铁路接触网棘轮补偿装置安装工法.docx
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铁路接触网棘轮补偿装置安装工法
铁路接触网棘轮补偿装置安装工法
1前言
接触网棘轮补偿装置，是安装在锚段的两端，并且串接在承力索和接触线上，它的作用是补偿线索张力的变化，使张力保持恒定，在线索张力发生缓慢变化时，能及时补偿。
随着铁路运行速度的不断提高，对接触网的可靠性要求也越来越高，如何在接触网发生断线事故后缩小事故范围，防止坠砣下落侵入限界，棘轮补偿装置完美解决了这个问题。
棘轮补偿装置已在高速铁路接触网中应用，在普速铁路接触网中逐步推广。
棘轮补偿施工安装复杂，倘若安置不当将为今后设备运行坦下隐患。
本工法以银西客专项目为依托，深入分析棘轮补偿装置工作原理，总结出棘轮补偿装置安装工法，确保棘轮补偿正确，提高安装合格率，实现接触网可靠运行。
2工法特点
2.0.1该工法流程操作简单，省时省工，施工安全质量及成本容易控制。
2.0.2该工法提高了接触网棘轮补偿装置安装一次验收合格率。
3适用范围
本工法适用于铁路接触网棘轮补偿装置安装施工。
4工艺原理
棘轮补偿装置，又称张力自动补偿器，是安装在锚段的两端，并且串接在承力索和接触线上，它的作用是补偿线索张力的变化，使张力保持恒定，在线索张力发生缓慢变化时，能及时补偿。
棘轮补偿相对于滑轮补偿装置具有，传动效率高，具有断线制动功能，一旦发生断线事故时，棘轮在坠砣重力作用下，棘齿卡在制动卡块上，从而缩小事故范围，防止坠砣下落侵入限界。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
铁路接触网棘轮补偿装置安装工艺流程如图5.1所示。
图5.1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1施工准备
1安装前拆开包装，检查棘轮在运输或装卸过程中有无碰伤、变形，紧固件有无松动、脱落，轮体有无裂纹、变形。
转动是否灵活，补偿绳有无碰伤、散股或断股现象，配套件是否齐全,表面镀层是否完好。
2检查棘轮装置规格型号是否符合施工设计图纸要求。
3检查轮体部分与制动架的配合是否合适，连接螺栓销是否装好。
4检查补偿绳与轮体连接的楔型装置是否可靠，如有松动，应用木锤（或垫一块木板）将补偿绳同楔子一起与楔型槽打紧。
5检查小轮补偿绳是否符合技术要求，长度是否统一长度。
5.2.2棘轮底座安装
1利用吊装设施将底座吊到位置，通过螺栓、螺母、垫圈将两件底座本体连接在H型钢支柱两侧面上，如图5.2.2-1所示。
图5.2.2-1棘轮底座安装
2将底座连接角钢（上、下）按下图所示用螺栓、螺母、垫圈与底座本体连接底板连接，调整位置使底座连接角钢相对支柱中性面左右对称，上下连接孔中心铅垂（调节板中间孔位于下底座连接角钢对应的长孔中心位置），上下底座连接角钢内侧间距，预紧固螺栓。
3用螺栓、螺母、垫圈将连接横板（角钢）与底座本体连接，保证中心对称，紧固螺栓。
4最后调整：
保证上下底座连接角钢内侧之间的距离；保证安装棘轮补偿装置的上下孔位在同一条中心线上，且不能偏置。
用扭矩扳手把所有螺栓用120N.m紧固力矩拧紧，并拧紧背紧螺母，如图5.2.2-2所示。
图5.2.2-2棘轮底座调整
5.2.3棘轮安装
1将棘轮连接到棘轮制动架上,利用吊装设施吊到位置；整体一同装到已安装好的下锚底座上，使棘轮的棘齿自然卡在棘轮连接架的卡板上（已预先拧紧）。
将长螺栓销从上部依次穿入底座上固定角钢、棘轮连接架、垫片、底座下固定角钢、调整板，用手拧紧长螺栓销下端的螺母，装好开口销。
如图5.2.3-1所示。
图5.2.3-1棘轮安装
2采用手动葫芦，将导链的一端固定在下锚柱上位于下锚底座之上，另一端锚固在承力索或接触线上（锚固位置在线绳工作端，确保锚固安全可靠，且不要损伤承力索或接触线）。
