时速200KM电气化铁路接触网施工工法.docx
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时速200KM电气化铁路接触网施工工法
时速200km电气化铁路接触网施工工法
中铁电气化工程局
一、前言
当前,我国电气化铁路施工进入一个新的发展时期,常速电气化铁路正向高速电气化铁路发展。
高速电气化接触网施工,在我国电气化铁路建设史上无经验可以借鉴,本工法的开发,旨在为解决这个问题提供新途径。
1993~1998年本工法用于广深线200km/h高速段(K39+700~K10l+200,其中K39+700~K66+840为250km/h高速试验段)的施工,在工期紧、运输繁忙、夜间施工的情况下,采用了许多新技术、新工艺,确保了接触网施工的一次到位,使接触网施工技术从粗放型向科技型发展,确保了广深线高速电气化铁路接触网施工的质量。
应用结果表明,本工法施工更加安全,劳动强度大大改善,确保了高速电气化工程质量,提高了施工人员素质,加大了接触网施工的科技含量,具有较好的经济效益和社会效益。
二、工法特点
1.施工测量数据化、计算微机化、预配工厂化、施工标准化,提高了施工的准确性,减少了高空作业量,工艺流程更为科学合理。
2.钢柱安装、拉线安装、支柱装配、定位安装、吊弦安装、承力索、接触线下锚一次到位,节省了“天窗”时间。
3.检测车通过静态和动态的检测,对接触网的缺点能够准确地进行诊断。
4.标准化施工和强化质量管理,有利于提高机械化水平和施工人员的素质。
三、适用范围
本工法适用于200~250km/h电气化铁路接触网施工。
四、施工工艺
(一)工艺原理
1.采用全面质量管理的方法对下部工程进行质量控制,重点控制支柱整正和基础浇制的施工质量。
2.利用几何学、理论力学,结合微机电算技术开发腕臂和整体吊弦计算软件。
3.根据金属材料的特性,用工具吊弦架设接触线,施加恒定张力以消除导线的微小弯曲;在短时间内对承力索和接触线施加一定张力,以消除新线的大部分蠕变伸长。
4.运用系统工程原理和网络技术,可以在封闭点外进行的作业尽量不在封闭点内进行。
腕臂和整体吊弦进行工厂化预配,确保施工质量,又减少高空作业,提高施工的安全性并减轻劳动强度。
5.用检测车作静态和动态检测,对导高、拉出值、硬点、离线率可以进行缺点诊断;运用模拟法,对接触网关键部位进行包络线检测,提高了电力机车受电弓的安全性和可靠性。
(二)工艺流程(见图1)
(三)操作要领
1.施工测量
(1)选择车站正线道岔或大型桥梁为起测点,由起测点开始,根据接触网平面图和支柱跨距沿钢轨测量,在支柱坑位处做出标记。
(2)先测量硬横梁钢柱两基础的中心位置,然后测量垂直线路方向两基础沿的位置。
(3)先测量两杯型基础的位置,然后用水准仪测量两杯型基础位置的高差。
(4)确定转换支的投影位置,用花杆和线坠测量拉线基础的位置,并用十字桩确定。
2.开挖基坑
确认基坑的类型、限界、坑深,将基坑口处的地面清理干净,在基坑口的靠线路侧应加设防止道碴滑落坑底的挡板。
开挖时,坑浅的可直接弃土,坑深的用吊篮吊土。
基坑挖完后,应对基坑类型、中心线、坑深等进行检验,合格后,准备立杆。
3.浇制基础
(1)浇制硬横梁钢柱基础
将地面清理干净,平整后,安装模板。
清理基坑,根据基础型号选择框架类型,安装基础螺栓框架并固定模板上口。
按设计要求选择基础螺栓型号、数量,将基础螺栓由框架孔中穿入,并校核两钢柱内排螺栓的距离。
用钢板、木板、方木搭制混凝土搅拌作业台。
按配合比拌合混凝土。
坑底先铺1层石碴,再浇注1层砂浆,然后灌注混凝土,每2~3板振捣一遍,同时制作试块。
基础浇制完毕后进行抹面。
当混凝土强度达到2.5MPa时,可拆除模板。
(2)浇制杯型基础
当杯型基础浇筑到h-α(h为坑深,α为杯深)高时,安装杯模。
用2根5cm×6cm基础浇筑完毕后8~12h取出内模,其余同钢柱基础一起浇筑。
(3)浇筑拉线基础
基坑开挖完成后立模,下骨架。
检查拉线锚环的位置,拉线环是否在锚支的延长线上。
其余同硬横梁钢柱基础一起浇筑。
4.支柱安装整正
(1)GQ400圆杆安装、整正
清坑后,安装底板,并校核底盘中心位置。
将杆吊起后,对准坑位将杆轻轻放入底盘凹槽内。
将整正器抱箍和卡子分别安装到支柱和钢轨上,摇动手柄,调整支柱的倾斜和限界。
