优秀工法示范350公里客运专线接触网弹性链型悬挂安装施工工法.docx
《优秀工法示范350公里客运专线接触网弹性链型悬挂安装施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优秀工法示范350公里客运专线接触网弹性链型悬挂安装施工工法.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
优秀工法示范350公里客运专线接触网弹性链型悬挂安装施工工法
350km/h客运专线接触网弹性悬挂安装调整施工工法
中铁建电气化局集团有限公司
1．前言
在350km/h客运专线电气化铁道工程建设中，为保证接触网的弹性均匀基本都采用弹性链型悬挂，而弹性链型悬挂一般采用∏型弹性链型悬挂方式，弹性链型悬挂安装（以下弹性链型悬挂所指为∏型弹性链型悬挂方式，不再重复）是接触网施工的重要组成部分，是决定电力机车受流质量的关键之一，因此，弹性链型悬挂安装在接触网施工中尤为重要。
不论目前投入运营的合宁、合武客运专线，还是即将投入运营的武广、郑西客运专线均采用弹性链型悬挂方式。
接触网全补偿∏型弹性链型悬挂方式，接触线是借助两根距悬挂点等距布置的弹性吊弦悬挂在承力索和弹性吊索上（即导高是靠吊弦控制的，接触线横向位置是靠定位装置来控制的。
与简链不同的是，弹链在悬挂点增设了弹性吊索，提高了悬挂点处的弹性，减少了悬挂点与跨中的弹性差异，提高了弹性的均匀度）。
受电弓在运行中与接触线摩擦，为电力机车提供电能，其过程是一个复杂的机械电气过程：
受电弓相对于接触线的滑动摩擦，使受电弓上下振动，受电弓由于机车横向摆动而形成的横向振动。
接触线上下振动，并形成波沿导线向前传播，受电弓和接触线之间发生的水平和垂直方向撞击，弓网离线发生电弧，接触力增大加剧磨耗，受电弓受流状态会发生巨变。
随着行车速度的提高，上述各种运动加剧，维护弓网良好的接触性能困难剧增，受流质量下降，当列车速度超过弓网受流系统的允许值时，受流质量严重恶化，无法保证正常运行。
为保证良好的弓网受流质量，世界发达国家均以静态弹性尽可能的均匀，安装调整精度高作为评价接触网的主要标准之一。
因此，在∏型弹性链型悬挂安装中，吊弦长度的精确度和安装质量是保证接触网弹性均匀，良好取流的关键。
在郑西铁路客运专线电气化工程中就是采用全补偿∏型弹性链型悬挂方式，弹性吊索采用铜合金35mm2绞线，额定张力3.5kN，长度根据跨距大小分为22m、18m两种。
∏型弹性链形悬挂是由承力索、接触线、弹性吊索、弹性吊弦等多力组成的互动力系，其中一个力大小差异较大时，接触悬挂的结构几何尺寸就会发生变化，特别是接触线高度变化影响最大，直接影响弓网受流质量。
为此，在研究引用先进工器具的基础上，中铁建电气化局集团（联合体）郑西客专指挥部在对力学原理及施工流程进行了计算与探讨的基础上，进行弹性链型悬挂施工方法的探索，并在中铁建电气化局一公司郑西客专项目部进行了现场试验验证，完全能够满足弹性链型悬挂安装要求。
从弹性链型悬挂安装试验验证，到郑西客专全线的推广使用。
从中总结出弹性链型悬挂安装的工序流程及工艺，并与传统安装方式进行了经济技术条件的比较。
总结出一套适合350km/h客运专线弹性链型悬挂安装施工的最优的工法。
该工法在2009年11月29日通过股份公司组织的评审，获得集团公司科技进步特等奖和中国铁道建筑总公司优秀工法二等奖。
2．工法特点
2.1工艺的可操作性强，程序化程度高，便于施工组织，对现场参数测量，计算，预配、安装等环节使用的专用工具、测量方法、计算软件等都有详细的控制要求，从过程质量的控制来达到最终的质量控制。
2.2采用腕臂预偏技术，在安装弹性吊索之前，预先考虑了张力变化引起的弹性伸长（或缩短）、温度变化引起的线性伸长（或缩短）和新线延伸伸长对接触网的影响，使弹性吊索安装后不需要对腕臂位置和吊弦状态进行二次调整。
施工速度快，占用线路时间短。