根据小轮上补偿绳离轮点至平衡轮端部及绝缘子和连接件、终锚线夹等的长度，定出承力索或接触线端部位置（装终锚线夹）。
扳动手动葫芦，拉紧线索（线索的另一端必须加有张力或锚固好），然后装绝缘子。
3释放小轮上的补偿绳，解开捆绑小轮补偿绳的铁丝，卸下大轮补偿绳端的双耳楔型线夹备用。
抬轮使棘齿离开卡板，轮可自由转动；拉平衡轮使轮体转动释放小轮补偿绳至要求的圈数，并将补偿绳整齐地排列在轮槽中。
放轮使棘齿卡在卡板上；平衡轮端可连到绝缘子上。
4释放大轮上的补偿绳，解开捆绑大轮补偿绳的铁丝，放开大轮补偿绳，使补偿绳至要求的圈数，并将补偿绳整齐地排列在轮槽中。
（如果连接棘轮的线索带张力放线时，必须将棘轮体固定，使棘齿紧紧卡在制动卡块上，防止轮体离开卡块。
只有被补偿线索按要求施加上补偿张力后，在手动葫芦的帮助下，使棘轮装置暂时不受张力，然后解除棘轮体固定，最后松开拉紧线索的手动葫芦导链，使棘轮受力离开制动卡块。
）
5吊装坠砣串，将坠砣串按要求预装好，利用手动葫芦（或起重设备）升到超过要求的高度。
将棘轮补偿绳端连上双耳楔型线夹并与坠砣杆连好，调好位置拉紧补偿绳。
并用木锤将补偿绳同楔子一起与双耳外壳打紧，在靠近外壳处将线头夹子压扁，补偿绳多出部分盘圈后用铁丝或钢线卡子绑上，如图5.2.3-2所示。
轻放坠砣串使棘轮受力（不能完全松开）。
图5.2.3-2补偿绳余量盘圈
6松开拉紧线索的手动葫芦导链，使棘轮受力离开制动卡块；检查各部位连接，确定无安全隐患后可以完全松开坠砣串，但要防止补偿绳在坠陀串的重力作用下逆绞制方向旋转，导致补偿绳散股或鼓包。
如发生旋转，应在固定坠砣串时将其回转同样的圈数（避免钢丝绳松股起包，性能降低）后方可固定。
坠砣串起始位置对棘轮装置是否会受到大扭矩很关键，所以必须使坠砣串起始位置靠近棘轮中心面及坠砣工作位置,加载过程中检查并调整补偿绳，使其排布整齐、正确，如图5.2.3-3所示。
a正确b不正确
图5.2.3-3棘轮装置坠砣安装
5.2.4棘轮调整
1根据环境温度、补偿距离确定补偿绳留在棘轮大小轮上的补偿绳圈数棘轮补偿装置补偿绳的缠绕圈数为：
大轮+小轮=5.25圈（在任何温度下），具体圈数以设计为准，如图5.2.4-1所示。
图5.2.4-1棘轮装置补偿绳调整
2调整棘轮装置的位置，确保轮槽铅垂（如出现偏斜可调整下底座的调节板中间孔使轮槽铅垂；上轮缘与下轮缘偏斜控制在5mm以内），如图5.2.4-2所示。
调整制动卡块与棘轮的距离（15～20mm），间隙均匀。
紧固螺栓，紧固力矩为90N·m，如图5.2.4-3所示。
图5.2.4-2棘轮铅锤调整图5.2.4-3棘轮制动卡块调整
3用精确的水平尺靠在棘轮的轮体上，观察气泡，通过调整下底座的调整板的中间孔位置使棘轮轮体铅垂。
然后紧固调节板螺栓。
使补偿轮竖轴在受力后不产生偏移。
4放线前和落锚后，再次用水平尺检查棘轮轮体是否铅垂，精调。
检查棘轮制动块到轮体间的距离。
避免发生卡槽与轮体边缘距离左右不等现象。
如果上述尺寸不当,适当调节3个螺栓以使制动板可以上下移动，调整距离,调节完成后，拧紧螺栓以固定制动板位置，棘轮制动块到轮体间的距离为15-20mm。
5.2.5质量检验
1棘轮上补偿绳在缠绕前应将补偿绳的扭力彻底放散，缠绕时并顺着绞线的方向，防止补偿绳在放线后因内应力产生扭绞，安装前应重点检查。
2棘轮上的补偿绳缠绕圈数按照所架设1/2锚段长度和当时温度的值查棘轮安装曲线表，确定大轮和小轮补偿绳的缠绕圈数。
挂坠陀时补偿绳缠绕应该紧密，不能留有空隙，不能相互绞合，缠绕圈数要严格按技术给的标准执行。
并根据查得坠陀上表面的高度悬挂坠陀。
3检查钢丝绳是否都在线槽内，有无发生堆叠现象，确认无误后，即可连接坠砣以及平衡轮。
棘轮与平衡轮之间的距离可根据当地气温进行调整，与平衡轮连接的钢丝绳不能发生扭曲现象。
