200kmh接触网恒张力零预留架设施工工法.docx
《200kmh接触网恒张力零预留架设施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《200kmh接触网恒张力零预留架设施工工法.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
200kmh接触网恒张力零预留架设施工工法
200km/h接触网恒张力零预留架设施工工法
中铁十一局集团电务工程有限公司
谢文艺徐金平叶志荣杨清太夏谦云
1、前言
陇海铁路郑州至徐州段是我国首次进行200km/h电气化改造的既有繁忙干线，铁道部明确要求200km/h电气化铁路接触网必须采用国外的恒张力架线车（图1-1）进行恒张力架设施工，而当时国内有关恒张力架设施工技术还是空白。
按照铁道部的要求，我们专门成立课题攻关小组对接触网恒张力架设施工进行研究。
施工过程中针对控制张力的预设和线材初伸长的处理等核心技术进行攻关研究，并对恒张力架设线材预留长度过长的问题研究出了接触线延长接续架设施工技术，成功实现了恒张力零预留架设，既大大降低了施工成本，也填补了国内该施工技术领域的空白。
接触网恒张力架设施工技术同其它创新技术一并汇编成《既有线改造200km/h电气化接触网施工技术》于2006年12月由湖北省科技厅组织鉴定居国内领先水平，并获中国铁道建筑工程总公司一等奖，该技术通过总结完善形成本工法。
图1-1意大利进口的泰斯美克恒张力放线车
2、工法特点
2.1本工法科技含量高，智能化程度高，施工组织和操作均按程序化作业。
2.2针对性强，针对恒张力架设线材预留长度过长的问题研究制定出了接触线延长接续架设施工技术方案，大大降低了施工成本。
2.3本工法有效地解决了小张力架设施工易产生硬弯、扭面以及线材初伸长等方面的问题，保证了接触网架设施工质量。
3、适用范围
本工法适用于新建和既有高速电气化铁路接触网改造架设施工。
4、工艺原理
4.1预设张力选定原理
预设张力选择的合理与否直接影响到放线质量。
张力预设过大（大于额定张力）的话，一则直接构成线索的破坏张力，稍有不慎则对线索直接造成损伤；二则由于张力过大，其通过线索对下锚处坠砣产生的拉力直接将坠砣拉起或来回窜动。
根据张力与接触线弛度的关系公式fmax=1.225*10-3gl2/T（fmax—最大弛度，g—导线密度，l—跨距，T—接触线水平方向的张力）可知，如张力预设越小的话，则接触网的架设弛度越大，接触线在悬挂点的弯曲度也越大，由于放线过程中张力是波动的，导致接触线在悬挂点处沿放线方向来回移动，从而形成不易矫正的波浪型硬弯和折弯，这违背了恒张力的设计初衷。
为此，为选择合理的预设张力并保持其恒定，我们在学习研究德国、法国及日本等高速铁路发达国家有关恒张力放线资料的基础上，根据我们实际施工过程中摸索总结出的经验，对铜绞线和镁铜（银铜）合金等材料，放线的预设张力一般为：
铜绞线为设计额定张力的40-60%，镁铜（银铜）合金为设计额定张力的60-80%。
在郑徐线施工中，承力索架设采用8kN，导线采用10kN，张力选择合理，放线质量良好。
4.2新线初伸长处理原理
关于新线初伸长的研究，各国都进行了大量的研究，而且对新线初伸长的处理方法，各国都不尽相同。
美国采取在安装前以破断张力的50%-70%进行预拉、人为地造成永久性伸长，从而避免线索在安装后产生伸长。
这种在我国既有电气化改造施工中无法实施。
德国、法国及日本采取的超拉方法主要如下表：
法国
德国
日本
承力索
1.2倍额定张力
额定张力自然伸长
1.6倍额定张力
72h
4-8周
10min
接触线
1.5倍额定张力
额定张力自然伸长
2.0倍额定张力
72h
4-8周
30min
结合我国既有线行车密度大、封锁时间短的特点，我们基本参照德国的方法采取额定张力自然伸长的方法进行处理。
4.3接触网延长接续架设施工原理