2.3弹性链型悬挂安装完成后，及时对安装的各项参数进行复核测量，确保安装完成一段合格一段，形成施工安装的闭环。
2.4按照此种工法进行接触网弹性链型悬挂安装，增强了在定位点处的弹性，从而减小了接触网弹性不均匀度、进而使弓网受流质量良好。
3．适用范围
本工法适用于新建高速电气化铁道接触网全补偿∏型弹性链型悬挂的安装施工。
4．工艺原理
4.1测量计算基本原理
吊弦计算现场测量参数较腕臂计算参数来说要少很多，主要包括跨距、承力索距内轨面高度、承力索拉出值等基本参数，进行现场参数测量必须使用精确度高，稳定性好的仪器设备，主要包括温度计、激光测量仪、钢卷尺（50米）等测量设备，在测量前必须对仪器设备进行校核，对于现场存在较大差异的点采取多次测量或者是多台仪器进行测量，确保测量数据的准确性。
吊弦计算采用专用软件进行计算，目前使用较多的是德国SIEMENS公司的Candrop吊弦计算软件。
计算中不仅需要现场测量参数，还需要来自腕臂计算参数及线材相关参数，才能进行计算。
在进行相关的锚段的吊弦计算时，对曲线区段，线路坡度等必须纳入计算。
计算完成后，必须对所计算的数据进行复核，复核完毕后才能下发至预配车间进行预配作业。
4．2安装操作原理
在进行弹性吊索安装前，锚段两端的补偿装置工作正常，并且承力索中锚已安装到位，腕臂的预偏已根据线温调整到位。
弹性链型悬挂不仅受到简单链型悬挂所的力，而且有顺线路方向的力，是一个比较复杂的力学系统，在进行安装时，要确保顺线路方向稳定，首先将锚段从中锚位置分为两个相对独立的系统，向下锚两侧同时进行弹性吊索的安装，安装弹性吊索张力拉至2.4KN，并安装弹性吊索处吊弦。
跨中整体吊弦安装前首先根据整体吊弦布置工点图，将吊弦间距标注在钢轨上，再进行跨中吊弦的安装。
跨中所有吊弦安装完成后，从中心锚结开始，分别向下锚两侧进行调整弹性吊索的张力，使每处弹性吊索的张力均达到3.5KN。
并测定定位管坡度，调整定位管斜拉线的安装位置，使定位管坡度符合设计要求。
安装完成后对接触网各项静态参数进行复核，若有参数不满足要求时重复以上安装操作步骤进行调整。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
接触网弹性链型悬挂安装包括计算参数测量、计算、吊弦及弹性吊索的预制、安装等工艺环节，要确保每个环节准确无误才能满足最终的安装要求，经过现场各工序的试验总结，主要工艺流程如下图5.1所示：
图5.1工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1施工准备
在进行现场参数测量前，锚段两端的补偿装置工作正常，并且承力索中锚已安装到位，接触线已架设完成，腕臂的预偏已根据线温调整到位，腕臂预偏示意图如5.2.1所示。
图5.2.1腕臂预偏示意图
5.2.2现场参数测量
当施工准备完成后，将根据现场实际情况对弹性链型悬挂吊弦计算所需的参数进行测量，测量数据表如下表5.2.2所示。
主要包括跨距、承力索距内轨面高度、承力索拉出值，主要使用50m钢卷尺、激光测量仪等专用工具。
对于跨距测量，用50米钢卷尺，沿着钢轨测量支柱中心到支柱中心的距离（即跨距），精确到cm。
直线和曲外区段沿线路近轨测量，曲内区段沿远轨测量；承力索高度测量，应使用激光测量仪，在承力索、接触线及附加线架线完成后进行测量，记录承力索导线底部高度，精度1mm，并同时读取拉出值，精度1mm。
测量气温（℃）测量气候（阴、晴、雨、雪）
支柱号
里程
支柱类型
支柱高度（m）
跨距（与小里程支柱间m）
承力索距内轨面高度（mm）
承力索拉出值（mm）
备注
记录人：
测量组组长：
表5.2.2吊弦计算测量数据表
5.2.3吊索及吊弦计算
在进行吊索及吊弦计算时，吊索主要是根据跨距来选择用18m或22m，而吊弦是根据现场测量数据、腕臂计算参数、线路参数及线材相关参数等通过Candrop吊弦计算软件进行计算得出，Candrop吊弦计算软件示意图如图5.2.3-1所示。
