论文部分内容阅读
摘要本文介绍了京九线的孟良山、碾子湾等隧道刚性悬挂施工基本方法和要求,以及工程中的注意事项，可供同类工程施工参考。
关键词接触网,刚性悬挂,施工方法
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
0 前言
刚性接触网悬挂是一种工程造价低、安全可靠、无或少维修的供电方式。它在国外应用较为成熟，在我国起步较晚,施工技术尚在探索之中。随着我国铁路大规模的建设，刚性悬挂接触网将以其明显的优势在铁路和城市地铁中越来越凸现出广阔的应用前景。
1刚性悬挂接触网的结构和特点
刚性悬挂接触网主要有铝合金汇流排、接触线、绝缘元件和悬挂装置组成 。其中铝合金汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。根据铝合金汇流排截面的不同又分为T 型与Π型两种。Π型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式镶线车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入虎口槽内;其二,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性好。京九线的孟良山隧道、碾子湾隧道、新集隧道、新庙港隧道刚性悬挂采用Π型结构的PAC110 型汇流排，每节长12 m。
刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、费用较低等特点,但是它的施工难度比柔性悬挂高、安装精度要求高。刚性接触网的允许速度一般为80～120 km/ h 。
2 施工过程
由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触网系统的安装精度高,调节范围小,因此京九线隧道刚性悬挂施工时从施工测量、打孔及灌注、支持结构的安装、中心锚结安装、刚柔过渡段的安装、接触导线架设安装、膨胀元件安装及调试、调整等几方面控制施工质量，实现一次安装到位。
2. 1 施工测量
在进行刚性接触悬挂施工测量前,应先确定起测点,然后再进行纵向、横向测量。京九线4个隧道测量起点从刚性悬挂段锚段关节的第一个定位点开始，按设计图纸里程布置,以沿线准确的里程标记为准进行放线测量。测量时使用精密测量的激光测距仪、数显水平尺等工具，保证测量的准确度。测量结束后用油漆在隧道壁将悬挂点位置进行明显标注，便于后期施工。
2. 2 打孔及灌注
在打孔作业中,为了保证位置的准确性,一般要使用特制模具,套模钻孔,孔的深度和直径要符合设计要求。固定的胀锚螺栓、树脂灌注螺栓要严格按照设计要求和产品说明书的规定执行,而且要按设计规定时间和检测标准进行拉力测试。
2. 3支持结构的安装
(1) 悬挂定位装置安装
悬挂及定位装置（见图1）安装前应对每个悬挂及定位装置的类型进行复核,然后将悬挂及定位装置按设计要求进行安装。京九线隧道除孟良山隧道采用了54组悬挂定位装置2形式外，其余均采用悬挂定位装置1形式。
悬挂定位装置1悬挂定位装置2
图 1悬挂定位装置
(2) 汇流排的安装
汇流排可以从锚段关节第一定位处开始向另一端安装,安装时首先要在安装起点的第一个定位点处安装终端汇流排。第一个定位悬挂线夹安装在标记处,线夹固定住汇流排。同时在此悬挂线夹两端和第二个定位点处两端安装临时锚固线夹,卡紧汇流排,防止汇流排在安装过程中顺线路滑动。终端汇流排安装好后,按汇流排编号顺序依次对接安装，对接汇流排应在同一条直线上,并按照设计要求进行紧固。汇流排安装完毕后,进行中心锚结安装,最后拆除第一、二定位点处的临时锚固线夹。
2. 4 中心锚结安装
当汇流排安装完毕,中心锚结所在跨距两端悬挂点上汇流排拉出值导高已调整到设计位置后,即可进行中心锚结的安装（见图2）。一般直线上,中心锚结底座中心线位于汇流排中心线正上方;曲线上,中心锚结底座中心线位于中心锚结锚固点处汇流排中心线的延长线的正上方。中心锚结安装调整到位后,两端锚结绳的张力应一致,且不能使锚固点出现负弛度。
图2中心锚结示意图
2. 5 剛柔过渡段的安装