从上面工艺原理分析得知：
线盘上的张力仅为控制张力的5%。
为此，我们研究出了接触线延长接续架设方案即：
准备一盘约为200米的承力索线盘专门用作延长线，固定在放线平板上最远处的一个线盘支架上，待线盘上接触线即将展放完毕时，将接触线临时固定后断线，并利用滑靴连接器将线索和延长线相连，连接牢靠后继续展放直至紧线下锚。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
流程图如图5.1-1：
图5.1-1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1施工准备
⑴.根据平面图编制架线作业计划见表5.2.1-1
架线作业计划表表5.2.1-1
架线顺序
锚段号
锚段长度（m）
线材规格线盘编号
起锚杆号
占用轨道和经过道岔号
穿
线
情
况
跨越（接近）电线路电压等级位置、高度（距离）和防护措施
临时紧线位置
穿线情况
占用股道和经过道岔号
下锚杆号
备注
⑵.按路局规定，提前将架线要点要求及架线作业计划表提交路局运输科、调度所。
⑶.在曲线区段的每组腕臂上安装一处防偏移支撑，直线段每4根支柱的腕臂安装一处防偏移支撑。
转换柱非工作支压管采用双腕臂支撑加固，将腕臂固定在垂直线路位置。
⑷.用手拉葫芦将坠砣串提起至下锚高度，将坠砣串用链条葫芦和4.0铁线绑在支柱上，防止放线时坠砣上下串动；
⑸.按下式确定坠砣高度b值。
bx=bmin+nα
（tmax-t）（5.2.1-1）
5.2.2车组就位、起锚
⑴.封锁点开始后，架线车到达起锚柱，架线车平台上人员将大绳放下，起锚人员将补偿装置用大绳拴好，平台上人员将补偿装置拉上来与线索回头连接。
在连接过程中应防止补偿绳跳槽和绞合。
连接完毕后施工负责人通知张力控制的操作人员收线，直至坠砣刚好受力后停止操作，设定放线张力并进入自动放线模式，开始放线。
（图5.2.2-1）
⑵.起锚需要穿线时，架线车停在需穿线位置然后穿线。
穿线后起锚人员将承力索拉至锚柱与补偿装置连接。
图5.2.2-1接触网起锚、架线示意图
5.2.3恒张力放线
放线过程中，车组应控制按5km/h的速度匀速前进，尽量不要停车和忽快忽慢。
架设承力索时，利用放线滑轮将承力索悬挂固定在腕臂上，为方面施工，我们课题组开发加工了专门用于恒张力架设承力索的放线滑轮，大大提高施工效率。
架设接触线时，直接利用“S”钩+放线滑轮将接触线悬挂固定在承力索上，在起、落锚两端的转换柱处由于线索的拐角较大，为避免接触线产生硬弯，我们在两转换柱加挂滑轮悬挂固定，悬挂接触线时，每跨均匀悬挂3个“S”钩+放线滑轮。
放线过程中张力控制操作人员应时刻监视张力情况并做好记录，遇有异常情况应立即通知司机停车进行处理。
（图5.2.3-1）
图5.2.3-1恒张力放线过程中
5.2.4线索延长接续
当线盘的线索接近放完时，线盘监视人员应提前通知施工负责人和司机，司机应注意控制车速直至停车。
停车后，施工负责人通知张力控制人员关闭自动放线程序，锁闭张力控制开关。
并命令线索接续人员将线索临时固定在线盘支架上并断线。
断线后，作业人员应迅速将准备好的延长线利用滑靴连接器和导线相连。
连接牢固后松开临时固定并重新启动自动放线程序，继续放线。
线索延长接续示意图见5.2.4-1：
图5.2.4-1线索延长接续示意图
5.2.5紧线下锚
放线车组至终端锚柱时停车，利用恒张力车上的紧线柱进行紧线。
紧线开始时，施工负责人应通知各作业人员注意观察，尤其是起锚人员应注意观察坠砣的情况。
一旦坠砣受力后应通知负责人停止紧线。
紧线完毕，作业人员应迅速利用导链葫芦或滑轮组将线索和落锚柱的补偿装置连接，并逐渐将负载由紧线柱转向导链葫芦上。
导链葫芦完全受力后紧线柱卸载，断线并做终端回头（图5.2.5-1）。
图5.2.5-1紧线下锚示意图
5.2.6中锚安装固定
终端制作完毕应将起、落锚处的导链葫芦卸载，让坠砣完全受力。