各类计算数据在输入后必须进行复核，确保计算的准确性。
计算完成后，必须对输出数据进行复核，复核无误后才能发至预配车间。
输出预制表如图5.2.3-2所示。
图5.2.3-1Candrop吊弦计算软件示意图
图5.2.3-2输出预制表
5.2.4吊索及吊弦预制
1、弹性吊索预制
按施工工点图要求，按标准长度＋200mm要求截取弹性吊索绳，在弹性吊索绳18（22）m的中间做上标记。
端头及标记处用胶带绑扎。
弹性吊索裁剪示意图如图5.2.4所示。
5.2.4弹性吊索裁剪示意图
2、整体吊弦预制
根据吊弦预制表要求，进行整体吊线预制。
整体吊弦预制应在专用吊弦预制平台上进行预制，压接环压接时必须采用专用的吊弦制作压接根据进行。
预制吊弦长度偏差不得大于1.5mm，两载流环应在同一平面内，且两端线鼻子的弯曲方向相反。
预制好的吊弦按锚段、跨距分类放置，且同一跨内每根吊弦应单独进行编号。
5.2.5弹性吊索初安装
1、弹性吊索初安装从中锚处同时分别向下锚方向进行，将弹性吊索的中心临时固定在平腕臂承力索座处，使弹性吊索的中心与腕臂中心重合。
2、先向中锚侧展放弹性吊索，安装其中一个弹性吊索线夹（中锚方向），弹性吊索线夹螺栓朝下，弹性吊索露头50mm，紧固吊索线夹安装到位。
3、再从悬挂点向承力索补偿侧展放弹性吊索，用弹性吊索紧线器（下锚方向）将弹性吊索张力拉至2.4KN，末端露头150mm，紧固吊索线夹安装到位。
弹性吊索紧线器如图5.2.5所示。
图5.2.5弹性吊索紧线器
5.2.6整体吊弦安装
1、将全部弹性吊索初安装完成后，再根据标注在钢轨上的吊弦间距进行弹性吊弦及跨中吊弦的安装。
2、吊弦安装位置测量应从悬挂点向跨中测量，安装偏差应在跨中调整，安装位置符合设计要求，允许偏差为±50mm。
3、吊弦安装好后，与承力索连接的载流圈朝向来车方向；与接触线连接的载流圈背对来车方向。
与接触线连接的载流圈与接触线夹角成45°。
安装完成的吊弦如图5.2.6所示。
图5.2.6安装完成的整体吊弦
5.2.7弹性吊索张力调整
弹性吊索处及跨中所有整体吊弦安装完成后，即进行弹性吊索调整，从中锚位置开始，在下锚侧，加挂专用弹性吊索紧线器，松开临时固定的弹性吊索线夹的两个螺栓，调整弹性吊索拉力计达到3.5kN的设计值。
达标后，拧紧弹性吊索螺母，使紧固力矩达到设计要求，同时拆下弹性吊索紧线器。
安装完成的弹性吊索如图5.2.7所示。
图5.2.7安装完成的弹性吊索
5.2.8调整定位、限位
1、根据每个腕臂工点图要求，将定位器拉出值调整到位，把角度仪（如TaJimaSLT-100）固定调成8°，放到定位器上调整定位器的坡度。
如定位器坡度调整困难，坡度可在8°～13°范围内调整，但不能小于8°。
正定位管允许抬头2％～5％，反定位管允许低头2％～5％。
2、用角度仪（TaJimaSLT-100）测定定位管坡度，调整定位管斜拉线的安装位置，使定位管坡度符合工点图要求，然后将铁线扎紧，并做好斜拉线实际长度标注，工厂预配完成后进行安装。
5.2.9安装参数复核测量
1、待所有安装结束后，对相关静态参数进行测量，定位器坡度、定位管坡度在安装时已做测量调整，不需再进行测量；对接触线拉出值、导线高度应进行复核测量，并做好相关记录。
2、若测量检查发现拉出值或导线高度不满足要求时，在保证拉出值在最大设计拉出值范围内进行导线高度的调整，调整从中锚向下锚方向调整，步骤参考上述安装工艺流程。
5.3劳动组织
5.3.1劳动力配置
1、现场参数测量人员配置如表5.3.1-1所示。
人员安排
单位
数量
岗位职责
技术员
人/组
1
测量记录
测量人员
人/组
4
测量承力索高度、跨距等参数
配合人员
人/组
1
现场测量配合
表5.3.1-1现场参数测量人员配置
2、弹性吊索及吊弦预制人员配置如表5.3..1-2所示。
人员安排
单位
数量
岗位职责
技术员
人/组
1
负责预配数据表确认落实
预配人员
人/组