京九线刚性悬挂采用切槽汇流排贯通式的刚柔过渡方法（见图3）。刚柔过渡区段应设在直线平坡区段,不宜设在曲线区段和坡度区段。刚柔过渡段接触线高度应等高,不宜在刚柔过渡段中进行导高坡度变化的布置。
安装时应按设计的要求设定刚柔过渡段的起始点。过渡段汇流排安装应从刚柔过渡端起始点开始。柔性悬挂一支接触线被嵌入切槽汇流排后, 立即紧固切槽式汇流排的配套螺栓并达到设计规定的力矩值,接着安装锚固线夹。切槽汇流排应严格按设计位置安装,并保持其处于平衡状态,其前端4 m 之内,不得安装柔性悬挂的吊弦。此跨柔性悬挂吊弦应进行合理布置,确保刚柔过渡实现平滑过渡。切槽汇流排在刚柔过渡起始点处不应形成下压或上抬力,不能形成硬点。
图3刚柔过渡段示意图
2. 6接触导线架设安装
京九线孟良山、碾子湾等4座隧道刚性悬挂采用接触线不截断架设，其施工过程如下:
(1) 在刚性悬挂接触线架设的始端加紧汇流排上,安装并调整好架线小车和电动涂油装置（见图4）。从始端把接触线导入汇流排,同时把接触线镶拉入汇流排沟槽内。接触线用专用小车拉镶入汇流排中后,应立即对刚柔过渡加紧汇流排和汇流排接头部位进行紧固。注意接触线两边沟槽内必须涂入导电油脂。接触网架线车架线安装的组合方式见图5 。
图4 电动涂油装备和架线小车图
图5 接触网架线车架线安装示意图
(2) 架线车组架设接触线时,一般行驶速度不大于5 km/h , 架设接触线时的初始张力一般以1. 0～ 1. 5 kN 为宜。架线小车前设一人负责扶正导线, 使接触线燕尾端位于汇流排开口正下方,并平行于汇流排以确保架设作业顺利进行。同时在架线小车后面,应设专人仔细检查接触线嵌入状况。如发现接触线嵌入不到位,及时通知施工负责人停车, 将架线小车后退出此段线(这里需要注意的是张力放线车绝对不许后退),重新用架线小车将接触线嵌入汇流排。
2. 7 膨胀元件安装及调试
膨胀接头作为刚性悬挂接触网各锚段间衔接的温度补偿构件（见图6）。具体安装及调整如下：
(1) 测定环境的气温，并从膨胀元件安装曲线 (不同环境气温相应的空隙值G)中找出相应的空隙值G，然后按此值在4000mm 的跨度中央建立一个断开的空隙。可能需要切汇流排，切割后应把断面上的棱边及毛刺除去。膨胀接头两端的接触线应与汇流排的自由端面对齐切断，并在断面上形成一楔斜面。
(2) 安装完成后，首先检查膨胀关节横线路方向整体的水平效果，可以通过调整吊柱化学锚栓的螺母进行调节。然后检查膨胀关节与汇流排连接处受电弓的过渡部分，用模拟受电弓（铝合金水平尺）反复进行检测，消除硬点。
图6 1000型膨胀元件图
2. 8 调整
由于刚性悬挂对接触线的高度、拉出值要求非常严格。其调整的技术要求：
(1) 接触线高度应符合设计要求,允许施工误差为±5 mm , 设计高度变化时,其坡度变化应不大于0.2 % 。
(2) 悬挂点处拉出值允许误差±30mm，保证汇流排呈现正弦波的布置的圆滑曲线；膨胀关节两侧的2个（共4个）悬挂点的拉出值要求同向误差10mm以内。
(3) 导线工作面调整:垂直悬吊定位通过调节悬吊槽钢平行于轨面,使导线工作面平行于两轨面连线(导线与汇流排垂直中心线调至与两轨面连线垂直),避免接触线发生偏磨现象。
3 施工中应注意的问题
(1)汇流排安装和接触导线架设是刚性悬挂安装的两个关键性工序,它的安装质量对整个刚性接触网来说是至关重。因为导线接头处不但处理困难,而且要经过一个磨合的,是影响列车运行状态的关键环节。
(2)调试过程中，用棉纱擦除汇流排下方导线上多余的油脂，同时检查导线的入槽（汇流排燕尾槽）情况。
结束语
该项施工技术已在京九线多个低净隧道电气化施工中采用，目前京九电气化已送电开通，检测及运营效果良好。接触网刚性悬挂施工技术系统性强、且在不断创新中,限于作者水平，文中不妥之处敬请专家批评指正。
参考文献
1 李金华. 架空刚性悬挂的技术分析. 城市轨道交通研究,2000 , (1) :33～37
2 韩兰贵,周振平. 张力等效负载法在接触网双线索架设中的应用. 城市轨道交通研究,2002 , (3) :74～77
3 京九铁路电气化工程淮滨至向塘段隧道内刚性悬挂接触网安装图及其零件说明书，2009
作 者 简 介:
