皿匿圃 酬吼 动力与电气工程 电气化铁路接触网整体吊弦安装技术 陈永胜 （中铁电气化勘测设计研究院有限公司 天津 ３００２５０） 摘要：整体吊弦技术在国际上已经广泛应用于高速的接触悬挂，在国内起步较晚，它是高速铁路发展的必然手段，也是一项关键技术。 本人经过多年的施工实践，并形成了一套行之有效的施工方法。 关键词：电气化铁路 接触网 整体吊弦 中图分类号：Ｕ２ ２ 文献标识码：Ａ 行。 文章编号：１６７２－－３７９１（２０１２）０４（ａ）一Ｏ１１８一ｏ２ 我国的接触悬挂采用的是简单直链 型悬挂，高速接触悬挂对接触线的高度 要求十分严格，如：悬挂点接触线高度必 须严格等高，其相对误差小，一般控制在 ４０ｍ１Ｔｔ以内；跨中的预留弛度必须满足要 求，一般为跨距的５‰；导线的坡度必须满 足高速运行的要求，且坡度越小越好。这 些指标是高速接触悬挂安装调整的目标， 而任何现场调整吊弦长度的吊弦结构形 式都是不能实现高精度的安装要求的， 所以采用整体吊弦一次压接技术势在必 ２工艺流程（见图１） １技术特点 （１）使用接触网激光测距仪高精度测 量。 ３准备工作 ３．１材料准备 根据接触网线材型号及加工数量选用 （２）编制计算机程序，只进行简单的计 吊弦材料，首先将吊弦线盘使用三脚架起 算机操作，既能达到高精确的计算。 吊，卸下足够长度的线材；然后备足配套的 （３）吊弦超拉预制，精确刻记及编号，规 线夹数量。 范作业流程，提高效率。 ３．２常量测量及收集 （４）专用工具安装保证安装精度和安装 包括接触悬挂单位自重、吊弦按跨距 质量。 布置图表、接触网额定张力、设计导高、导 线预留驰度、接触网结构高度、尾线预留要 求，这些数据可从设计资料中得到；还需要 现场测量承力索线夹、接触线线夹及设备 线夹的扣料长度。收集到这些常量后将其 输入计算公式中。 ３．３机具设备（见表１） ３．４计算程序的推导 整体吊弦通常的计算公式是根据受力 推导出的，方法与软横跨的计算方法基本 图１工艺流程 Ａ Ｂ 图４ 接触线有弛度时吊弦长度计算 ＦＡ Ｌ Ｔ＾ ＇ Ａ ‘Ｘ‘ 一 ／／／ Ｂ ｒ ＴＡ １一 Ａ 、 Ｌ ｒ 图２简单悬挂受力 表１机具设备 序号 ｌ ２ ３ ４ 机具名称 电子计算机 接触网激光测距仪 轨道梯车 三角架 规格型号 ＰＣ ＴＴＲ一２ ５．７ｍ 单位 厶 口 台 △ 口 厶 口 数量 １ ｌ ２ ｌ 序号 ５ ６ ７ ８ 图３简单悬挂受力分析 机具名称 作业台 压接钳 拉立计 倒链 规格型号 机械 ｌ０Ｔ ３Ｔ 单位 △ 口 △ 口 △ 口 个 数量 ｌ ｌ １ ｌ ８ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 动力与电气工程 相同，但是由于存在着弛度和预留弛度，还 ＳＣ ＪＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ． 墨圆 ３．４．４计算悬挂点接触线的弛度ｈ 要引用曲线方程。以往的推导过程繁复难 根据式（４）：ｈ ＝ｇ ×Ｄ ／（２Ｔ．） （９） 以理解，为便于读者理解和编制计算机程 序，下面简述一下简化后的推导过程。 根据图３得：ｈ＝Ｈ—ｈ ｄ—ｈ ＋ｈ２－ｈ 将式（７）、（８）、（６）、（９）代人上式后整理 ３．４．１计算ｈ． 