防護橫梁法在輸電線路跨越高速鐵路施工中的應用

施鈞良，吳堯成，段福平，周城林，裘慧斌

（浙江省送變電工程公司，杭州 310016）

隨著高速鐵路（簡稱高鐵）和電網建設的飛速發展，兩者的交跨情況也日益增多，跨越施工基本采用封網跨越施工工藝。雖然跨越封頂網的載體有所不同，但封網施工的工藝基本一致：在高鐵兩側設置封網載體，利用載體跨越高鐵布置封網索道，之后再布置封頂網，進行跨越架線施工。該工藝的最大缺點是高鐵運行期間鐵路上方存在封頂網，對高鐵的安全運行仍是一種威脅。

為此，在輸電線路跨越高鐵施工中對工藝進行改進，充分利用高速鐵路在凌晨0∶00—4∶00停電檢修的天窗期，提出了吊機懸掛防護橫梁跨越高速鐵路施工新工藝，并在500kV王汾線跨越滬杭高鐵施工中得到成功應用。

1 防護橫梁跨越施工方案

1.1 跨越斷面參數

500kV汾店5441線增容改造工程為同塔雙回新建線路，導線型號為4×LGJ-630/45，地線型號為JL/LB1A-95/55，光纜型號為OPGW-24。

跨越檔為33—34號桿塔，跨越檔距333 m，與鐵路交叉角77°，33號塔為耐張塔，呼高54 m，34號塔為直線塔，呼高為57 m。跨越點高鐵軌面高度17.5 m，全高25.5 m，左右回流線間距14.6 m。跨越處高鐵高架橋梁下方有1條2.7kV高鐵供電線，全高13.5 m，兩邊線間距4.5 m，與高鐵最外側回流線凈間距4.4 m。跨越斷面參數如圖1所示。

1.2 施工方案

充分利用在高鐵跨越點附近道路暢通的優勢，在高鐵跨越點兩側分別布置2臺25 t吊機，在鐵路部門許可的高鐵停電檢修天窗期之內，利用同側2臺吊機抬吊長度為10 m的防護橫梁，用于輸電線路跨越架線時對高鐵設施的防護。

防護橫梁控制離開鐵路最外側回流線（架線施工期間該回流線停電）2 m外，并布置在牽引相導（地）線的正下方。待防護橫梁布置后，跨鐵路拋過引繩，然后控制牽引張力進行導（地）線牽引。導（地）線架設結束后，收回防護橫梁，確保白天高鐵的安全運行。防護橫梁設置如圖2所示。

圖1 跨越斷面示意

圖2 防護橫梁設置示意

1.3 施工工藝流程

跨越高速鐵路的施工時間在凌晨 0∶00—4∶00，除去鐵路貫通線及供電線停電的接地線掛設及拆除時間，實際有效施工時間僅3 h左右。在如此短的施工時間內，為保證單相（導）地順利完成牽引、緊線、掛線，需要有明確清晰的施工工藝流程和工序控制時間，如圖3所示。

圖3 施工工藝流程控制

2 防護橫梁參數計算

2.1 防護橫梁間跨度和高度的確定

根據高鐵管理部門規定，高鐵停運期間，與高鐵最外側的安全施工距離取2 m。現場跨越高鐵寬度為14.6 m，故結合現場的地形條件，兩防護橫梁間跨度取18.6 m。

假設導線墜落后擱在防護橫梁上，以導線不觸碰高鐵設施為計算條件，從而確定防護橫梁的高度。

設防護橫梁高度H=30 m，則導線墜落于防護橫梁上后，最大馳度計算：式中：ω為導線比載，LGJ-630/45型號導線，取19.66 N/m；l為防護橫梁跨度，18.6 m；H為防護橫梁兩側導線的墜地后懸垂段的重量，19.66×30=589.8 N。

經計算fmax=1.44 m，跨越處高鐵的最高點為25.5 m，再取安全裕度為3 m，25.5+3+1.44=29.94 m≤30 m。故防護橫梁高度為30 m滿足要求。

2.2 防護橫梁長度確定

（1）跨越檔控制張力計算：

式中：Y為導線與防護橫梁之間的凈空距離，3 m；ωx為LGJ-630/45型導線比載，19.66 N/m；Nk為被跨防護橫梁高度，30 m；Nd為導線低側懸點高度，51.5 m；x為交跨點與導線低懸點之間的水平距離，161.5 m；l為控制檔檔距，333 m；φ為兩端掛點高差角，0.086°；Hx為跨越檔的水平控制張力，經計算Hx=14.7 kN。

（2）導線風偏計算：

式中：K為導線體形系數，取1.1；d為LGJ-630/45型導線外徑，d=34mm；x為交跨點與近塔點水平距離，161.5 m；l為控制檔檔距，333 m；λ為掛具長度，2.5 m；ω1為LGJ-630/45型導線比載，19.66 N/m；H為導線張力，14700 N；Z10為風偏，經計算Z10=2.5 m。