张世峰（1980.07—），铁路电气化工程师，就职于中铁电气化局集团。
关键词接触网,刚性悬挂,施工方法
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
0 前言
刚性接触网悬挂是一种工程造价低、安全可靠、无或少维修的供电方式。它在国外应用较为成熟，在我国起步较晚,施工技术尚在探索之中。随着我国铁路大规模的建设，刚性悬挂接触网将以其明显的优势在铁路和城市地铁中越来越凸现出广阔的应用前景。
1刚性悬挂接触网的结构和特点
刚性悬挂接触网主要有铝合金汇流排、接触线、绝缘元件和悬挂装置组成 。其中铝合金汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。根据铝合金汇流排截面的不同又分为T 型与Π型两种。Π型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式镶线车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入虎口槽内;其二,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性好。京九线的孟良山隧道、碾子湾隧道、新集隧道、新庙港隧道刚性悬挂采用Π型结构的PAC110 型汇流排，每节长12 m。
刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、费用较低等特点,但是它的施工难度比柔性悬挂高、安装精度要求高。刚性接触网的允许速度一般为80～120 km/ h 。
2 施工过程
由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触网系统的安装精度高,调节范围小,因此京九线隧道刚性悬挂施工时从施工测量、打孔及灌注、支持结构的安装、中心锚结安装、刚柔过渡段的安装、接触导线架设安装、膨胀元件安装及调试、调整等几方面控制施工质量，实现一次安装到位。
2. 1 施工测量
在进行刚性接触悬挂施工测量前,应先确定起测点,然后再进行纵向、横向测量。京九线4个隧道测量起点从刚性悬挂段锚段关节的第一个定位点开始，按设计图纸里程布置,以沿线准确的里程标记为准进行放线测量。测量时使用精密测量的激光测距仪、数显水平尺等工具，保证测量的准确度。测量结束后用油漆在隧道壁将悬挂点位置进行明显标注，便于后期施工。
2. 2 打孔及灌注
在打孔作业中,为了保证位置的准确性,一般要使用特制模具,套模钻孔,孔的深度和直径要符合设计要求。固定的胀锚螺栓、树脂灌注螺栓要严格按照设计要求和产品说明书的规定执行,而且要按设计规定时间和检测标准进行拉力测试。
2. 3支持结构的安装
(1) 悬挂定位装置安装
悬挂及定位装置（见图1）安装前应对每个悬挂及定位装置的类型进行复核,然后将悬挂及定位装置按设计要求进行安装。京九线隧道除孟良山隧道采用了54组悬挂定位装置2形式外，其余均采用悬挂定位装置1形式。
悬挂定位装置1悬挂定位装置2
图 1悬挂定位装置
(2) 汇流排的安装
汇流排可以从锚段关节第一定位处开始向另一端安装,安装时首先要在安装起点的第一个定位点处安装终端汇流排。第一个定位悬挂线夹安装在标记处,线夹固定住汇流排。同时在此悬挂线夹两端和第二个定位点处两端安装临时锚固线夹,卡紧汇流排,防止汇流排在安装过程中顺线路滑动。终端汇流排安装好后,按汇流排编号顺序依次对接安装，对接汇流排应在同一条直线上,并按照设计要求进行紧固。汇流排安装完毕后,进行中心锚结安装,最后拆除第一、二定位点处的临时锚固线夹。
2. 4 中心锚结安装
当汇流排安装完毕,中心锚结所在跨距两端悬挂点上汇流排拉出值导高已调整到设计位置后,即可进行中心锚结的安装（见图2）。一般直线上,中心锚结底座中心线位于汇流排中心线正上方;曲线上,中心锚结底座中心线位于中心锚结锚固点处汇流排中心线的延长线的正上方。中心锚结安装调整到位后,两端锚结绳的张力应一致,且不能使锚固点出现负弛度。
图2中心锚结示意图
2. 5 剛柔过渡段的安装