如图２所示：设Ａ、Ｂ点为承力索悬挂点， 得：Ｔ 、Ｔ Ｂ、Ｆ 、Ｆ Ｂ分别为悬挂点Ａ、Ｂ的水平分 ｈ＝Ｈ－ｇ×Ｄ（Ｌ—Ｄ）／（２Ｔ）－［ｇ／（２Ｔ）一 （Ｔ＋Ｔ．）／Ｔ×４Ｆ ／（Ｌ－２Ｄ） ］（ｘ—Ｄ）（Ｌ—Ｘ—Ｄ）－ 力和垂直分力；根据力矩平衡原理： ＴＡ＝ＴＢ＝Ｔ （１） ｇ×Ｄ ／（２Ｔ．） （１０） ｇ ＝ＦＲ＝ｇ Ｘ Ｌ／２ （２） ３．４．５悬挂点不等高情况 如图３：在承力索上任意取一点０，对 当两悬挂点不等高时，要用Ｈ．＋（Ｈ，一 Ａ０段进行力矩分析： Ｈ ）／Ｌ×Ｘ来代替（４．２）中的Ｈ，即．ｈ＝Ｈ．＋ ∑ＭＯ＝０ （Ｈ，一Ｈ．）／Ｌ×Ｘ－ｇ×Ｄ（Ｌ—Ｄ）／（２Ｔ）一【ｇ／（２Ｔ）一 （Ｔ＋Ｔ，）／Ｔ×４Ｆ。／（Ｌ－２Ｄ） 】（ｘ—Ｄ）（Ｌ—Ｘ—Ｄ）－ 则有： Ｆ Ａ ＸＸ—Ｔ Ｘｈｌ－ｇ ＸＸ ＸＸ／２＝０ （３） ｇｉＤ ／（２Ｔ．） （１１） 将（１）、（２）代入（３）得： 式（１１）同样适用于不等高的接触线的 ｈ。＝ｇＸ（Ｌ—Ｘ）／（２Ｔ） （４） 吊弦计算。 式中：ｇ为接触悬挂单位自重， ｇ ｇ￣＋ｇｊ＋ｇｄ ｌ ４施工方法 其中：ｇ 为承力索单位自重； ４．１计算机程序编制 ｇｉ为接触线单位自重； 根据式（１ １）编制计算机程序，程序编制可 ｇ 为吊弦单位自重； 使用软件ＥＸＣＥＬ，既简便又便于数据批处理。 Ｔ为承力索额定张力。 然后将各种常量输入程序包括接触线预留驰 ３．４．２计算ｈ２ 度、接触线高度、线材单重和导线的设计张力 如图４：根据抛物线曲线方程 等，需测量值使用空白单元格顶替。 Ｙ—ａ（Ｘ＋ｂ） ４一Ｃ （５） ４．２导高、跨距测量 从计算程序中可以看出得到大部分的 将Ａ、Ｂ、０点的坐标分别代入（５）得： ｈ，＝４Ｆ ×（Ｘ—Ｄ）×（Ｌ－Ｘ—Ｄ）／（Ｌ一２Ｄ） （６） 常数后，现在我们差的数据就只有承力索 ３．４．３计算有弛度时计算点承力索弛 定位点的高度和跨距了 这些数据通过现 度ｈ３ 场实测得到。其中重点是承力素定位点高 第一吊弦点承力索弛度：根据（４） 度的测量，它很大程度上影响计算结果的 ｈ．Ｄ＝ｇＤ（Ｌ—Ｄ）／（２Ｔ）（７） 精确，因此，我们使用了接触网激光测距仪 计算加减扣料长度和尾线长度后得出下料 长度，将吊弦编号、跨内数量、跨距、吊弦ｆｉｆＪ 距、下料长度和有效长度等数据以施工表的 形式输出，用于吊弦加工和吊弦的安装。 ４．４吊弦预制 吊弦预制在预制工厂完成，专人加工， 流水作业。吊弦线使用前待３ｋＮ力超拉不 少于３ｈ，超拉后直接带张力进行测量并使 用专用记号笔刻记，同时贴好标签。使用卡 钳截取吊弦并按跨分别捆绑。压制吊弦，戴 上承力索线夹和接触线线夹，戴线夹时尾 线保证统一绕向，既统一了工艺，又提高了 工作速度。加工好的吊弦按锚段分开堆放， 按区间分区堆码。 ４．５吊弦安装 布置吊弦从中心锚结开始，分两组人 ＿各自向下锚侧推进，按照计算数据进行测 量并在导线上标记安装点后再悬挂吊弦， 安装吊弦必需在接触导线超拉完成后进 行，保证一次安装到位。安装使用力矩扳 手，严格按照设计力矩施工。 ４．６复测及检查 安装好一整锚段吊弦后应进行复测， 检查各吊弦点导高。将复测结果与设计抛 物曲线进行比对，及时发现误差和缺陷。 ５结语 整体吊弦的安装是保证接触悬挂平整 的重要手段。