城市軌道交通跨座式單軌接觸網(wǎng)施工技術(shù)

羅智剛

（中鐵電化局城鐵公司，北京市100010）

城市軌道交通跨座式單軌接觸網(wǎng)施工技術(shù)

羅智剛

（中鐵電化局城鐵公司，北京市100010）

跨座式單軌交通技術(shù)在重慶城市軌道交通較新線一期工程中率先在國內(nèi)采用，為國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了國家在該技術(shù)領(lǐng)域的空白。該線一期工程于2004年6月28日開通試運(yùn)行，開通以來，單軌跨座式供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營良好。通過對跨座式單軌接觸網(wǎng)的實(shí)踐研究，從施工方法、工藝流程、質(zhì)量控制等幾個方面對跨座式單軌接觸網(wǎng)施工技術(shù)進(jìn)行了介紹。以較新線一期工程為例，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，介紹了跨座式單軌接觸網(wǎng)的施工技術(shù)具體應(yīng)用，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

城市軌道交通；跨座式單軌；接觸網(wǎng)施工技術(shù)

0　前言

跨座式單軌接觸網(wǎng)受流模式不同于傳統(tǒng)輪軌交通所采用的第三軌或架空接觸網(wǎng)模式，是一種全新的城市軌道交通接觸網(wǎng)受流模式。跨座式單軌接觸網(wǎng)系統(tǒng)的T型匯流排是該系統(tǒng)主要載流元件。除正極受流接觸網(wǎng)外，設(shè)置專門的負(fù)極回流接觸網(wǎng)（回流軌）。正負(fù)極接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)相同。接觸網(wǎng)位于軌道梁側(cè)面中部并被車體完全包絡(luò)，平行軌道粱中心線方向呈“之”字形布置，接觸受流面相對軌道粱側(cè)面向外，受電弓相對軌道粱側(cè)面向內(nèi)與接觸網(wǎng)接觸線摩擦受流，電壓等級為直流1 500V。

1　跨座式單軌接觸網(wǎng)施工方法

跨座式單軌接觸網(wǎng)采用軌道梁側(cè)面剛性接觸懸掛方式，電壓等級為直流1 500 V，列車采用DC1 500 V重慶獨(dú)軌模式供電。其主要組成部分（但不限于）絕緣子、整體夾持T型匯流排、和接觸線等，以及隔離開關(guān)、避雷器和直流饋線電纜、回流電纜等輔助設(shè)施。

跨座式單軌軌道交通接觸網(wǎng)與其它形式的接觸網(wǎng)一樣，是無備用供電設(shè)施，必須保證其良好的性能和弓網(wǎng)關(guān)系。由于接觸網(wǎng)完全被車體所包絡(luò)，接觸網(wǎng)的安裝空間很小，既要滿足絕緣距離的要求，又要滿足車輛限界的要求，對設(shè)備制造精度、安裝精度要求很高。

1.1跨座式單軌接觸網(wǎng)技術(shù)要求

（1）系統(tǒng)構(gòu)成及工程范圍

接觸網(wǎng)系統(tǒng)是由接觸軌懸掛及附屬設(shè)施組成。接觸懸掛主要由（但不限于）絕緣子、整體夾持T型匯流排、接觸線、各種緊固件以及接觸懸掛其它零件組成；附屬設(shè)施主要由（但不限于）隔離開關(guān)、避雷器、分段絕緣器、車體接地板、饋線（回流）電纜、避雷器連接電纜、電連接電纜、車體接地電纜以及各種必要的連接、緊固件等組成。

（2）系統(tǒng)參數(shù)

額定電壓：DC1 500 V；

額定電流：DC3 600 A；

電壓波動范圍：DC1 000～DC1 800 V。

（3）技術(shù)要求

由于單軌跨座式接觸網(wǎng)的特殊性，接觸網(wǎng)安裝范圍必須嚴(yán)格控制在車輛、建筑及軌道梁限界范圍內(nèi)，并滿足絕緣距離要求。

接觸網(wǎng)支持點(diǎn)間距取值范圍一般為2.0～3.0 m，在道岔區(qū)和特殊軌道梁區(qū)段需特殊布置，以保證良好的受流。

拉出值主要由集電器滑板工作寬度、限界及絕緣距離要求來決定，一般為60 mm。在膨脹接頭處，兩根匯流排平行排列，實(shí)現(xiàn)集電器平穩(wěn)過渡。