在支柱两侧柱口上各搭放一根钢钎,用固定螺栓将横卧板与支柱联起,不拧紧,然后将钢钎撤出,使横卧板和固定螺栓沿支柱下滑到坑底,用加长手柄的扳手伸入坑底,将固定螺栓的螺母拧紧。
(2)硬横梁钢柱安装、整正
清理基础面。
立杆车进入安装地点,对位,停稳。
钢柱吊起后,由立杆人员配合,将钢柱底部孔位对准基础螺栓,等基础螺栓各带上一个垫片、螺母紧固后,立杆车辆方可撤离。
整正,用经纬仪测钢柱倾斜,每组硬横梁只整正1根钢柱,待硬横梁架设完毕后,再整正另1根钢柱。
(3)GQ400支柱安装、整正
当杯型基础混凝土养护7~10d、强度达到设计强度的70%时即可用吊车将支柱立到杯芯内,并在基础杯口处用3个木楔将支柱临时固定。
用经纬仪观测支柱顺线路和垂直于线路方向的斜率。
支柱整正后,用C18级混凝土填充支柱与基础之间的间隙,同一组硬横梁先填充一根支柱,架设硬横梁后,再进行另一根支柱的整正。
5.吊装硬横梁
(1)吊装GQ400圆杆硬横梁
依据设计要求,根据梁上的编号,在平整场地放置4根高度相同的方木,将端梁和中梁用螺栓组装在一起,复核检查硬横梁型号、密贴情况和拱度,无误后吊到平板车上。
将临时托架安装到支柱上。
用安装列车的吊车将硬横梁整体吊起放置在临时托架上,待梁稳定后,吊车摘钩,安装列车退出现场。
施工人员登上支柱,按设计规定的型号、位置先将抱箍与弦杆用螺栓连接好,然后再将抱箍与支柱连接好。
1组硬横梁安装完毕后,卸下临时托架,用C18级混凝土将另l根支柱与基础的间隙填充密实。
(2)吊装钢柱硬横梁
依据设计要求,根据梁上的编号,在便于测量的位置设置水准仪测量各支架顶面高度,并用垫木调整至水平。
吊车将硬横梁中段各段分别吊起,放置在2支架上,落下时,梁的中线与支架中线重合,用螺栓将两节梁连接紧固。
用吊车将梁稍稍吊起,撤除下边的支架,用水准仪测量硬横梁的预留拱度。
安装临时托架。
35~42.5m硬横梁运输时在平板车上放特制的旋转底盘,吊装时增加一扁担梁。
吊车和装有硬横梁的车组分别进入待装硬横梁的中间两股道,吊车停在距硬横梁安装位置约7m处,硬横梁车组与吊车组并行,在硬横梁的两端各拴一条大绳,控制梁起吊后的旋转。
吊车先起吊扁担梁,待横梁高度高于钢柱时,转至2根钢柱正上方停下,徐徐下放横梁,套在钢柱上,落在临时横担上,在杆上人员指挥配合下,插入临时销钉,安装螺栓。
架好经纬仪测量钢柱顺线路和垂直线路方向是否直立,确认钢柱在两个方向均直立后,拧紧钢柱地脚螺栓螺母。
6.安装吊柱
测量吊柱所在股道吊柱距轨面的距离和吊柱内排螺栓的位置,根据测量数据对照设计要求编制吊柱预配表。
根据吊柱预配表,将固定杆吊柱连接紧固,预配腕臂上、下底座。
通过l组滑轮组,人工将吊柱吊起并临时紧固。
用水平尺调整吊柱的斜率,合格后进行对角循环紧固。
7.支柱预配安装
用经纬仪和水准仪测量支柱垂直线路方向的斜率、外轨超高、限界、埋深等。
将所测各参数输入微机进行计算,确定平腕臂孔位、斜腕臂长度、定位管、定位器安装尺寸,并打印出预配表。
根据预配表,利用腕臂预配平台进行工厂化集中预配。
用作业车进行支柱安装。
8.安装下锚拉线
根据设计要求,安装承、线锚底座并偏移一定的位置。
测量承、线锚底座距拉线环的距离。
用紧线器安装预制好的拉线。
9.架设承力索
架线前按程序表内容,做好材料、机械、人力等方面的准备工作,起落锚处的补偿、坠砣要备齐码放好。
架线车获准进入施工区段,运行至锚柱处将线索与锚柱补偿连接好。
起锚结束后,架线车以5km/h的速度用2.5kN恒定张力带线运行,至悬挂点处停车,将承力索放人悬吊滑轮内,然后运行至下一个悬挂点作业,一直运行到落锚处。
利用架线车紧线,当落锚坠砣高度达到模拟高度时,停止紧线。
落锚结束,卷起余线,拆除紧线器。
落锚完毕后,架线车以30km/h的速度返回锚柱,检查整个锚段的线条。
10.承力索超张拉
(1)按接触网施工工艺JY-8-02安装承力索中心锚结。
(2)在起锚、落锚处安装超张拉用的铁坠砣支架。
其安装高度应考虑超拉时线材的总伸长,以保证超拉过程不中断。
(3)按规定的拉力和时间进行超张拉,待补偿装置达到额定张力后再加载。
分若干次加装铁坠砣,两次加载间隔时间为3min。
两端锚柱的加载应同时进行。
加载完毕开始计算超张拉时间。
超张拉结束后,卸除附加坠砣到额定张力,测量坠砣距地面高度并记录。
