邱友偉
(中鐵武漢電氣化局集團有限公司成都分公司,成都 610091)
隨著中國高速鐵路項目的大規模建設,在施工過程中已經積累了大量的經驗和技術。但在施工過程中仍然存在諸多遺留問題,其中存在相當比例的設備缺陷,為后期的高鐵接觸網運營檢修造成隱患。高鐵接觸網的設計、施工和運行檢修是密不可分的整體。良好的設計施工質量是保障接觸網檢修從周期修過渡到狀態修的基礎[1-3]。歐洲主要國家的高速接觸網已過渡到狀態修,緣于其完善的高速接觸網建設模式[4-5]。而從國內情況看,高鐵接觸網普遍存在施工遺留問題多、設備故障多等問題,難以從周期修和故障修過渡到狀態修[6]。因此,如何提高接觸網施工檢調的標準化程度,進一步完善高鐵接觸網施工的一次質量,成為今后高鐵接觸網施工的發展方向。
杭州至長沙鐵路客運專線是中國高鐵“四縱四橫”之一的滬昆高鐵的重要組成部分,設計速度為350km/h,采用電力牽引動車組雙線運營模式,接觸網采用彈性鏈形懸掛模式。本文針對杭長客專施工過程中存在的設備問題進行分類平推整治,分析重點設備的具體整治方法,對于提高排查設備安全隱患,提高施工質量起到重要的作用。
杭長客專接觸網標準化平推整治共計13 個大項,分為A、B、C 三大類。A 類平推項目共計6 項:終端錨固線夾、補償裝置、分段絕緣器、電連接、開關引線、吊柱。B 類平推項目共計5 項:腕臂結構、中心錨結、接觸懸掛、錨段關節及線岔、附加線(含電纜上網)。C 類平推項目共計2 項:隔離開關及避雷器、接地及回流系統。
A 類平推項目利用梯車無法檢查到位,因此該類項目均需要利用作業車進行全面細致檢查。B 類平推項目使用作業車或利用梯車及攀爬支柱進行檢查。C 類平推項目徒步及攀爬支柱進行檢查。
A 類平推項目主要包括終端錨固線夾、補償裝置、分段絕緣器、電連接、開關引線、吊柱等。本文主要對其中的終端錨固線夾和補償裝置的檢查方法和整治標準進行分析。
終端錨固線夾檢查用到的工具包括目測,5m 鋼卷尺、游標卡尺、力矩扳手。檢查方法與標準如下:①檢查承力索終端錨固線夾標記位置無變化,螺紋錐套外露螺紋是否在8~9mm 正常范圍。如有變化需使用力矩扳手檢查力矩是否為80N·m。檢查測量接觸線終端錨固線夾接觸線露出錐套15mm 長度及標記有無變化,如圖1所示;②檢查各連接件是否牢固可靠、銷釘由上向下穿,并且絕緣子兩端銷釘穿向一致,開口銷雙支掰開角度是否為120°;③檢查連接件、終端線夾有無裂紋或其他缺陷。

圖1 接觸線外露
1)檢查棘輪垂直度
目測棘輪沒有明顯的偏斜現象,小輪補償繩與大輪兩外沿基本等距。如出現明顯偏斜現象,使用水平尺進一步檢測棘輪垂直度,上輪沿與下輪沿偏差控制在5mm 以內。如超標可調整下底座的調節板長孔,對超標較大,一次調整不到位的可同時調整底座上的調節孔,使棘輪鉛垂。棘輪垂直度檢查及調整如圖2所示。
2)檢查補償a、b 值是否正確
a 值測量平衡輪中心至小輪中心的距離,b 值測量墜砣底部距支柱基礎面的距離,棘輪補償裝置安裝曲線如圖3所示。a、b 值偏差不大于200mm,承力索與接觸線墜砣頂部高度一致。所測數據如與與當天溫度變化曲線值相差較大,小輪補償繩纏繞圈數肯定不正確,大輪除檢查纏繞圈數外,還應檢查回頭預留是否正確。對a、b 值不滿足大小輪纏繞圈數表的予以調整。

