高速鐵路工程中接觸網新線蠕變危害及工程消除方法

張 興

中鐵電氣化局集團三公司，河南 鄭州 450000

新線初伸長是承力索、接觸線作為非完全彈性體加載后產生永久性伸長變形的暫態過程，直接影響接觸懸掛施工質量即給弓網關系帶來不利影響，且隨車速提高而增大。結合我國接觸網實際建投情況看，如果設計和施工時未考慮新線蠕變，那么接觸懸掛隨時間變化需多次進行調整，甚至運營后也不得不再行調整才能達到質量穩定的程度。要提高受電弓的取流質量，施工中必須重視承力索和接觸線的新線蠕變。

新線初伸長的大小與其自身結構、起始彈性系數，外加荷重大小及加荷延續時間有關。

為接觸網消除承力索和接觸線新線蠕變影響，國內外采用的方法有3種：

1）德國、西班牙的額定張力式超拉（將線索在其設計額定張力下放置一段時間）方法；

2）法國、韓國的增加墜砣的超拉方法；

3）日本的機械超拉方法。

1 法國的增加墜砣超拉工藝

法國在普通干線鐵路電化改造時，采用接觸線超拉1.25倍72h的方法。此時超拉張力為15kN，即超拉拉應力約為140N/mm2。在第一條高速新線――東南線施工中，法國也同樣采用接觸線超拉1.25倍72h的方法。

2 德國額定張力下預張拉工藝

德國Re250和Re330高速新線和Re200電化改造的接觸網施工中，承力索和接觸線的新線初伸長均是在其額定張力下放置一段時間（一般需要6周左右）來克服的。

表1 德國的額定張力式超拉方式

3 日本的“預超拉工法”

日本高速鐵路接觸線更換施工，因換線后立即恢復高速行車，所以不得不對剛換上的新接觸線Cu110進行2倍的額定張力超拉30min。超拉為采用兩臺架線車上的緊線裝置，且利用線路封閉點進行。

4 我國采用的不占用封閉線路超拉方法

我國接觸網施工大多在運輸十分繁忙的既有線上進行，施工與運輸的矛盾十分尖銳，加之架線車數量不足，架線任務相對集中，因此，工程中探索研究了不占用封閉線路的接觸網超拉方式。

1）不占用封閉線路超拉原則的確定

首先，超拉張力必須小于線材的屈服強度（屈服點）。其次，超拉張力的選擇受支柱容量、絕緣子、支持裝置和下錨補償裝置等各種裝配結構件強度的制約。接頭線夾、終端錨固線夾的起始滑動荷重在超拉時可不考慮，因其滑動荷重是工作載荷的3倍以上。

計算選定超拉張力后，超拉時間應通過工地現場實驗再予以確定：京廣線京鄭段對120mm2銀銅電車線、LXGJ100熱鍍鋁鋅鋼絞線分別進行了2.0倍設計額定張力（設計額定張力為13kN）和1.6倍設計額定張力（設計額定張力為17kN）超拉，即超拉應力分別為213MPa和263MPa，在超拉應力下持續時間分別為3h和5h。試驗數據見下表2和表3。

從表2可知，120mm2銀銅電車線在約60%（=350MPa）下持續1h～1.5h后的新線蠕變率為6×10-4左右。

表2 京廣線京鄭段120mm2銀銅電車線超拉匯總表

從表2可知，LXGJ100（1X19結構）承力索在約20%σb(σgdb=1370MPa)下持續1h后，新線蠕變停止，其新線蠕變率為0.9×10-4左右。

表3 LXGJ100承力索超拉匯總表

由于各條線采用的承力索、接觸線材質可能不同，就是在同一材質和截面情況下也不盡相同，因此，當對各種線材的承力索、接觸線進行超拉時，超拉張力、時間及新線蠕變率應通過試驗后再確定，不能簡單地將承力索和接觸線的超拉張力分別定為1.6和2.0倍設計額定張力，也不要將超拉時間人為地、無必要地延長。

2）確定超拉時間的方法

作出時間t——伸長△L的曲線，看△L的變化趨勢，若△L的變化其實很小，則在工程應用上可以認為線材的新線蠕變已完成，由此確定超拉時間。

3）不占用封閉線路超拉工藝流程

工、機具及材料準備及墜跎高度計算→承力索（或接觸線）架設→加墜跎到額定張力后安裝設計中心錨結→緊固下錨補償裝置→安裝加載裝置→增加墜跎到超拉張力→承力索（或接觸線）超拉→卸墜跎到額定張力→結束。

4）不占用封閉線路超拉的注意事項

（1）利用既有接觸網結構物（如補償裝置、錨柱、轉換柱等）進行超拉時，應對主要受力的結構進行超拉力驗算，以保證超拉過程中的施工安全及行車安全；

（2）超拉前應以設計單位所作的支柱、裝配件等設備為依據進行超拉，該加固的應進行加固；

（3）錨段內受力較大的緊固件（如下錨角鋼緊固件、接頭線夾處螺栓）應采用扭矩搬手緊固，使其達到規定的緊固力矩；

（4）當錨段為雙邊補償時，為防止承力索或接觸線串動，在兩邊墜跎加到額定張力且達到超拉所要求的墜跎高度后，必須按設計要求的位置安裝中心錨結后才能進行加載和超拉。超拉時，墜跎加載應分級進行，每級≯200kg。兩邊墜跎加載時應用報話機聯系，同時進行；墜跎卸載時亦然；

（5）當錨段為單邊補償時，為防止拉線受力過大、錨支柱向受力方向傾斜，接觸線超拉前應在硬錨處增加一臨時地錨。

[1]于萬聚著.高速電氣化鐵路接觸網[M].西南交通大學出版社，2002，12.

[2]李宗文著.接觸網施工與檢修[M].中國鐵道出版社，2001.

[3]黃虎.接觸網導線工廠化超拉工作模式研究[J].城市軌道交通研究，2005(6).

[4][德]Kie ling,Pusschmann,Schmieder.電氣化鐵道接觸網.