（3）防護橫梁長度計算：

按牽引導線位于防護橫梁的正中間計算長度：

式中：Z10為導線風偏值，2.5 m；C為施工裕度，2 m；BW為防護橫梁長度，經計算BW=9 m，實際取值10 m。

3 防護橫梁結構與布置

3.1 防護橫梁結構

根據工藝特點，專門設計的防護橫梁結構如圖4所示。

（1）橫梁強度按導線在牽引過程中1根導線落于橫梁上，校核橫梁的抗彎強度。

（2）橫梁上端設計成滾筒式，如牽引繩或導（地）線牽引過程中接觸橫梁時，可減少摩擦阻力。

圖4 防護橫梁結構

3.2 防護橫梁布置

（1）在跨越點位置利用經緯儀對跨越檔2基鐵塔每一相導（地）線的滑車掛點位置，采用正倒鏡方式進行通視定位，并在防護橫梁布置點地面明確標識中心位置，確保防護橫梁布置在牽引導地線的正下方。

（2）明確橫梁布置點后，對施工場地進行平整，必須滿足25 t吊機的作業施工要求，并通過吊機操作人員和鐵路部門監護人員的驗收許可。

（3）吊機駕駛員必須操作技能嫻熟，橫梁抬吊過程必須專人指揮，駕駛員需要配合默契，一切動作聽指揮。

（4）起吊橫梁的吊繩長度控制在1 m以內，盡量確保防護橫梁的穩定性。

（5）橫梁布置的驗收要求：橫梁頂桿達到工藝設計要求高度30 m；橫梁與高鐵凈間距大于等于2 m；防護橫梁布置在牽引導線的正下方，并保持水平；防護橫梁吊點布置牢固。

防護橫梁布置示意如圖5所示。

圖5 防護橫梁布置示意

4 跨越架線施工

4.1 施工程序

（1）跨越高速鐵路的放線段為33—36號，長度0.956 km。牽引場設置在32號塔小號側約30 m位置，張力場設置在36號塔，牽引場—張力場牽引總長度1.366 km。導線采用“1牽4”張力放線形式。

（2）為了提高放線效率，在防護橫梁布置前，用小牽引機將□20mm牽引繩從牽引場牽至高鐵邊并臨時錨固，再人工將□13mm導引繩從張力場牽至高鐵邊并臨時錨固。

（3）防護橫梁布置好后，拋過Ф4mm迪尼瑪繩，將Ф14mm迪尼瑪繩引過高鐵后，分別與牽引繩和導引繩連接（迪尼瑪與牽引繩聯結處必須采用旋轉連接器），牽張兩場同時收緊，使得引繩凌空。收緊過程中牽張兩場應盡量同步，避免Ф14mm迪尼瑪繩在防護橫梁上單向滑動。

（4）在張力場利用小牽引機將牽引繩牽引至張力場后，利用牽引繩牽引4根導線。

4.2 安全技術措施

（1）吊機必須性能良好，吊臂自鎖功能穩定，在吊機使用過程中必須可靠接地。

（2）在場地平整期間，專人監護，重點監控與高鐵設施和2.7kV鐵路供電線路的安全距離。

（3）待高鐵回流線和2.7kV高鐵供電線路停電掛接地線后，得到鐵路部門的許可，方可進行吊機起升臂及防護橫梁起升操作。當晚施工結束后，防護橫梁收回。

（4）提前做好天氣預警，夜間施工如遇下雨，大霧、6級以上大風等天氣應停止施工。

（5）為盡可能縮短跨越施工時間，合理選擇牽、張場地，避免在放線工程中出現轉向而影響施工效率。

（6）夜間照明必須提前進行燈光調試，確保夜間施工要求，同時牽引走板涂反光漆，以便夜間檢測。

（7）為減少錨線、升空等環節，導線耐張線夾的壓接操作直接在耐張塔上進行。壓接前在鐵塔上設置壓接平臺，為夜間施工人員提供安全保障，并確保導線壓接質量。

（8）確保施工人員的正常休息時間，防止施工人員夜間疲勞施工。

5 結語

在500kV汾店5441線增容改造工程中成功利用防護橫梁法完成滬杭高鐵跨越施工，共用了8個高鐵凌晨停電檢修天窗期，完成了6相導線、地線與光纜各1根的跨越架線施工，經現場檢驗，效果良好。

該跨越高鐵施工方案的最大優點是白天高鐵運行期間沒有因架線施工而產生安全隱患，充分利用了0∶00—4∶00高鐵停電檢修的有利條件，突破常規的封網跨越施工模式，為跨越高鐵施工增加了更有利的施工方案。

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