù)據(jù)精確到mm。

（5）吊弦的計(jì)算、預(yù)制已經(jīng)完成，預(yù)制的誤差控制在1 mm內(nèi)，吊弦已經(jīng)按照錨段、跨距、序號分別成捆排放。彈性吊索已經(jīng)預(yù)制完畢。

3 鄭西高鐵接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝流程

在以上工序優(yōu)質(zhì)完成的基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)行接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝。安裝時(shí)安排2組作業(yè)人員（每組6～7人），分別攜帶車梯、張力計(jì)、扭矩扳手、材料等，從中心錨結(jié)的位置同時(shí)沿兩端下錨方向逐個(gè)安裝，要求2個(gè)組同步進(jìn)行安裝。

每組施工安裝程序如下：

（1）彈性吊索初安裝。從中心錨結(jié)處開始，利用彈性吊索緊線器、張力計(jì)等向下錨側(cè)逐個(gè)安裝，安裝時(shí)吊索受拉端均在下錨側(cè)，吊索張力控制在2.3～2.4 kN。

（2）各跨內(nèi)吊弦安裝。從中心錨結(jié)處開始，向下錨側(cè)逐個(gè)安裝，吊弦位置從懸掛點(diǎn)向跨中測量，安裝偏差累積到跨中，位置允許偏差為±50 mm。

（3）吊索精調(diào)及吊索吊弦安裝：從中心錨結(jié)開始，向下錨側(cè)逐個(gè)調(diào)整安裝，吊索張力調(diào)整到3.5 kN，誤差±50 N。安裝后吊索上吊弦與兩側(cè)吊弦處接觸線高度應(yīng)等高。

（4）定位器、防風(fēng)拉線、定位管斜拉線、定位器電位線等安裝。從中心錨結(jié)處開始，向下錨側(cè)逐個(gè)調(diào)整安裝，定位器的坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（5）利用激光測量儀檢測接觸線高度及拉出值，并和設(shè)計(jì)要求的接觸線高度、坡度等進(jìn)行比較，若有問題，則對以上工序逐項(xiàng)檢查。

（6）電連接、隔離開關(guān)及避雷器引線等安裝。

（7）下錨絕緣子串對齊調(diào)整、補(bǔ)償墜砣高度調(diào)整、各種標(biāo)識牌安裝。

（8）靜態(tài)檢測。利用無接觸式激光測量儀檢查接觸線高度及拉出值。

4 工程檢測

4.1 檢測方法

將具有可調(diào)節(jié)抬升力的模擬受電弓及檢測設(shè)備臨時(shí)安裝在接觸網(wǎng)作業(yè)車上，分2個(gè)步驟對接觸網(wǎng)部分參數(shù)進(jìn)行測量：

（1）車輛時(shí)速為 15～20 km、受電弓抬升力為5～8 N時(shí)，測量接觸線在空間的位置，對測量結(jié)果進(jìn)行評估（與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比），根據(jù)評估結(jié)果對接觸網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。

（2）車輛時(shí)速為 15～20 km、受電弓抬升力為120 N（鄭西高鐵取值）時(shí)，測量接觸線在空間的位置。

利用 2次測量結(jié)果計(jì)算接觸線的高度差及接觸網(wǎng)的彈性。

對測量結(jié)果進(jìn)行評估（與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比），根據(jù)評估結(jié)果對接觸網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。

4.2 檢測數(shù)據(jù)

半個(gè)錨段內(nèi)的實(shí)測結(jié)果如圖1所示。

從圖1中可以看出，第1次和第2次測量狀態(tài)，接觸線抬升量約50 mm，各個(gè)懸掛點(diǎn)及跨中的彈性基本在0.3～0.35 mm/N，計(jì)算出的彈性不均勻度約為7.69%。高速接觸網(wǎng)要求靜態(tài)彈性盡可能均勻，安裝調(diào)整精度越高，受流質(zhì)量越好；德國對于高速接觸網(wǎng)要求做到彈性不均勻度不大于 10%，其中Re330型接觸網(wǎng)彈性不均勻度為8%，與此相比，鄭西高鐵接觸網(wǎng)的彈性及彈性不均勻度是比較理想的。

圖1 鄭西高鐵接觸網(wǎng)靜態(tài)驗(yàn)收部分?jǐn)?shù)據(jù)曲線圖

5 結(jié)束語

實(shí)踐證明，高速鐵路接觸網(wǎng)精細(xì)化安裝必須一步一步按程序完成，每個(gè)環(huán)節(jié)都必須施作到位，以免返工；而高速牽引網(wǎng)最忌諱的就是維修和返工，維護(hù)方面大力提倡的重檢查、少維修理念，在施工安裝階段就要深入貫徹。

高速鐵路接觸網(wǎng)的空間技術(shù)參數(shù)一般都精確到mm，常規(guī)的測量手段滿足不了需求，大量采用張力測量儀、激光測量儀、平直度檢測尺等先進(jìn)設(shè)備是必不可少的；測量并驗(yàn)證高速牽引網(wǎng)的彈性以及彈性不均勻度是否滿足設(shè)計(jì)的目標(biāo)值是一種打破常規(guī)的檢測方法，應(yīng)該大力推廣。