4坠砣串重量应符合设计要求，施工允许偏差为±1％（坠砣重量包括坠砣、坠砣杆、坠砣抱箍及连接补偿绳的楔形线夹等重量）。
5坠砣杆应顺直，坠砣外观应平整光洁，坠砣串排列整齐，其开口相互锚位180°，坠砣单个实际重量应用油漆白底黑字标注在开口的反侧，开口方向一致，坠砣重量标志应上、下对齐。
坠砣串随温度上、下移位应灵活，不得有卡滞现象。
坠砣串距地面的高度应符合设计要求，施工偏差为0～+200mm。
坠砣限制架顺线路方向两固定角钢水平中心线应在同一垂面内。
5.3劳动组织
根据接触网棘轮补偿装置施工工艺及施工要求，作业人员配置如表5.3所示。
表5.3人员配置表
序号
分工
人数
主要工作内容
备注
1
现场施工负责人
1人
全面组织及指挥施工全过程
2
杆上作业人员
2人
棘轮补偿装置安装
3
下部辅助人员
5人
拉绳、传递工具
4
防护人员
2人
施工安全防护
6材料与设备
根据接触网棘轮补偿装置施工工艺及施工要求，主要材料如表6-1所示。
表6-1主要材料表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
棘轮补偿装置
ZL114A-Q235B
套
2
2
承力索下锚底座
Q235B
套
1
3
接触线下锚底座
Q235B
套
1
4
承力索下锚坠砣串
套
1
5
接触线下锚坠砣串
套
1
6
承力索终端锚固线夹
套
1
7
接触线终端锚固线夹
套
1
8
悬式复合绝缘子
硅橡胶
套
1
9
球头挂环
Q235B
套
2
10
坠砣限制架
Q235B
套
1
11
下锚拉线
套
1
根据接触网棘轮补偿装置施工工艺及施工要求，主要工机具如表6-2所示。
表6.2工机具配置表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
断线钳
弧口
把
1
2
铁丝、胶带
米
若干
固定材料用
3
手锤
1.5kg
把
1
4
安全带
条
1
5
扭矩扳手
70-200N/m
把
2
6
棘轮补偿装置
套
若干
7质量控制
7.0.1补偿装置应按批次进行进场验收，其规格、型号号、质量诮符合设计要求和《电气化铁路接触网零部件》TB/T2075的规定。
7.0.2承力索、接触线在补偿装置处的张力应符合设计要求，补偿装置符合设计文件和产品技术要求，完整无损、转动灵活。
7.0.3坠砣完整，表面光滑平整，坠砣串排列整齐，其缺口相互错开180度，并保证坠砣不被支柱或其他物件卡滞。
坠砣单块质量允许偏差±3%，整串质量允许偏差±1%，同一锚段两坠砣串质量的相对偏差不大于1%。
坠砣距地面安装高度应符合设计安装曲线，施工允许偏差0～+200mm，在任何情况下坠砣距地面的距离不得小于200mm。
7.0.4棘轮上的补偿绳缠绕圈数按照所架设1/2锚段长度和当时温度的值查棘轮安装曲线表，确定大轮和小轮补偿绳的缠绕圈数。
7.0.5棘轮安装应垂直，无偏斜扭曲现象，补偿绳排布整齐、正确，补偿绳与棘轮边缘导槽不得相磨。
制动卡块与棘齿间间隙正常状态下为20mm，且间隙均匀。
7.0.6限制架安装时，限制导管必须与地面垂直，补偿装置传动灵活，坠串无卡滞现象。
8安全措施
8.0.1组装前由专业工程师负责向作业人员进行技术交底，明确技术标准和安全操作要点。
8.0.2高空作业人员必须系好安全带、戴好安全帽，衣着要灵便，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋，安全带的各种部件不得任意拆除，安全带使用前应作检查，有损坏的不得使用。
8.0.3作业前安全带必须系挂在施工作业处上方的牢固构件上，凡无处挂安全带时，应为高处作业人员专设挂安全带的安全拉绳、安全栏杆等，不得系挂在有尖锐棱角的部位，系挂点下方应有足够的净空。
8.0.4攀爬支柱时应慢上慢下，手抓稳脚蹬牢。