11.架设接触线
按架线程序表内容,做好材料、机械、人力等准备工作,起落锚处的补偿、坠砣要备齐码放好。
架线车获准进人施工区段,运行至锚柱处将线索与锚柱补偿连接好。
起锚结束后,架线车以5km/h的速度用2.5kN恒定张力带线运行,通过工具吊弦运行至下锚处(中间不准停车)。
当架线车运行至锚柱跟前时,利用架线车紧线,当坠砣达到模拟高度时,落锚。
落锚结束,卷起余线,拆除紧线器。
12.接触线超张拉
(1)在起锚、落锚处安装超张拉用的铁坠砣支架,其安装高度应考虑超拉线材的总伸长,以保证超拉过程不中断。
(2)按规定的张力和时间进行超张拉,待补偿达到额定张力后再加载,分若干次加装铁坠砣,两次加载时问间隔为2~3min。
两端锚柱的加载应同时进行。
加载完毕开始计算超张拉时间。
超张拉结束后,卸除坠砣到额定张力,测量坠砣距地面高度并记录。
13.安装接触线中锚
按接触网施工工艺JY-8-02安装接触线中心锚结。
14.安装吊弦和定位装置
(1)吊弦预配与安装将每悬挂点测量的承力索距轨面高度、支柱跨距、结构高度等输入微机计算,打印预配长度,通过预制平台进行工厂化预制。
测量现场吊弦间距,用梯车安装吊弦。
(2)安装定位装置根据计算机计算结果,进行定位装置工厂化预配,再用作业车安装。
15.分相关节安装调整
(1)检查各悬挂点承力索高度及水平位置是否符合标准,腕臂偏移量是否符合安装曲线的要求,进行吊弦和定位装置的工厂化预配,并测量各吊弦的位置。
(2)根据吊弦位置安装吊弦和定位器。
(3)中性段卡绝缘子串时应先做硬锚一端,后做补偿一端。
(4)利用模拟法调整第一临时吊弦处的下锚支,并检查两工支的水平间距和高差。
(5)根据要求安装电连接。
(6)按设计要求测量定位后,设好行车防护,安装自动过分相装置地面电磁铁。
16.无交叉线岔安装调整
(1)检查腕臂偏移量、腕臂和承力索的相对位置,承力索是否到位,进行整体吊弦和定位装置的工厂化预配。
(2)用作业车安装定位装置。
(3)测量拉出值和接触线的高度并按设计要求作调整。
(4)利用作业车上的受电弓进行模拟冷滑,检验是否存在脱弓、钻弓和硬点现象。
17.检测车检测
通过检测车的静态和动态的检测,量测拉出值、导高、硬点和离线率,并打印。
18.包络线检测
调整完毕,对关键部位如道岔柱、转换柱、中心柱、分相关节、11900定位器进行包络线检测。
根据测量的拉出值、导高,用作业车通过包络线模拟器进行检测。
19.克服缺点
根据包络线检测和检测车检测结果,逐个将缺点克服掉。
20.送电开通
编制开通方案,做好开通前的检查和绝缘测试以及事故抢修的各项准备工作。
五、机具设备(见表1)
六、劳动组织(见表2)
七、质量控制
1.执行《铁路电力牵引工程质量评定验收标准》(TBJ421—87)、《铁路电力牵引供电施工规范》(TBJ208—86)和高速电气化铁路施工技术标准。
2.支柱限界、斜率、曲线超高、竖曲线位置和承力索高度等参数测量要准确。
3.工程所用的零件、线材等须进行外观质量检查。
4.对腕臂、吊弦的预配安装,工具吊弦的使用,承力索和接触线的张力架设,承力索和接触线的超张拉等施工环节所达到的质量标准要进行检查。
5.张力放线时应匀速行驶,防止突然停车和启动造成导线小弯。
6.严格控制各种预配件的制作标准,使各环节质量始终处于受控状态。
7.对分相关节和无交叉线岔等关键部应进行严格的质量控制。
八、安全措施
1.执行《铁路电力牵引供电施工技术安全规则》(TBJ408—87)。
2.检查线盘张力情况,满足不了要求的,应及时处理。
3.在超拉过程中,应加强巡视,对受力的关键部件(如承力索接头及锚柱),应没专人防护。
4.超拉结束后,应检查整个锚段,确认无异常情况后方可辙离。
九、工程实例
本工法在1993~1998年广深线高速电气化铁路K39+700~K101+200施工中应用,为该段按期开通起到了重要的作用。
广深线接触网施工中由于采用了测量数据化、计算微机化、预配工厂化、施工标准化,确保了支柱安装、定位安装、吊弦安装、承导下锚一次到位,减少了高空作业量和反复调整工作量。
1998年本工法在广深线施工中全面推广。
同年4月21日经设计、外商、建设单位的联合检查,石滩-茶山3、4锚段支柱装配、吊弦安装一次到位率为100%,定位安装拉出值一次到位率达96%,承力索和接触线下锚均一次到位。