圖2 棘輪垂直度檢查及調整

圖3 棘輪補償安裝曲線
3)檢查平衡輪水平狀態
對于棘輪補償的平衡輪檢查,先通過目測平衡輪水平狀態,如存在偏斜,用角度尺或激光測距儀檢測偏斜角度,超過15°即為不合格。
首先檢查棘輪是否垂直,嚴重的偏斜也是導致平衡輪不水平的原因。如果是補償繩自身扭力的問題,可通過卸載將平衡輪與線索分離后,卸開小輪輪體上的楔形線夾后,將補償繩的自身扭力放散,重新纏繞后消除。如果是終端線夾安裝時與正常導線線面不符,在安裝定位器和吊弦后導線線面正確后,平衡輪出現不水平,應使用手板葫蘆,重新落錨,將終端線夾拆卸后,按照導線面重新安裝線夾。檢查平衡輪螺栓銷螺母是否緊固的過緊,影響平衡輪轉動,會導致小輪補償繩兩邊不平衡,平衡輪也隨之偏斜。對過緊的螺母必須松卸,確保平衡輪能夠正常轉動。輕度平衡輪不水平,可通過扭轉接觸線面達到平衡輪水平,扭面要根據現場實際情況,不可盲目扭轉,并不得超過原線面的45°。平衡輪平衡狀態檢查及調整如圖4所示。

圖4 平衡輪平衡狀態檢查及調整
B 類平推項目主要包括腕臂結構、中心錨結、接觸懸掛、錨段關節及線岔、附加線(含電纜上網),其中接觸懸掛和無交叉線岔是該部分平推檢查的重點。
對于接觸懸掛,檢查工具包括力矩扳手、線墜、鋼卷尺、激光測量儀。具體的檢查方法與標準如下:
1)整體吊弦
高鐵接觸網中已經用整體載流吊弦代替了傳統的環節吊弦。在檢查過程中,先檢查線夾本體有無變形、裂紋等不良狀態,吊弦線有無散股、斷股扭絞現象,壓接部位有無漏壓或壓接不到位、不規范現象。吊弦在任何溫度下均垂直安裝,承力索與接觸線吊弦線夾在垂直方向的允許偏差±20mm。整體吊弦出現松弛不受力及過緊受力過大現象時應分析原因,查清是吊弦本身長度問題,還是安裝位置偏差問題后再進行整改。接觸線吊弦線夾與接觸線溝槽密貼。
2)彈性吊索
對于彈性鏈形懸掛,彈性吊索的安裝和檢調是施工中的核心項目,彈吊線夾與承力索及吊索之間夾持應牢固,且無滑動現象,檢查線夾是否垂直、防松止動墊片應全部掰向螺母側。用力矩扳手檢查線夾緊固力矩,其緊固力矩為23N·m。檢查彈性吊索中心位置與腕臂中心位置的偏差是否符合標準,允許偏差20mm。彈吊端頭與線夾外露中錨側為30mm,下錨側為170mm。
3)接觸懸掛高度
對于接觸懸掛高度,先復核定位點拉出值是否正確,施工誤差±20mm,如超出范圍應進行調整。用激光測量儀檢查懸掛點接觸線高度,同時對中錨線夾、電連接線夾等處進行重點測量、檢查。兩個彈吊吊弦懸掛點與定位懸掛點接觸線高度為等高,相對該定位點的接觸線高度±5mm,但不得有“V”字形存在,如圖5所示。彈性吊索吊弦與跨中第一吊弦的高度差必須小于10mm,一般小于5mm。相鄰吊弦處接觸線高差不應大于5mm。相鄰定位點處接觸線高差不大于10mm。接觸線高度符合標準,誤差為±20mm。