上杆时手未抓牢，脚不得移动，下杆时脚未踩稳，手不得松开。
8.0.5严禁上下投掷工具、材料和杂物等，所用材料要堆放平稳，作业点下方要设安全警戒区，要有明显警戒标志，并设专人监护；工具放入工具套（袋）内；在铁路既有线上施工时，专职安全员还要随时注意来往车辆，及时通知高空作业人员进行避让。
8.0.6施工过程中，安全员要跟班作业监控，随时检查高处作业中的安全情况，如发现缺陷应立即进行解决，如有危及人身安全的隐患，应立即停止作业，待采取措施消除隐患后方能开始作业。
8.0.7高处作业结束后，施工负责人应组织现场清理，确认无隐患后，会同工作许可人检查无误，方可撤离，做到工完料净场地清。
9环保、节能措施
9.0.1各种机械设备维修保养润滑油不得随意丢弃，以免污染地面。
9.0.2切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程实际，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。
9.0.3优先使用清洁能源，采用资源利用率高、污染物排放量少的工艺、设备，以及废弃物综合利用技术和污染物无害化处理技术，减少噪声、振动、粉尘、废水、废气等污染物排放，保护和改善职工生产环境。
9.0.4保持施工现场、施工临时基地环境清洁，预防噪声、振动、废气和固体废弃物污染，净化环境，强化环保意识，遵守法规，持续改进，铸造绿色工程。
9.0.5施工中产生的建筑垃圾及固体废弃物及时收集、及时清理，每天做到工完场清，以保持施工现场的清洁，按照当地政环保部门的要求运至指定地点。
对于生活办公垃圾按照可回收、不可回收进行分类集中搜集，交由市政环卫部门统一处理，保护环境。
10效益分析
10.1经济效益
本工法有效提高了施工效率，银西客专有棘轮补偿装置590套，平均安装一套棘轮补偿节约工时1小时，按平均每个工时15元计算，节约人工费8.85万、机械费3.54万元，累计节约成本12.39万元。
10.2社会效益
本工法的应用推广在银西客专得到了充分的验证，关键技术较为成熟，进一步提高了工作效率。
铁路棘轮补偿装置安装施工工艺水平得到优化，提高了棘轮补偿装置安装一次合格率，提高了施工工效，加快了施工进度，保证了施工质量，降低了劳动者作业强度，得到接管单位与同行的一致认可。
对社会价值产生了深远的影响，得到了业主单位、监理单位的称赞，为今后的施工提供了参考依据。
11应用实例
11.0.1工程概况
新建银川至西安铁路甘宁段站后“四电”系统集成工程，正线长度377.778公里。
其中特大、大中桥129.018km/165座，隧道82.629km/20座，桥隧总长211.647km，桥隧比55.7%。
共设车站9处，为宁县、庆阳、庆城、曲子、环县、甜水堡、惠安堡、洪德、白土岗。
本线由西安和兰州局集团有限公司运营管理，通信、信号以及牵引供电均以宁县站X、XF信号机（K198+246）为界。
工程工期2018年1月-2020年12月，新建接触网共计175.844条公里。
图11.0.1-1、图11.0.1-2接触网棘轮补偿装置安装图。
图11.0.1-1接触网棘轮补偿装置安装图
图11.0.1-2接触网棘轮补偿装置安装图
11.0.2工程结果评价
在银西铁路接触网施工中，棘轮补偿装置的转动灵活、传动效率高、防腐性能好等优点得到了较为充分的验证，其关键技术已较为成熟，进一步提高了工作效率。
通过采用此工法，补偿装置安装施工效果显著，加快施工进度，减少了劳动力成本，提高了棘轮补偿装置安装一次合格率并保证了工程质量。
对今后的高速铁路工程施工有重要的作用，随着世界高速铁路的快速发展，该工法具有极大的推广应用价值和广阔前景。
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