并拆除所有导链葫芦。
线索完全受力后，车组退回至中锚处，进行中锚安装，防止接触网来回窜动。
5.2.7结束
将各车上的所有设备复位到建筑限界以内，现场负责人要求防护员检查全锚段的接触网状况，检查无问题后，架线结束。
6、机具设备
6.1主要材料、设备（表6.1-1）
表6.1-1
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
接触线
按施工图定
Km
若干
与锚段长度相配套
2
承力索
按导线型号定
m
200
延长线
3
接触线终端锚固线夹
按施工图定
套
若干
每锚段2套
4
悬式绝缘子
按施工图定
套
若干
每锚段8套杵环式，2套耳环式
5
杵环杆
按施工图定
件
若干
按设计数量
6
坠砣
按施工图定
块
若干
按设计数量
7
坠砣杆
按施工图定
件
若干
承导每锚段各2件
8
滑轮补偿装置
按施工图定
套
若干
承导每锚段各2套
9
坠砣限制架
按施工图定
套
若干
每锚段2套
6.2工机具表（表6.2-1）
表6.2-1
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
恒张力放线车
组
1
2
放线滑轮
闭口
个
80
采用尼龙滑轮，数量根据锚段增减
3
断线钳
把
1
落锚用
4
倒链葫芦
3T
个
1
落锚用
5
钢丝套子
个
3
起、落锚吊坠砣用
6
紧线器
个
1
夹承导用
7
紧线器
套
1
夹补偿绳用
8
棕绳
Ф12×10m
条
2
传递线条用
9
棕绳
Ф20×15m
条
2
起、落锚各1条
10
滑靴连接器
条
2
线索延长接续用
11
报话机
台
4
12
安全帽
顶
若干
每人一顶
13
安全带
条
2
14
脚扣
套
2
起落锚各1套，型号根据杆型定
15
防护旗
红/黄
面
各2
防护及行车指挥用
16
温度计
摄氏
个
2
起落锚各1
17
镀锌铁线
Ф4.0
kg
若干
吊导线及起落锚用
18
工具袋
个
2
19
电工工具
套
若干
每人一套
20
喇叭
或口笛
个
2
21
钢卷尺
5m
把
3
起落锚各1，作业车上1
22
长钩子
3m
个
1
钩正腕臂用
23
棉纱
Kg
若干
打回头
24
搬手
375mm
把
2
落锚用
25
导线揋完弯器
套
1
作业车起落锚用
26
钢锯
把
1
断接触线终端锚固线夹
7、劳动组织（表7-1）
表7-1
序号
项目
单位
数量
备注
1
指挥
人
1
负责架线过程的全面指挥
2
技术指导
人
1
由队技术人员担任
3
挂线接头
人
4
作业车上3人，遥控抬拨线1人
4
起锚
人
3
并负责看护200m的线索
5
防护
人
3～4
道口、桥等要害部位的看线防护
6
下锚
人
4
检查补偿、线索延长接续
7
司机
人
3
其中助手1人
8、质量控制
8.1质量标准
8.1.1《铁路电力牵引供电施工规范》
8.1.2《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》
8.1.3《铁路电力牵引供电施工技术安全规则》
8.1.4《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》
8.1.5《新建客货共线铁路工程施工补充规定》
8.1.6《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》
8.2质量控制
8.2.1编制架线作业计划表应把各工序需要时间编入计划，以利掌握施工总时间。
8.2.2架线时，张力控制在额定张力±5%。
架线车架线时运行速度为5公里/小时。
8.2.3挂线的放线滑轮应和承力索配套。
8.2.4补偿滑轮转动灵活，坠砣完整无损，排列整齐，缺口方向错开180°并保证坠砣不被支柱或其它物件卡滞。
8.2.5坠砣串重量与标准相差不超过1%。
9、安全措施
9.1安全规程
