蒼南站改造工程接觸網附加導線通過上跨天橋方式研究

武磊

(中鐵上海設計院集團有限公司，上海 200070)

我國1961 年開通第一條電氣化鐵路，經過60 年的建設，我國電氣化鐵路總里程超過10 萬公里。隨著國民經濟的快速發展，一些既有電氣化車站已滿足不了人員頻繁流動的需求，既有站場擴能改造類的工程項目也越來越多。本文以蒼南站改擴建工程為例，針對既有站場擴能改建項目中，對影響上跨天橋頂推施工的AF 線及PW 線遷改過渡，同時對其他類似的項目有很好的參考價值。

1 項目概況

蒼南站位于浙江省溫州市蒼南縣，是杭深鐵路的一個中間站，同時也是中國鐵路上海局與南昌局的局界口。蒼南站于2009 年開通運營，擴建之前的蒼南站設3 臺5 線及進出站地道一座，通勤車、始發列車較多，加上地域經濟發展迅速，人員流動頻繁，蒼南站運輸能力趨于飽和。蒼南站改擴建工程擬為蒼南站新增一條到發線及一座進站天橋，天橋采用頂推工藝施工。

蒼南站既有接觸網采用AT（自耦變壓器）供電方式，站場內I、II、3、4 股道采用接觸網硬橫梁與既有雨棚合架形式，AF 線（正饋線）及PW 線（保護線）采用門型架從硬橫梁上通過。如圖1 所示。

圖1 蒼南站接觸網附加導線懸掛方式

根據天橋設計，天橋位置位于兩組硬橫梁之間，天橋底部距離軌面的高度為9390mm，由測量資料，AF 線、PW 線距軌面的最低高度均大于天橋底面的高度，要想天橋順利的完成頂推施工，需對既有的附加導線進行過渡施工設計，以降低天橋頂推施工期間附加導線的高度，確保AF 線、PW 線不會影響到天橋的頂推施工。天橋頂推的位置位于硬橫梁吊住Y23#上方的附加導線門型架與Y26#上方的附加導線門型架之間以及 硬橫梁吊住Y24#上方的附加導線門型架與Y27#上方的附加導線門型架之間；我們需要知道AF 線、PW 線在懸掛點處的高度及在懸掛點中間（跨中）的高度；附加導線實測數據見表1（單位：mm）。

表1 天橋位置AF 線、PW 線高度實測數據

2 過渡方案的選擇

2.1 改電纜落地方案

此方案過渡期間在頂推天橋的下方I-3 道間、II-4 道間分別組立2 根H 型鋼柱，AF 線在H 型鋼柱終端下錨并改電纜連通，PW 線降低高度從天橋下方通過，PW 線與天橋底部保持150mm以上的距離[1]，天橋頂推完成后將支柱全部拆除，再將正饋線及保護線移至天橋兩側下錨并連通。根據《高速鐵路設計規范》（TB 10621-2014）10.1.7 條的注3：接觸網支柱內側邊緣至線路中心的距離，困難條件下：位于正線一側不應小于2500，位于站線一側不應小于2150mm。[2]蒼南站I-3 道間、II-4 道線間距均為5000mm，H 型鋼柱采用線間立柱，滿足規范的困難值要求。但此方法需要在正線兩側進行支柱及拉線基坑開挖，破壞正線路基，破壞站場的樁板結構，鐵路營業線改造安全風險很大。從安全及施工難度考慮，不推薦此方法。

2.2 降低線索高度方案

此方案在過渡施工期間將天橋正下方AF 線及PW 線斷開，把既有Y23#-Y24#、Y26#-Y27#硬橫梁上方的正饋線降至硬橫梁下距底面500mm[3]，采用垂直線路V 拉的安裝方式，保護線降至橫梁下距底面150mm[1]，然后在天橋下用雙環桿對錨形式加輔助線連接導通，保證天橋頂推時天橋底面距正饋線及保護線的安全距離，AF 線、PW 線的安裝方式如圖2 所示。此方案需要考慮線索的弛度及風偏，計算是否能對接觸線及承力索保持安全距離。

圖2 AF 線、PW 線的安裝方式

根據線索弛度計算公式[4]：

其中，f 表示線索的弛度(m)，g 表示線索自重(kN/m)，l 表示跨距(m)，T 表示線索張力(kN)。

根據線索風偏計算公式[4]:

