接觸網錨柱順線路傾斜的原因及快速整治辦法

倪 國 軍

(大同煤礦集團有限責任公司塔山鐵路分公司，山西 大同 037001)

1 概述

支柱是接觸網錨段的重要組成部分，其承受著接觸懸掛、支撐裝置和定位裝置的全部重量，其中錨柱又是承受著更多的負荷(腕臂重力、補償裝置拉力、線索順線路拉力等)。塔山鐵路分公司接觸網設備自2005年建成以來，設備運行已經十多年，局部設備出現老化與疲態，錨柱漸漸出現順線路方向傾斜的不良狀態。

根據《鐵路接觸網運行維修規程》[鐵總運2017 9號]規定，支柱在順線路方向應保持鉛垂狀態，其傾斜率不超過0.5%，錨柱應向拉線方向傾斜，其傾斜率不超過1%。經測量塔鐵專用線有部分錨柱出現順線路方向的傾斜，由于專用線雖短，但曲線多，坡度變化多，路基填方區段多，錨柱在多線區段內，橋梁邊，兩側有農民用地進入車輛困難等等，很多地段施工非常困難(路基填方區段占比70%以上)。多處橫腹式鋼筋混凝土錨柱順線路的傾斜率超過了2.5%，急需進行維護措施。很多傾斜錨柱在重車線，錨段關節發生事故影響較大。

經過塔鐵公司技術小組通過不懈努力，采用“反向支撐架”的辦法，將順線路傾斜的接觸網錨柱進行了整治，此項課題的完成為公司的安全供電、提高支柱的穩定狀態起到了重要的作用，而且增添了一種處理施工困難地段的順線路傾斜支柱的方法，經后期驗證，此方法不僅適用于錨柱、也適用于中間柱和鋼柱。

2 錨柱傾斜的原因分析

1)接觸網錨柱安設在錨段終端的位置，承受著至少來自兩個方向的力(垂直線路和順線路方向)，其中順線路方向的傾斜在使用中容易產生。其傾斜的原因也有很多，包括環境方面的、設備方面的、維護方面和施工方面的，羅列幾種常見原因，見圖1。在實際使用中，其原因遠不止圖中所列。

2)維護中的重要環節——錨柱拉線。

在我國除了“雙腳式錨柱”外，其余錨柱均使用拉線進行荷載側的反向受力。拉線對于錨柱保持順直起至關重要作用，也是錨柱日常維護的重要項目。拉線通過固定角鋼與支柱相連，正常情況下應緊繃，不得出現斷股、松散和接頭等。拉線弛度與角度是拉力大小的關鍵，如果發現損傷拉線應盡早整治或進行更換。目前接觸網全補償簡單鏈形懸掛錨柱是比較常見的一種錨柱形式，如圖2所示。

下錨拉線長度計算公式:

L鋼絞線=L+2×500-43-30(或70)-70,其中,L=H/sinα。

式中：L鋼絞線——鋼絞線長度，mm；

L——拉線出土點至支柱安裝位置的距離，mm；

α——拉線與地面夾角；

2×500——兩個回頭長度，mm；

30(或70)——錨桿上(下)拉桿長度,mm；

70——錨桿外露長度，mm。

3)支柱的傾斜率的測量。

a.用接觸網激光測量儀DJJ-8儀器比較精準。

b.在特殊地段，比如：雜草地段，地質松軟不平或是雨雪后泥濘。需要制作“測量平臺”，平臺無特別要求，能放置平穩調整水平即可。

c.測量時在開機狀態下檢查選定的測量地點在不移動測量機頭的時候，上下移動取景器光標看能否取到測量的“頂點”和“低點”，全程不可移動測量機頭的底部。

3 應對措施

1)針對傾斜的現狀，供電段結合現場環境，采取鋼性支撐，支撐住錨柱端部，從而對傾斜的錨柱進行校正，方案分為兩部分:一方面是打支撐基礎，用水泥澆灌的方法，增強支撐力和穩定性；另一方面是待基礎穩固后，進行支撐連接，在地面通過擰支撐架，把順線路傾斜的支柱進行“回調”，形成“反拉正撐”的結構，使錨柱的受力結構得到穩定。在技術方案選擇的過程中，有幾種應對措施的優缺點比較，詳情見表1。

表1 多種對策分析表

2)技術改造。我們于2018年、2019年對不同地點5組傾斜錨柱進行技術改造，每次“天窗”停電時間的占用均不超過100 min，主要得益于采用“支撐”結構，這種辦法非常適用于施工困難地段，優勢在于材料選用方便和改造后效果的“立竿見影”。經過近兩年的檢查、測量，達到了預期效果，并且技術狀態穩定。

3)“鋼性支撐”。所用材料，主要部分均為自主加工成型，詳情見表2。底部結構及效果見圖3。頂部結構及效果見圖4。

表2 主要加工件尺寸

序號名稱規格數量備注1鍍鋅鋼管Φ3”9.96 m(雙耳中心間距9.96 m)主體支撐2底部鋼板架1 140 mm×1 000 mm厚10 mm1個與水泥一起澆筑,周邊接長螺絲,或用長形套管(1 m)與鋼板形成連接3外部鋼板架(底)210 mm×410 mm厚6 mm1個自主加工成型4可移動鋼板架(底)200 mm×200 mm厚10 mm1個活動結構,可緊可松5頂部支撐鋼板465 mm×600 mm2個前后包圍支柱頂部6頂(底)部雙耳螺絲件2套活動結構,可緊可松7錨柱頂部扣件450 mm×300 mm1個連接支柱端部及連接支撐管

4)“鋼性支撐”基礎選擇?；A位置的選擇決定了支撐架與水平面的夾角，也就決定了有效支撐力，在坑位的選擇上，可根據實際情況，向內側傾，這樣可以避免與接錨、承錨補償繩避開，同時也與拉線對應。在實際的應用中，還是需要結合實際情況，特別是錨柱的傾斜情況，優先保證支撐的有效性和支撐力的最大化，理論上選擇與支柱坑位在同一條線上，“支撐”在支柱中心線上是受力最佳的。“支撐”與地平面夾角最好是小于45°。在支撐安裝完畢后，地面進行緊固調試，用DJJ-8測量儀不間斷進行測量，直到順線路傾斜率降為1%以內，不影響其懸掛為止，由于有支撐的緣故，保留順線路的偏移量，防止彎損的支柱受力向“鋼性支撐”轉移過多，以便于支撐結構長期使用，保持穩定。調試完成后，需要更換錨柱拉線，或是截短拉線，以便適應錨柱現有的技術狀態。

4 結論

此次采用“鋼性支撐”的方法解決傾斜支柱的辦法是可行的，此辦法不僅適用于錨柱,也適合中間柱，同時也可以對“頂部”支撐修改尺寸后用于鋼柱。通過全過程質量控制和檢測結果顯示，改造后的錨柱傾斜率均可降至0.1%以內，大大改善了支柱及其附件的穩定狀態，提高了此錨段的安全狀態。經過近兩年的測量檢查，其傾斜率基本保持不變，風擺偏差甚至好于無支撐錨柱，證明了此方法是穩定可行的。文中所述的辦法特別適用于緊急處理和施工困難地段，同時也節省天窗時間，并且不受地理環境的限制。