為實(shí)現(xiàn)對接觸懸掛的溫度補(bǔ)償，接觸網(wǎng)伸縮單元長度一般為70～150 m，并在其中間部位設(shè)置中心錨結(jié)。

高架區(qū)段加強(qiáng)防雷保護(hù)，避雷器的安裝應(yīng)綜合考慮城市景觀，避雷器的設(shè)置原則及要求如下：

在高架或地面牽引變電所饋電線上網(wǎng)點(diǎn)附近設(shè)置避雷器，以防止雷電波侵入變電所。避雷器應(yīng)可靠接地，接地電阻應(yīng)不大于10 Ω。

當(dāng)列車在車站、維修基地停靠時，車體通過車體接地板接地，形成保護(hù)回路。接地板通過電纜與車站綜合接地網(wǎng)相連，使車體可靠接地，接地電阻應(yīng)不大于4 Ω，以保證人員及運(yùn)營安全。

1.2施工工藝

跨座式單軌接觸網(wǎng)施工工藝流程為：軌道梁測量→支持絕緣子檢測安裝→匯流排安裝→匯流排焊接→接觸線安裝→懸掛調(diào)整→完工測試→冷滑檢查→送電開通，見圖1。

圖1　跨座式單軌接觸網(wǎng)施工工藝框圖

1.2.1軌道梁測量

利用鋼卷尺和鋼板尺對軌道梁的預(yù)埋件進(jìn)行精確測量，測量誤差允許范圍為±1 mm。

（1）軌道梁方位的確定：軌道梁小里程方向?yàn)榍岸耍罄锍谭较驗(yàn)楹蠖耍幻鎸Υ罄锍谭较颍壍懒鹤髠?cè)為正極側(cè)，右側(cè)為負(fù)極側(cè)。測點(diǎn)：從小里程方向往大里程方向依次為：1、2、3…，見圖2。

圖2　軌道梁方位的確定

此處需注意的是：當(dāng)梁的方向未標(biāo)明時，應(yīng)先假設(shè)一個方向，并在軌道梁上、記錄表格上標(biāo)識假設(shè)的方向。在上線測量時，如發(fā)現(xiàn)標(biāo)注的軌道梁方向與現(xiàn)場實(shí)際方向不一致時，應(yīng)及時修正軌道梁測量數(shù)據(jù)。

（2）測量方法

軌道梁絕緣子預(yù)埋件處對應(yīng)走行面寬度的測量，用專用測量尺測量軌道梁走行面的寬度。用專用測量尺測量軌道梁上絕緣子安裝部位的凹陷深度。用專用測量尺測出上預(yù)埋管距走行面的距離，再測出上下預(yù)埋管間的距離。用鋼直尺測出車體接地板的預(yù)埋管距接觸網(wǎng)凹面角處的距離。測量兩相鄰絕緣子的預(yù)埋管間距，并與設(shè)計(jì)圖紙核對。檢查安裝電纜橋支架的預(yù)埋管是否已預(yù)埋，有否被混凝土遮蓋，管內(nèi)是否被混凝土堵住。檢查軌道梁上PVC管是否已按設(shè)計(jì)預(yù)埋（預(yù)埋管方向應(yīng)是靠近且背離絕緣子，朝反方向），且利用實(shí)際使用的直流電纜檢查預(yù)埋的PVC管是否通暢。

1.2.2支持絕緣子檢測及安裝

絕緣子安裝前，要對其進(jìn)行外觀檢查，如有無瓷體損傷、裂紋以及金具部分的損傷、瓷體與金具部分連接是否緊固及鍍鋅等問題，再利用專用檢測平臺對絕緣子的高度進(jìn)行檢測。絕緣子出庫前，應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行絕緣電阻測試和耐壓試驗(yàn)。絕緣子的絕緣測量比例為100%，電阻值不得小于500MΩ。絕緣子的耐壓試驗(yàn)比例為5%，試驗(yàn)電壓為8 kV，試驗(yàn)時間為1 min。