蒼南站AF 線采用的材質是LBGLJ-240（截面積為240mm2的鋁包鋼芯鋁絞線）, 線索張力15kN；PW 線采用的材質是LBGLJ-120（截面積為120mm2的鋁包鋼芯鋁絞線），線索張力8kN；帶入相關數據，AF 線、PW 線的弛度及風偏計算結果見表2。

表2 AF 線、PW 線的弛度及風偏

根據《鐵路電力牽引供電設計規范》（TB 10009-2016）得知，AF 線在最大弛度時距離地面的距離不能小于6000mm，PW 線在最大弛度時距離地面的距離不能小于5000mm，AF 線在最大風偏時距離相鄰承力索距離不能小于550mm，上下行AF 線之間的距離不能小于2000mm。[3]根據要求，AF 線、PW 線的相對位置關系設計如圖3 所示。

圖3 AF 線、PW 線的相對位置關系

AF 線、PW 線降低高度施工利用一個天窗點完成，施工完成之后效果圖見圖4。

圖4 AF 線、PW 線施工完成之后效果圖

3 附加導線錨固在天橋側面特殊設計

接觸網AF 線、PW 線經過過渡遷改之后，高度降低到天橋底面高度之下并與天橋底面保持有一定的安全距離，天橋可以順利地完成頂推施工。天橋頂推施工完成之后，需要在天橋側面及底面適當位置預留附加導線懸掛接口，將AF 線、PW 線最終改為與天橋合架，這就要對接口進行特殊設計。

3.1 天橋側面預留附加導線下錨結構設計

AF 線、PW 線在天橋側面下錨，預留下錨拉環，AF 線通過復合絕緣子錨固在下錨拉環上，PW 線通過一片懸式絕緣子錨固在下錨拉環上。AF 線、PW 線預留的下錨結構件設計圖見圖5。

圖5 AF 線、PW 線天橋側面預留下錨拉環設計

AF 線最大工作張力15kN、PW 線最大工作張力8kN，經過結構檢算，預留的結構滿足受力要求。

3.2 天橋底部預留附加導線懸掛結構設計

AF 線、PW 線在天橋側面下錨之后，天橋兩側的AF 線、PW線分別需要連通，如果直接用電連接線進行連通，電連接線與天橋底部的電氣安全距離不能保證，在運營中存在安全隱患。這就要在天橋底部預留AF 線、PW 線懸掛點，使附加導線與天橋底部始終保持有安全距離。對于AF 線，與天橋底部至少要保證500mm 的安全距離[3]，通過在天橋底預留支持絕緣子安裝接口，安裝支持絕緣子可很好的解決距離的問題。預留的結構設計見圖6。對于PW 線，與天橋底部至少要保證150mm 的安全距離[1]，按照圖5 的設計預留下錨拉環，連接一片懸式絕緣子，很好地解決PW 線的安全距離問題。

圖6 天橋底部預留支柱絕緣子設計

3.3 天橋預留接口的平面位置

蒼南站I-3 道間、II-4 道間線間距均為5 米，考慮線索的風偏及安全距離，各預留點在天橋的位置如圖7 所示。圖中，天橋側面共需預留8 處下錨拉環，圖中用圓弧表示，分別用1、2、3、4、5、6、7、8 號標識；天橋底部需預留4 處與支持絕緣子連接的底座，分別位于1、2、7、8 號下錨拉環正下方天橋底部，圖中用圓圈表示；天橋底部需預留4 處與側面相同的拉環，方向垂直向下，分別位于3、4、5、6 號下錨拉環正下方天橋底部，圖中用正方形表示。

圖7 天橋預留接口平面位置圖

確定各預留接口的平面位置以后，附加導線最后改為錨固于天橋上；這樣既保證了附加導線在以后運營中的安全穩定，同時提升了整個站場接觸網的美觀性，施工完成后的效果見圖8。

圖8 附加導線最終圖

結束語

綜上所述，在附加導線遷改過渡時，要考慮弛度及風偏，檢算在最大弛度和風偏時接觸網各種導線相互間距離是否滿足規范要求，這樣才能確保鐵路接觸網附加導線在運營過程中的安全性。在天橋預留附加導線懸掛的結構件時，還要綜合考慮線索的張力及自重，確保預留的結構件滿足受力要求，這樣才能保證站場接觸網的安全運營。