京九线刚性悬挂采用切槽汇流排贯通式的刚柔过渡方法（见图3）。刚柔过渡区段应设在直线平坡区段,不宜设在曲线区段和坡度区段。刚柔过渡段接触线高度应等高,不宜在刚柔过渡段中进行导高坡度变化的布置。
安装时应按设计的要求设定刚柔过渡段的起始点。过渡段汇流排安装应从刚柔过渡端起始点开始。柔性悬挂一支接触线被嵌入切槽汇流排后, 立即紧固切槽式汇流排的配套螺栓并达到设计规定的力矩值,接着安装锚固线夹。切槽汇流排应严格按设计位置安装,并保持其处于平衡状态,其前端4 m 之内,不得安装柔性悬挂的吊弦。此跨柔性悬挂吊弦应进行合理布置,确保刚柔过渡实现平滑过渡。切槽汇流排在刚柔过渡起始点处不应形成下压或上抬力,不能形成硬点。
图3刚柔过渡段示意图
2. 6接触导线架设安装
京九线孟良山、碾子湾等4座隧道刚性悬挂采用接触线不截断架设，其施工过程如下:
(1) 在刚性悬挂接触线架设的始端加紧汇流排上,安装并调整好架线小车和电动涂油装置（见图4）。从始端把接触线导入汇流排,同时把接触线镶拉入汇流排沟槽内。接触线用专用小车拉镶入汇流排中后,应立即对刚柔过渡加紧汇流排和汇流排接头部位进行紧固。注意接触线两边沟槽内必须涂入导电油脂。接触网架线车架线安装的组合方式见图5 。
图4 电动涂油装备和架线小车图
图5 接触网架线车架线安装示意图
(2) 架线车组架设接触线时,一般行驶速度不大于5 km/h , 架设接触线时的初始张力一般以1. 0～ 1. 5 kN 为宜。架线小车前设一人负责扶正导线, 使接触线燕尾端位于汇流排开口正下方,并平行于汇流排以确保架设作业顺利进行。同时在架线小车后面,应设专人仔细检查接触线嵌入状况。如发现接触线嵌入不到位,及时通知施工负责人停车, 将架线小车后退出此段线(这里需要注意的是张力放线车绝对不许后退),重新用架线小车将接触线嵌入汇流排。
2. 7 膨胀元件安装及调试
膨胀接头作为刚性悬挂接触网各锚段间衔接的温度补偿构件（见图6）。具体安装及调整如下：
(1) 测定环境的气温，并从膨胀元件安装曲线 (不同环境气温相应的空隙值G)中找出相应的空隙值G，然后按此值在4000mm 的跨度中央建立一个断开的空隙。可能需要切汇流排，切割后应把断面上的棱边及毛刺除去。膨胀接头两端的接触线应与汇流排的自由端面对齐切断，并在断面上形成一楔斜面。
(2) 安装完成后，首先检查膨胀关节横线路方向整体的水平效果，可以通过调整吊柱化学锚栓的螺母进行调节。然后检查膨胀关节与汇流排连接处受电弓的过渡部分，用模拟受电弓（铝合金水平尺）反复进行检测，消除硬点。
图6 1000型膨胀元件图
2. 8 调整
由于刚性悬挂对接触线的高度、拉出值要求非常严格。其调整的技术要求：
(1) 接触线高度应符合设计要求,允许施工误差为±5 mm , 设计高度变化时,其坡度变化应不大于0.2 % 。
(2) 悬挂点处拉出值允许误差±30mm，保证汇流排呈现正弦波的布置的圆滑曲线；膨胀关节两侧的2个（共4个）悬挂点的拉出值要求同向误差10mm以内。
(3) 导线工作面调整:垂直悬吊定位通过调节悬吊槽钢平行于轨面,使导线工作面平行于两轨面连线(导线与汇流排垂直中心线调至与两轨面连线垂直),避免接触线发生偏磨现象。
3 施工中应注意的问题
(1)汇流排安装和接触导线架设是刚性悬挂安装的两个关键性工序,它的安装质量对整个刚性接触网来说是至关重。因为导线接头处不但处理困难,而且要经过一个磨合的,是影响列车运行状态的关键环节。
(2)调试过程中，用棉纱擦除汇流排下方导线上多余的油脂，同时检查导线的入槽（汇流排燕尾槽）情况。
结束语
该项施工技术已在京九线多个低净隧道电气化施工中采用，目前京九电气化已送电开通，检测及运营效果良好。接触网刚性悬挂施工技术系统性强、且在不断创新中,限于作者水平，文中不妥之处敬请专家批评指正。
参考文献
1 李金华. 架空刚性悬挂的技术分析. 城市轨道交通研究,2000 , (1) :33～37
2 韩兰贵,周振平. 张力等效负载法在接触网双线索架设中的应用. 城市轨道交通研究,2002 , (3) :74～77
3 京九铁路电气化工程淮滨至向塘段隧道内刚性悬挂接触网安装图及其零件说明书，2009
作 者 简 介:
张世峰（1980.07—），铁路电气化工程师，就职于中铁电气化局集团。