4
负责弹性吊索及整体吊弦预制、标号
检查复核人员
人/组
1
检查预配吊弦及吊索长度，确认标号无误
表5.3.1-2弹性吊索及吊弦预制人员配置
3、弹性悬挂安装人员配置表如图5.3.1-3所示。
人员安排
单位
数量
岗位职责
技术员
人/组
1
负责从中锚开始的两端弹性悬挂安装指导
作业人员
人/组
6
负责弹性吊索及整体吊弦安装
测量复核人员
人/组
2
检查安装流程，完成各项参数测量
表5.3.1-3弹性悬挂安装人员配置
5.3.2劳动力分工
1、现场参数测量人员分工
根据现场参数测量的要求，测量人员一般由技术员、测量操作人员组成，进行承力索高度、跨距等相关参数的测量工作，要求测量操作人员熟悉各类测量仪器的准确使用，确保测量的准确性。
2、弹性吊索及吊弦预制人员分工
弹性吊索及吊弦预制人员一般由6人组成，技术人员负责预配数据表的确认及预配技术负责人，解决预配过程中的技术问题。
预配人员由4人组成，主要负责弹性吊索及整体吊弦的预配工作，并进行吊弦的标号。
检查人员主要负责复核吊弦及吊索的长度，并确认标号。
3、弹性悬挂安装人员分工
弹性悬挂安装人员一般两组从中锚位置同时进行安装，每组技术负责人一人，负责解决安装过程中的具体技术问题；作业人员6人，操作人员2人，4人负责梯车；复核测量人员主要是对接触线高度、拉出值等静态参数的复核测量，并检查安装流程的实施。
6．材料与设备
6.1工机具及仪器仪表
工机具及仪器仪表包括测量、预配、安装等环节的所有工机具仪器仪表，各种工机具及仪器仪表名称、规格、数量如下表6.1-1所示。
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
多功能激光测量仪
套
1
2
钢卷尺
5m、50m
套
2
3
吊弦综合加工台
套
1
专用
4
液压装置
套
1
配备压接模具
5
游标卡尺
150mm
件
2
6
钳子、扳手、改锥
件
2
各1件
7
作业车（梯车）
台
2
6
弹性吊索紧线器
套
2
7
力矩搬手
套
2
9
安全帽
顶
12
施工人员人均1顶
表6.1-1工机具及仪器仪表
弹性悬挂安装所需材料与设备如下表6.1-2所示。
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
弹性吊索绳
JTMH-35
根
长度按工点图要求预制
2
弹性吊索线夹
套
根据工点图选取
3
胶带
盘
2
4
铁线
ф1.6
kg
若干
5
弹性吊弦
套
若干
根据预配表预配
6
跨中整体吊弦
套
若干
根据预配表预配
7
标签
不干胶
件
实际需要
表6.1-2材料与设备
7．质量控制
7.1质量标准
《客运专线铁路电力牵引供电工程施工技术指南》（TZ208-2007）；
《客运专线铁路电力牵引供电工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2006]167号）；
《铁路电力牵引供电工程质量检验评定标准》（TB10421-2003）；
《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009-2005）；
《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）；
《客运专线铁路工程竣工验收动态检测指导意见》（铁建设[2008]7号）；
《客运专线铁路工程静态验收指导意见》（铁建设[2009]183号）。
7.2质量控制
7.2.1吊弦线及弹性吊索线无散股、断股等现象，截面尺寸符合设计要求；
7.2.2压接管内壁应光滑，不应有裂纹和变形；
7.2.3预制操作人员应经培训，合格后方可预制作业。
弹性吊索及整体吊弦应进行工厂化预配，利用吊弦制作专用平台，集中预制，总长度应严格控制，施工偏差为±1.5mm。
7.2.4使用吊弦线时，应先确认吊弦线生产绕线方向，加工时不要与绕线方向相反，否则会对线产生压力，影响其使用寿命；切割吊弦线时，应在切割处两边绕扎胶带，以免线头散股。
