高速电气化铁路接触网施工关键技术

摘要：文章从我国铁路接触网施工技术现状出发，对高速电气化铁路接触网施工关键技术进行了分析。

关键词：高速铁路；接触网；施工技术

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：

铁路是国家的重要基础设施,铁路建设的规模、速度和水平直接影响国民经济发展。近年来,通过参与秦沈客运专线等工程项目的建设,部分引进了发达国家的先进施工技术和装备,优化了施工组织和管理流程,改进了施工工艺,施工技术水平从总体上有一定程度的提高,从而为高速铁路接触网的施工奠定了一定的技术基础。

一、我国铁路接触网施工技术现状

目前,国内从事电气化接触网工程施工的单位较多,其施工技术水平也参差不齐,从总体上看比国外同行的施工技术水平要低。主要表现在以下几个方面:

1、施工人员的综合素质亟待进一步提高。

虽然，电气化铁路接触网专业正凭借其环保、高速等优势成为铁路投资建设的热点领域，但是我们现场施工人员的综合素质，特别是接触网施工关键技术的综合运用能力并没有随着电气化铁路的大面积开工建设而取得显著提高和长期进步，除个别处于技术研发和行业先导单位的施工人员外，其余的施工人员仍在沿用传统方式进行施工，缺乏一定的工艺创新意识和施工工法的革新。

2、先进的施工技术装备没有得到广泛应用。

近年来，国外接触网施工技术装备不断推陈出新，许多国外同行业的施工单位借此对大型施工机械和技术测量设备进行了大面积的更新换装。相比而言，我们国内由于资金和成本压力没有及时跟进换装，在用的施工技术装备相对处于落后状态，不能完全实现对工程实体质量的全过程控制。

3、利用信息化手段进行施工技术管理的能力不强。

当今，接触网专业的施工技术管理越来越离不开信息化的科技手段。为了确保和提高接触网上部构配件和机电设备安装的精准度，需要将现场采集的大量数据通过计算机进行模拟演算，并根据计算机演算数据指导相关供应商或现场施工人员先行组织相关部分的预配预装，以此来提高现场劳动效率和安装工艺质量。然而，在实际工作中，我们未能充分认识和发挥信息集成技术对于工程项目现场管理的优势，从而造成利用信息化手段进行施工技术管理能力不强，有些时候不能“一步到位”地实现预期目标。

二、高速铁路接触网关键施工技术

1高速电气化铁路施工特点

（1）大部分施工项目需要全部占用或部分占用线路才能进行施工,如接触网、电力、信号、通信等专业的作业,因而受行车干扰的因素较严重,同时既影响铁路运输也增加了行车和施工中的不安全因素。

（2）电气化工程整体结构复杂,设备和物资品种繁杂,准备周期长、施工时间跨度大,而且所需工种、人员多,管理工作必须深入细致,否则一步不到位将影响全局。

(5)露天作业和高空作业所占比重较大,受气候和地质条件的限制因素较多,这些客观因素不但制约了施工作业的顺利开展,而且往往打乱全局的施工程序和计划,影响工程的整个工期。

(3)由于各专业工程开通时间的不一致性,导致电气化工程的施工周期必须服从于电力、通信和信号工程的施工周期,而且在工程收尾阶段还要承受"四电”开通的制约,加强对带电设备和线路的防范,如“二合一”配电所部分和双线合架的自闭贯通电力线部分等。因此,保证综合协调各专员按期完成施工任务,是施工管理的首要任务,同时也是为电气化工程一次送点开通创造条件的有利手段。

2高速铁路接触网支持结构计算及装配技术

高速铁路接触网支持结构主要包括腕臂结构、硬横梁结构,它起着支撑整个接触网重量、保持接触网的空间结构和电气距离的重要作用,因此,其安装精度和稳定性直接影响受电弓的受流质量。

2.1腕臂结构尺寸计算及装配技术

腕臂是接触网支持结构的重要组成部分。高速铁路接触网腕臂一般采用旋转平腕臂与斜腕臂固定连接方式,即将平腕臂与斜腕臂通过组合承力索座固定连接起来,具有不可调性和较好的稳定性,如哈大线、秦沈线的安装方式。这就对支柱原始状态的测量、腕臂结构的计算和加工提出了极高的要求,普通的测量方法和计算手段已不能满足工程需要,必须加以改进。

2.2硬横梁结构尺寸计算及装配技术

在高速电气化铁路车站或多线路地段,接触网的支持结构一般采用硬横梁结构形式,它具有结构简单,稳定性好,能改善弓网受流状况等优点,一般由横梁、支柱和吊柱几个主要部分组成。横梁一般采用等腰三角形或矩形截面无缝钢管焊接析架结构,由两个或三个梁段组成,梁与梁之间的连接通过法兰盘用螺栓连接而成。硬横梁安装效果的好坏,不仅影响接触网工程质量和使用寿命,也影响站场环境的美观。

(1)硬横梁的测量与结构计算

硬横梁的计算应根据设计文件对横梁结构的要求,利用测量所得的准确数据,充分考虑支柱整正的允许误差及各段梁的允许连接误差,进行精确计算,形成各段梁、吊柱的结构(加工)数据,并按此进行工厂化加工。