9.1.1铁道部《技术管理规程》；
9.1.2铁道部《轨道车管理规则》；
9.1.3《铁路电力牵引供电施工安全技术规程》（TB10401—2003）。
9.2安全措施
9.2.1作业前检查作业平台升降、转动正常，各部照明设备齐全，作业台与司机的通讯联络通畅，线盘制动器可靠，紧线装置正常。
9.2.2全体参加架线人员必须戴安全帽，持证上岗。
9.2.3架线车运行时，作业平台无特殊情况不得任意升降。
在隧道内及低净空跨线桥地段，适当降低作业车平台高度。
9.2.4架线车运行过程中，作业平台上的操作人员不得探出栏杆外面，不得爬上、爬下，曲线段作业台上的人员应尽量站在曲线外测。
9.2.5张力机加载时速度一定要慢，禁止突然加载。
9.2.6张力机卸载到等效张力后才能拆除起锚侧固定坠砣的链条葫芦和曲臂式紧线器。
9.2.7加载过程中，看线防护人员应密切监视线索及支柱动态，如发现线索在滑轮中卡滞或从滑轮中脱落等情况，立即通报指挥人员，并采取措施防止事故发生。
9.2.8紧线时，架线车要保持原位不动，长大坡道处紧线时，架线车应用铁鞋制动。
9.2.9架线车紧线装置开始松线时，线盘应减少制动力，以不使线盘上的承力索受到张力。
10环境保护措施
10.1环境保护规程
《铁路环境保护指标考核及考核监测技术规范》。
10.2环境保护措施
10.2.1所有施工用机械、动力设备应经地方环保部门的检测，噪音、废气排放等指标达标后才能使用。
10.2.2所有瓷瓶包装物等应回收后集中处置，不得沿路抛洒。
11、社会经济效益分析
11.1社会效益
通过高速接触网恒张力零预留架设施工技术的研究攻关，培养锻炼了技术管理队伍，通过考察调研、收集资料、对比试验、分析总结，培养了技术人员用科学方法、试验手段解决工程难题的能力，并且总结出一套完整的高速电气化铁路接触网恒张力架设施工技术，并于2006年12月通过了湖北科技厅组织的科技成果鉴定，鉴定为国内领先水平，填补了国内该施工技术领域的空白。
陇海线郑徐段的建成通车，为豫、皖、苏地区注入了巨大活力。
它的成功建设，谱写了既有繁忙复线电气化建设史的新篇章，开创了既有线时速200公里电气化改造施工的新篇章。
工程质量得到了业主、监理、设计和质量监督部门高度评价。
工程施工中和竣工运营后，得到了铁路、地方有关领导、新闻媒体和广大市民的广泛关注和报道。
取得了显著的社会效益
11.2经济效益。
本工法的推广运用有效地解决了小张力架设施工易产生硬弯、扭面以及线材初伸长等方面的问题，大大减少了接触悬挂的调整量，提高施工一次到位率，从而既保证了工程质量和施工安全，同时又节约了大量的人力、物力。
采用的接触线延长接续架设施工技术，解决了恒张力架设线材预留长度过长的问题，大大降低了施工成本，单就线材而言，每个锚段节约了80*2=160米的线材，直接降低施工成本为2000元/锚段。
为工程和单位创造了较好的经济效益。
12工程实例
陇海铁路郑州至徐州段是我国首次进行200km/h电气化改造的既有繁忙干线，我单位施工管段为陇海铁路郑徐段（济南局管段）砀山（K308+217）至局界（K354+000），地处苏、豫、皖三省交界处，正线全长45.78公里，设计目标时速200公里，接触网130.965条公里。
由于是首次采用恒张力进行接触网架设施工，大量的新技术、新工艺需要我们去研究攻克，我们本着“技术先行、样板引路”的原则，我们先筹建了10Km的试验段，针对恒张力架设施工中的预设张力的选定、线索初伸长以及预留长度过长等核心技术问题进行研究，现场施工中进行多次试验、测试数据，对比分析，通过一个月的研究攻关，终于攻克了上述几个核心技术问题，总结出了一套完整的高速接触网恒张力架设施工技术。
工程自2003年11月开工，2006年7月竣工，开通运营后未发生任何弓网事故和其他工程质量事故，设备运行稳定、质量优良，受到建设单位和运营单位的一致好评，为单位创造了良好的社会经济效益。
升级会员 