圖5 接觸懸掛高度檢查
杭長客專主要采用18 號道岔,對應的線岔為雙支無交叉線岔。其設計原則是正線高速通車時不受側線影響,同時保證受電弓在正線和側線間的順利、安全、平穩轉換。在檢調過程中用激光測量儀檢測吊弦懸掛點兩接觸線的高度及高差是否符合設計要求,無交叉線岔的檢調如圖6所示。正線按正常接觸線高度5300mm 檢測,側線從定位點向始觸區方向的三根吊弦點的高度依次為5360mm、5330mm、5320mm。由高到低以拋物線的形式過渡。保證定位點側線抬高60~80mm。導高偏差控制在5mm。同時確保從側線至正線時始觸點(側線受電弓中心距離正線接觸線距離1050mm 處)兩支導線高差不大于40mm。當動車組從正線通過時,側線均在始觸點以外。

圖6 無交叉線岔的檢調
C 類平推項目包括隔離開關及避雷器、接地及回流系統。其中,接地和回流對于高鐵線路的安全運行具有重大作用。
接地的好壞對于軌道電路等設備的安全運行會產生重大影響。檢查接地連接的接地方式、安裝位置、數量是否符合設計要求。有無漏接誤裝現象。檢查地線接線端子是否采用壓接方式,壓接是否規范,連接電纜與線夾接觸應良好,并涂有電力復合脂。不同材質接地體連接面應采取過渡連接措施,并進行防腐處理。接地線宜短捷、平直,排列整齊,固定可靠。連接點螺栓緊固力矩應符合設計要求。接地線不得與控制電纜、信號電纜、電力電纜貼近并行或交叉布置。獨立接地極的接地電阻應使用接地電阻測量儀測量,所測結果應符合設計要求。
1)防雷接地避雷器的工作接地通過35mm2軟銅絞線引至計數器,計數器托架與接地體連接采用2 根接地銅纜,在路基區段通過電纜溝手孔引出分別與不同接地極引接,接地電阻不大于10Ω,橋梁區段2 根分別連接到橋墩墩臺上的預留接地端子上。與橋墩接地端子連接時要把與橋梁連接的連接線斷開,形成獨立接地體,如圖7所示。

圖7 防雷接地
2)支柱接地
路基區段上下行每隔一根支柱與支柱基礎預留綜合地線接地端子連接一次。橋梁區段每隔300~500m 可靠接地一次,接入電纜槽內預留的綜合接地端子。站內零散支柱接地如站前未預留端子,應就近采用電纜方式埋設與綜合接地連接。
檢查回流吸上線安裝位置、數量規格、回流電纜與PW 線、扼流箱、集中接地箱連接方式符合設計要求,檢查回流電纜與PW 線連接的銅鋁過渡并勾線夾緊固力矩、與扼流箱連接的接線端子壓接牢固,緊固力矩符合要求,若連接電纜過多,應應設置T 形或L 形連接板,保證電纜連接可靠。中性點連接的端子不得與兩側接鋼軌的端子短接,電纜端部需采用乙烯絕緣膠帶纏繞包扎。回流電纜應采用非磁性材料卡具沿支柱固定牢固,回流纜在支柱上、隧道壁應順直美觀,固定牢固。接地及回流線與隧道連接采用M12 的化學錨栓固定,固定點間距不大于1m。
高鐵接觸網的施工是一項系統、復雜、長期的工程,其中包括大量的設備與設備、系統與系統間的聯系和接口,完善接觸網施工質量、實現高質量的接觸網工程只能依靠標準化的施工和檢調。通過對杭長客專接觸網的平推檢查項目整治標準的分析、設計與實現,對于提高接觸網的施工質量,保障杭長客專的工程性能具有重要的工程實踐意義。
[1] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網[M].成都: 西南交通大學出版社,2003.
[2] 董昭德.接觸網[M].北京: 中國鐵道出版社,2010.
[3] 吳積欽.受電弓與接觸網系統[M].成都: 西南交通大學出版社,2010.
[4] 中華人民共和國鐵道部.TB 10208—98 鐵路電力牽引供電施工規程[S].
[5] 鐵道部電氣化工程局.電氣化鐵道施工手冊-接觸網[S].北京: 中國鐵道出版社,2011.
[6] 中華人民共和國鐵道部.鐵路電力牽引供電工程質量檢驗評定標準[S].北京: 中國鐵道出版社,2010.