在通常情况下,硬横梁作为非标产品对待,一般由专业生产厂家按照现场实际进行定做,因此,测量和计算一般由厂家负责,施工单位做好配合。

（2）硬横梁的安装

硬横梁安装包括复测、立杆、整正、横梁拼装、横梁吊装、调整及紧固、吊柱安装等工序。

硬横梁复测内容包括支柱基坑各参数、支柱整正后的状态参数、横梁产品的外型尺寸等,并进行必要的计算,确保每一组硬横梁的安装尺寸满足要求。支柱吊装及整正特别强调应在支柱的顺线路、横线路方向分别用经纬仪对支柱的倾斜度进行测控,保证支柱在两个方向中心直立。横梁运抵现场后,一般展放在平整的地面上拼装,使几段横梁中心轴线重合。对于较大跨度的硬横梁,可采用调节支架辅助拼装。每段横梁用两台可调支架支撑。将几台可调支架按顺序放好,将横梁吊至支架上,通过左右调整支架,使横梁中心线重合,然后用水准仪、水平尺进行测量,使横梁满足技术要求,然后用螺栓进行连接、紧固。

3高速铁路接触网恒张力架线技术

对于高速电气化铁路来说,如何确保在较高运行速度下使接触线与机车受电弓具有良好的弓网关系,是工程建设中的核心技术问题,无论是路基、桥涵、轨道工程,还是接触网工程,最终都是围绕这个核心技术问题而展开的技术攻关与创新。因此,在设计时接触导线大都选用机械强度高、耐温特性好、导电率较高的单根铜合金导线,如CTHA一110、CTHA一120、CTHA一150等;承力索一般也选择与接触导线相匹配的铜合金绞线,如THJ一95、THJ一120等。在工程施工时,要确保架线质量满足高速行车的要求,具体体现在导线架设完毕后应平整、光滑、有弹性,无硬弯、扭曲变形和表面硬伤等现象。因此,如果采用普通架线技术和设备架线,由于其架线张力变化幅度过大(一般在3一10kN范围内波动),导线因其自重而产生较大的弛度变化,从而造成导线在悬挂点附近产生大量的不易矫正的波浪型硬弯:且因普通的架线设备没有良好的导线引导装置,时常造成导线扭曲变形,这无疑会使架设后的导线质量恶化,不能满足高速行车对弓网关系的要求。鉴于此,在高速电气化铁路接触网工程施工中,必须采用恒张力架线设备及相关施工技术。

4高速铁路接触网整体吊弦施工技术

根据整体吊弦的技术特点和现有的技术水平,整体吊弦的施工方法:采用激光测距仪、经纬仪等精密仪器进行原始数据的采集,保证采集数据的精度;根据所在项目对整体吊弦的技术要求编制专用计算程序,并建立数据库;输入计算条件和原始数据,用计算机进行计算,并根据实际需要打印计算结果;根据计算结果进行工厂化精加工(误差士1.5mm),,并对预配结果进行复核、编序、包装:用安装作业车等按规定进行现场安装,并对安装结果进行检测,确认一次安装达标。

5. 高速铁路接触网状态检测技术

高速铁路接触网检测技术可分为两部分:一是施工全过程的静态检测;二是工程竣工后的动态检测。检测的依据或标准包括高速铁路牵引供电工程的设计文件、施工技术规范、验收标准、行业通用标准,以及与之相关的法律法规等。

（1）高速铁路接触网静态检测技术

接触网静态检测是指在接触网工程的各道工序施工完毕后,对接触网设备各部分在静止状态下的空间位置及电气性能进行的符合性检查。检测的程序与施工程序一致,只是检测的手段和方法与普通铁路有所不同,由于其施工精度要求较高,必须采用更为准确的光学精密仪器进行检测,如对支柱的倾斜度、腕臂和硬横梁的安装位置、定位器的坡度、导线的高度与拉出值、导线的坡度与平直度、线岔处的线间距与高差、锚段关节处线间距与高差、电分相处的线间距与高差等内容的检测。通常配备的精密检测仪器有经纬仪、水准仪、激光测距仪等。（2）高速铁路接触网动态检测技术

接触网动态检测是指在接触网工程全部竣工后,用接触网检测车等专用检测设备在不同的运行速度下对接触网与受电弓的弓网关系进行的符合性检查。检测内容主要包括接触线高度、拉出值、定位器坡度、网压、弓网接触压力、冲击加速度、离线率、弹性和车体振动等技术指标仁。对检测设备而言,普通的检测车或其他检测设备已不能满足高速接触网动态检测要求,而应当开发高速接触网专用检测车。首先是其运行速度能达到高速行车的要求;其次是其检测系统应能满足在高速运行状态下信号采集的安全性和准确性;第三是应认真研究弓网运行的动态特性,,以便能判断接触网的真实状态,以及能够合理划分正常状态与非正常状态的界线。动态检测可分阶段进行,每个阶段检测的侧重点不同,检测时先低速后高速,一般可按照每30-50km/h的速度差逐步提高试验速度,如可按20、50、80、120、170、220、270km/h

等速度值进行试验,最终达到或超过设计时速。通过动态检测获得的各项技术指标来决定高速铁路接触网工程是否可以投入试运行。

结语

随着国民经济的飞速发展,高速电气化铁路的建设必将成为铁路跨越式发展的重头戏,如何实现我国高速铁路施工技术的创新与突破,需要认真学习国外同行的先进技术与经验,结合自的实际,不断地进行探索、实践和总结。

参考文献：

[1]冯金柱.世界电气化铁路概况[J].铁道知识.2003年,第3期

[2］ 基布岭.电气化铁道接触网［M］. 中铁电气化局有限公司，译.北京：中国电力出版社，2004.