随着电气化铁路的不断发展， 整体吊弦的采用使得电气化的施工工艺整 体的上了一个台阶，也使得电气化施工由 粗放型施工进步到技术型施工。特别是在 第一根吊弦间承力索弛度：由式（４） 进行测量，测量误差不超过４ｍｍ，确保其偏 电气化铁路不断高速发展中，施工作业时 差满足规范要求。跨距测量使用钢卷尺沿 有一套高效、规范、精确的施工方法才能保 ｈ ＝ｇ’（Ｘ—Ｄ）（Ｌ—Ｘ—Ｄ）／（２Ｔ） 证高速铁路对高速的要求，高效、规范、精 其中：ｇ ＝ｇ—ｇｆｏ 导线地面投影测量得到。 根据式（４）：Ｆｏ＝ｇｆｏ×（Ｌ一２Ｄ）。／（８Ｔ．） ４．３吊弦计算 确的施工，这也是未来铁路工程施工的发 推出：ｇｆｏ：８Ｔ，×Ｆｏ／（Ｌ一２Ｄ） 将测量数据整理后输入计算机中通过 展趋势。所以：ｈ ＝【ｇ一８Ｔ ×Ｆｏ／（Ｌ一２Ｄ） ｌ（ｘ—Ｄ） 程序计算得出吊弦的预制长度，并通过程序 （上接１１ ７页） 时可用。桥台空间不占用，对桥上既有设备干 扰少。缺点是：桥墩形状影响较大，桥支架要 根据桥墩及桥台形状加工，测量工作量比较 大，且加工精度要求比较高，施工难度稍大。 图３为桥墩或桥台上加支架后安装直腿钢柱 示意图。 钢柱，基础（尺寸）也比较大，此时投资就比 较大（改成：此时投资成本相对较高），施工 难度也较大。此方案优点是：不受桥梁跨距 控制，可适当加大跨距，在轻型墩或桥墩及 桥台上不宜立柱的情况下，也是简单的安 装方案。图４为普通基础加钢柱的安装形式 （该句移至前面），多用于桥墩状况比较差， 不宜在桥墩上立柱的情况下。如在河道中 施工，还要注意排水、防洪，施工难度较大。 不受桥梁跨距控制，可适当加大跨距。图５ 为砖孔桩独立基础加钢柱的安装形式。 ５工程使用情况 ４砖（钻）孔桩独立基础加钢柱 此方案是在桥下进行砖（钻）孔桩基础 施工，（桩基础露出地面相对较高，通常高 于桥梁的最高水位线，这样既能降低支柱 的高度同时也能满足桥梁的防洪要求。）在 桩基顶部预留好地脚螺栓，然后安装（接触 网）钢柱。（此基础为独立基础，对桥梁强度 无影响，）但投资较大，对桥梁强度无影响 新菏兖日铁路桥梁较多，也有部分轻型 墩，因项目实施中对轻型墩进行了加固处理， 所以本项目基本采用了前三种方案。桥钢柱 的生根方案的确定关键在对现场情况的准确 掌握，在项目的开始设计阶段，接触网平面与 结构设计人员，对沿线所有桥墩类型进行了 逐一测量，对每处需要接触网立柱的桥墩进 行了详细勘测，加上施工单位的细心施工，确 保了全线桥钢柱顺利安装。 ３普通基础加钢柱 此方案是在桥下浇注钢柱基础，然后 安装钢柱。此种情况比较特殊，一般用于铁 路桥跨越公路或其他设施时（移至后面），无 防洪要求（时）。桥不高时，安装比较方便（改 成：桥梁不高时，基础施工及钢柱安装较为 方便）；如桥（桥梁）比较高，需安装２０多米高 ６结语 在既有铁路电气化工程中，一定要认 真研究，通过技术经济比较，选择合适的桥 钢柱生根组立方案。无论哪种方式，在具体 施工前均要进行现场仔细勘测，保证桥钢 柱安装后，钢柱角钢边缘距电缆槽（或避车 台边缘）距离不小于１００ｒａｍ，还应保证锚栓 距桥墩边缘最小距离满足设计要求。 图４ 为普通基础加钢柱的安装形式 图５为砖孔桩独立基础加钢柱的安装形式 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ １ １ ９