絕緣子安裝前，根據(jù)測量的軌道梁凹陷深度進(jìn)行選配絕緣子，同時，注明橡膠墊的型號及數(shù)量。安裝時，先根據(jù)絕緣子安裝作業(yè)表選擇絕緣子、固定壓板型號、橡膠墊數(shù)量及型號進(jìn)行安裝。

1.2.3匯流排安裝

根據(jù)軌道梁測量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯流排預(yù)配，按照預(yù)配表數(shù)據(jù)進(jìn)行匯流排的安裝。先安裝中錨位置的匯流排。中心錨結(jié)安裝完畢后，依次向兩端安裝標(biāo)準(zhǔn)長度匯流排，同時補(bǔ)齊絕緣子上固定壓板。

當(dāng)伸縮單元中存在分段絕緣器時，先從中錨處向分段絕緣器處安裝匯流排，然后安裝分段絕緣器。此時無需調(diào)整分段絕緣器。然后繼續(xù)匯流排的安裝直到膨脹關(guān)節(jié)處。中心錨結(jié)線夾應(yīng)在安裝該處匯流排時同時安裝牢固，且中錨線夾與絕緣子金具應(yīng)貼合緊密。

安裝匯流排固定壓板時使與絕緣子金具之間的齒與槽嚙合密切。匯流排與固定壓板間在水平方向應(yīng)留有2 mm的間隙，在垂直方向的間隙應(yīng)滿足拉出值及匯流排伸縮的要求。

1.2.4匯流排焊接

用氬弧焊對匯流排接頭進(jìn)行焊接，焊接后需進(jìn)行無損探傷，若有缺陷需進(jìn)行修補(bǔ)的，必須進(jìn)行修補(bǔ)后再進(jìn)行探傷，經(jīng)全部檢測合格后方可進(jìn)入下道工序。

1.2.5接觸線架設(shè)

接觸線架設(shè)時采用“雙線并列架設(shè)”工藝，正、負(fù)極的接觸線同時架設(shè)，見圖3。

1.2.6懸掛調(diào)整

用跨座式單軌接觸網(wǎng)專用懸掛調(diào)整尺進(jìn)行接觸網(wǎng)的導(dǎo)高、拉出值的測量和調(diào)整。

導(dǎo)線高度調(diào)整：根據(jù)測量結(jié)果確定需調(diào)整高度的定位點(diǎn)位置，適當(dāng)增加或減少絕緣墊的數(shù)量，一般情況下2 mm絕緣墊實(shí)際調(diào)整高度約為1.7 mm，3 mm絕緣墊實(shí)際調(diào)整高度約為2.3 mm。

圖3　接觸線架設(shè)示意圖

拉出值調(diào)整：對于拉出值超出允許偏差的通過更換絕緣子孔位和調(diào)整壓板位置的方法調(diào)整拉出值，使其符合要求，最后復(fù)核導(dǎo)線相對走行面坡度是否滿足小于7/1 000的要求。

2　質(zhì)量檢查

跨座式單軌接觸網(wǎng)的質(zhì)量檢查主要是對導(dǎo)高和拉出值的復(fù)核、匯流排的自由伸縮情況以及弓網(wǎng)配合情況的監(jiān)測。

導(dǎo)線高度測量：將匯流排壓板螺栓擰緊后，使用懸掛調(diào)整尺測量出每處定位點(diǎn)的導(dǎo)線高度，判斷其是否超出限界要求，另外還需計(jì)算相鄰定位點(diǎn)導(dǎo)線高度是否滿足導(dǎo)線坡度不大于1/1 000的要求，以及車輛段處不大于3/1 000的要求。

拉出值測量：使用專用檢測尺測量出每處定位點(diǎn)的實(shí)際拉出值，與施工作業(yè)表中標(biāo)注的該定位點(diǎn)設(shè)計(jì)拉出值相比較，判斷其是否在允許偏差范圍內(nèi)。拉出值允許偏差為±3 mm，但拉出值在任何時候不得超出±60 mm范圍。

