鐵路營業線增建明洞時接觸網過渡方法及裝置

謝新民，邵 青

(1.中國土木工程集團有限公司，北京 100038;2.中鐵十六局集團有限公司，北京 100018)

1 技術背景

電氣化鐵路區間路基上有一根根“┃”字形的接觸網支柱，每根支柱的頂端由接觸網的支持裝置固定著接觸懸掛［1-3］，接觸懸掛上有沿鐵軌方向延伸的承力索和接觸線，給電力機車取流獲得動力在鋼軌上滑行創造了條件。

當上述已經投入運營的山區鐵路屢遭塌方侵害斷道的地段，為抵御再遭侵襲就需要增建明洞。當明洞長度大于接觸網支柱的間距時，就必然會出現既有接觸網支柱占據了明洞位置的現象，渝懷鐵路營業線增建的長82 m“拜幺坡明洞”就遇到上述情形，見圖1。這就需要先拆既有支柱，再建明洞。本應將既有支柱上的接觸懸掛轉移到明洞拱壁上的接觸網支架上，可是既有支柱不拆除，該位置的明洞就不能建造，因此拱壁支架也就無從談起，所以兩者之間存在著矛盾。

解決矛盾的方法是為接觸懸掛過渡安置，使明洞施工和鐵路運營兩不誤。

2 過渡方法及裝置

包括從既有接觸網支柱上將接觸懸掛轉移到過渡裝置上，再從過渡裝置上轉移到拱壁支架上，按圖2步驟進行，詳述如下:

1)首先，建造既有接觸網支柱最近的那一節明洞基礎、邊墻、側溝、蓋板。由于明洞在邊墻混凝土澆筑之前必須立模板，為了固定模板需要在邊墻內布設拉桿插入孔，則故意將其中的4根拉桿插入孔按圖3所示的位置相向布設。

圖1 電氣化鐵路增建明洞的工況

圖2 電氣化鐵路增建明洞接觸網過渡工序流程

2)嚴格按照計算好的長度下料，預加工一個由無縫鋼管制成的如圖3所示的“拱門”形支架。其中的橫桿是由2根短管對接而成的，但此時暫時不讓2根短管對接，而是將1根立桿、1根斜撐、1根短管焊接成圖3的左半邊，即“左半邊門”;再將另外同樣的3根桿件焊接成圖3的“右半邊門”;并且，在每根立桿與斜撐的連接處內側焊上肋板。另外，在立桿的管壁內鉆橫向貫穿孔，讓貫穿孔的位置與邊墻內的拉桿插入孔位置相對應;而且，在每根短管上各鉆2個貫穿孔，備夾板2塊，帶帽螺栓4根。

圖3 “拱門”形支架使用狀態

3)當明洞邊墻形成后，臨時封鎖線路并接觸網停電，在接觸線的左、右側，同時立起前述的“左半邊門”和“右半邊門”，讓各自的短管探高到承力索的上方對接，使用圖4所示的夾板、螺栓、螺帽，將2根短管連成圖3所示的橫桿，這就將兩對稱的半邊門組成了圖3所示的完整的“拱門”形鋼管支架了。再讓立桿的桿底落在明洞側溝蓋板頂面，桿身貼靠明洞邊墻，往管壁的貫穿孔內插入拉桿伸出邊墻外壁，然后內、外用螺栓固定。再在立桿上敷設接地線，同時在橫桿的下方、兩斜撐之間安裝含4支絕緣子在內的接觸網支持裝置，再把既有支柱上的接觸懸掛轉移到“拱門”形鋼管支架的橫桿下方，由支持裝置固定，并拆除既有支柱，檢查支持裝置中的各絕緣子的就位狀態，檢查接觸線至軌面的高度是否滿足《鐵路電力牽引供電設計規范》TB 10009—2005第5.1.4條的規定，接觸網專業監理及安全監察驗收合格后，開通線路。

4)施工既有支柱位置的明洞基礎、邊墻、拱圈。當拱圈施工好之后，再要封鎖點，于拱壁上安裝接觸網支架，把鋼管支架上的接觸懸掛轉移到拱壁支架上，拆除鋼管支架，即完成了接觸網過渡的全過程。

圖4 支架橫管的組成剖面兩視圖(單位:mm)

3 技術要點

立桿的頂端不超過拱圈的起拱線高度。立桿的底部敷設接地線，即便電力機車駛經支架時恰巧使絕緣子瞬時閃絡，泄漏電流或者感應電流均會由接地線進入大地，免除人遭電擊。

橫桿設置的高度要恰當，既不能碰到上方拱圈襯砌臺車，又要為下方的接觸懸掛獲得空間;橫桿的長度也要恰當，既要讓焊在兩端的斜撐位于行車限界之外，還不能讓桿端碰到襯砌臺車的拱架。確定合適的長、高方法是，將襯砌臺車拱架、接觸線和承力索的位置以及列車行車限界，按比例畫在明洞的斷面圖內，就能在圖上量出橫桿最合適的長度、高度，同樣還能量出立桿、斜撐最合適的長度。

夾板的形狀選以下三種中的任一種均可:鋼板，弧形板，套管。用鋼板時，厚10 mm、寬50 mm即可;用弧形板時，其內弧要比鋼管的外弧大1～2 mm;用套管時，其內徑比橫桿外徑也要大1～2 mm，就可將套管套在2根短管的外圈。無論用哪種形狀，夾板長600 mm，預鉆4個螺栓孔，孔位相隔間距160 mm，與短管的貫穿孔對應，見圖4。

支架鋼管的規格由支架負載計算及容量選擇計算得出。由于支架的立桿已經由邊墻內的拉桿牢牢地固定在墻壁上，使得支架鋼管懸臂短、彎矩小，受力條件得到改善。扣減了拉桿孔眼削弱的有效截面、疊加支架所受的支持裝置和接觸懸掛的垂直、水平各種負載之后，驗算了用φ76 mm(外徑)×3 mm(壁厚)的無縫鋼管制作支架，其容量能夠滿足要求，若選同等外徑但管壁更厚的鋼管，安全系數更大。

支架用料見表1。表中構件規格用于拜幺坡明洞，視明洞凈空截面尺寸用料會稍有變化。

表1 鋼管支架用料一覽

4 應用效果

自制的“拱門”形支架在上述的特殊工況中為接觸網過渡，保證了明洞建造地段電力機車受電弓的正常取流，達到了施工、運營兩不誤目的。其過渡技術及其裝置均具有創造性，解決了此前查廠家產品目錄中沒有為增建明洞接觸網過渡的專用設備的難題。該創意不僅開拓了電氣化鐵路營業線增建明洞施工的新途徑、新方法，而且為廠家及設計提供了新的思路。鋼管支架還具有結構簡單、便于安裝和拆卸，價格低廉等優點，容易推廣使用。

［1］中國鐵路工程總公司教衛處.接觸網工［M］.北京:中國鐵道出版社，2000.

［2］郭建鋼，武永力.武廣鐵路客運專線路基接口接觸網支柱基礎施工［J］.鐵道建筑，2010(1):167-169.

［3］何生軍，夏江河，萬婷.武廣鐵路客運專線接觸網支柱參數測量［J］.鐵道建筑，2010(1):173-175.