7.2.5平均温度时承力索吊弦线夹与接触线吊弦线夹在垂直方向，承力索吊弦线夹与接触线吊弦线夹在垂直方向上的相对误差为±20mm。
直线区段吊弦线夹应端正、牢固，曲线区段吊弦线夹应垂直于工作面。
7.2.6一跨吊弦间距测量完毕后，如实测间距与安装间距误差小于200mm时，可将误差均布在各间距内。
误差过大应上报技术部门，进行重新计算。
7.2.7注意定位线夹的受力面方向，让大面始终处于受拉状态，即正定位大面朝线路测，反定位大面朝田野测。
7.2.8作业过程严禁踩踏接触线或给接触线施加外力，以保证接触线的平直度。
7.2.9施工严格遵守接触网上部施工流程及安全规定。
8．安全措施
8.1.安全规程
《轨道车管理规则》（铁道部）；
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）；
《铁路通信、信号、电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程》（TB10306-2009）；
《铁路建设项目现场安全文明标志》（铁道部建设管理司）；
《客运专线铁路工程质量安全监控要点手册》（铁道部工程管理中心）。
8.2安全措施
8.2.1吊弦压接时，手及其他工机具不得伸入模具的工作范围内；
8.2.2梯车作业时，做好梯车的安全防护工作，确保作业人员的安全。
8.2.3从事上部安装的人员必须扎好安全带，在下面的作业人员必须戴安全帽。
9、环保、节能措施
9.1环保、节能规程
《铁路环境保护指标考核及考核监测技术规范》；
铁路建设项目现场管理规范（TB10441-2008）。
9.2环保、节能措施
成立环保机构，贯彻ISO14001标准，建立健全环保体系和制度，落实施工环保“三同时”，以施工现场及周边环保为重点，保护好施工现场的各种环境，制定文明施工措施，减少对周边居民、企事业单位的影响。
施工现场自然环境保护满足国家及当地政府有关法律法规的要求。
采取节能措施，降低能耗。
施工现场扬尘、噪音、废气、废水、垃圾等控制在国家及当地政府的要求以内，不妨碍当地群众的生产生活。
10．技术经济效益等分析
本工法的推广运用有效地保证了施工质量、安全及工期。
为以后高速铁路的建设积累了经验。
采用本工法进行施工，突出了在施工过程中质量的过程控制，细节控制，使接触网弹性链型悬挂安装真正达到一次安装到位，保证了施工质量，节约了工期，更有利于工期较短的高速铁路接触网施工。
本工法的成功运用，解决了过去弹性链型悬挂反复调整还不能保证质量的问题；在保证了工程质量的同时，又节约了大量的人力、物力。
采用本工法提高人工工效约20%～30%，减少机械台班约10%～20%。
初步估算，对每条公里接触线，弹性链型悬挂安装施工工法在人力、物力等方面要比传统的安装方法节约2000余元，就郑西客专而言，全线1140.44条公里，共节约成本成本228余万元，具有很好的经济效益。
采用弹性链型悬挂安装施工工法不管是在质量、效率上，还是经济效益上都是传统工艺无法比拟的，350km/h客运专线接触网弹性链型悬挂安装施工工法更适合于高速客运专线铁路的发展要求。
11．工程实例
2009年5月，中铁建电气化局集团（联合体）郑西客专指挥部在理论分析的基础上，进行弹性链型悬挂施工方法的探索，并在中铁建电气化局一公司郑西客专项目部进行了现场试验验证，完全能够满足弹性链型悬挂安装要求。
通过实验成功的总结出一套适合客运专线弹性链型悬挂安装施工工法，并在全线所管辖的五个项目部全面运用该施工工法，加快了弹性链型悬挂安装的效率，提高了安装质量，节约了工期。
解决了以往弹性链型悬挂安装困难，调整复杂等问题，真正做到了一次安装到位。
在各项参数检测中得到建设单位、监理单位，督导及质检工程师的一致好评，并建议在高速铁路建设中推广使用。
执笔人：
李凯郭志光张汉波刘实冯晓河
升级会员 