測量膨脹關(guān)節(jié)兩定位點(diǎn)處接觸線高度及拉出值，并復(fù)核與膨脹關(guān)節(jié)相鄰的定位點(diǎn)接觸線高度。為了使受電弓在膨脹關(guān)節(jié)處能平滑過渡，通過使用調(diào)直器對關(guān)節(jié)匯流排進(jìn)行調(diào)整，保證關(guān)節(jié)定位點(diǎn)外非支接觸線高度低于工作支，即使兩支接觸線的等高點(diǎn)始終位于兩絕緣子之間。

復(fù)核膨脹關(guān)節(jié)能否自由伸縮，匯流排并聯(lián)卡子有無變形現(xiàn)象，非支匯流排末端是否與工作支有摩擦現(xiàn)象，接觸線等高區(qū)段夾板螺栓是否抵觸現(xiàn)象，膨脹關(guān)節(jié)末端高差調(diào)節(jié)滿足設(shè)計(jì)要求。

3　跨座式單軌接觸網(wǎng)施工常見的問題及質(zhì)量控制措施

（1）匯流排焊接接頭距定位點(diǎn)的距離不滿足伸縮要求。

匯流排焊接接頭與定位點(diǎn)之間的距離必須要滿足伸縮要求（即大于250 mm），因鋁匯流排受熱后的膨脹系數(shù)較大，其伸縮量也較大。在施工過程中，由于前期測量的累積誤差和后續(xù)軌道梁架設(shè)及調(diào)整過程中梁縫的偏差，可能會導(dǎo)致伸縮間距不能保證。

質(zhì)量控制措施：a.控制軌道梁測量誤差，防止累積誤差過大。b.安裝前進(jìn)行跨距復(fù)核。

（2）匯流排下壓板傾斜不垂直、上下壓板卡滯匯流排。

匯流排熱脹冷縮時會發(fā)生卡滯現(xiàn)象，主要原因是施工時未能按規(guī)定要求預(yù)留匯流排固定壓板與匯流排之間的間隙。

質(zhì)量控制措施：a.現(xiàn)場施工時，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整匯流排壓板和匯流排之間的間隙值，使匯流排能自由伸縮。b.設(shè)立班組兼職質(zhì)量督導(dǎo)人員進(jìn)行監(jiān)督。

（3）關(guān)節(jié)末端并聯(lián)卡子卡滯匯流排。

膨脹關(guān)節(jié)匯流排依靠關(guān)節(jié)末端并聯(lián)卡子進(jìn)行固定，因并聯(lián)卡子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較易變形，經(jīng)常發(fā)生并聯(lián)卡子卡滯匯流排的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致非工作支超高從而出現(xiàn)打弓現(xiàn)象。

質(zhì)量控制措施：a.并聯(lián)卡子在膨脹關(guān)節(jié)調(diào)整完畢后的最后一道工序安裝。b.建立對并聯(lián)卡子狀態(tài)的跟蹤臺帳。

（4）道岔處接觸網(wǎng)弓網(wǎng)關(guān)系不良好。

道岔處接觸網(wǎng)是跨座式單軌接觸網(wǎng)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，其調(diào)整需要經(jīng)過長期的不斷觀測和調(diào)整才能完成。

質(zhì)量控制措施：a.施工時反復(fù)精細(xì)調(diào)整。b.在列車運(yùn)行一段時間后進(jìn)行在線檢測并進(jìn)行進(jìn)一步的精調(diào)整。c.建立道岔接觸網(wǎng)的狀態(tài)臺帳進(jìn)行跟蹤與調(diào)整。

4　結(jié)論

跨座式單軌接觸網(wǎng)是我國繼架空柔性接觸網(wǎng)、地鐵剛性接觸網(wǎng)、第三軌接觸網(wǎng)后的又一種新的取流制式，其施工、檢驗(yàn)都尚處于探索階段，只有通過不斷的實(shí)踐去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而將跨座式單軌接觸網(wǎng)熟練掌握并應(yīng)用于后續(xù)類似工程中。

U239.3

B

1009-7716（2015）05-0161-03

2015-01-15

羅智剛（1984-），男，四川資中人，工程師，從事城市軌道交通電氣化施工管理工作。