引言

在我國鐵路建設(shè)中,時(shí)速250km以下的電氣化鐵路一般采用有碓道床,在道床穩(wěn)定前軌面高度經(jīng)常發(fā)生變化,給站后接觸導(dǎo)線高度調(diào)整帶來很多困難。多數(shù)線路由于工期原因,供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)線索一般在軌道鋪架后、線路穩(wěn)定前就開始架設(shè)調(diào)整,為避免建成后接觸導(dǎo)線高度大面積普遍偏低或偏高,超出設(shè)計(jì)允許值,本文從多方面分析了接觸線高度超限原因,提出了應(yīng)采取的技術(shù)措施,以最終滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范的要求,同時(shí)能減少二系懸掛調(diào)整,提高生產(chǎn)效率,保證電力機(jī)車穩(wěn)定取流。

1既往工程案例

以下是對新建有碓軌道及既有鐵路線電氣化改造工程(含線路取直改造)部分資料的研究。

(1)時(shí)速200km新建有碓軌道(南廣客運(yùn)專線項(xiàng)目采取技術(shù)措施前無接觸檢測資料)。接觸懸掛類型:簡單鏈形懸掛:檢測車速:50km/h:接觸導(dǎo)線高度:6100mm:結(jié)構(gòu)高度:1400mm。

南廣客運(yùn)專線項(xiàng)目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所示。

從表1數(shù)據(jù)可以看出,接觸導(dǎo)線高度成區(qū)段超出允許偏差/30mm,接觸線高度必須二次調(diào)整才能滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),通過質(zhì)量驗(yàn)收。

(2)時(shí)速120km普速鐵路改造項(xiàng)目(柳南鐵路改造項(xiàng)目采取相應(yīng)技術(shù)措施后無接觸檢測資料)。接觸網(wǎng)懸掛類型:簡單鏈形懸掛:檢測車速:50km/h:導(dǎo)線高度:6450mm:結(jié)構(gòu)高度:1400mm。

柳南鐵路改造項(xiàng)目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分?jǐn)?shù)據(jù)如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)可以看出,采取相關(guān)技術(shù)措施后,效果相對顯著,檢測結(jié)果基本都能滿足規(guī)范要求,符合設(shè)計(jì)文件要求的接觸導(dǎo)線高度。

2接觸導(dǎo)線高度偏差較大的原因分析

綜合資料及既有施工經(jīng)驗(yàn)分析,造成接觸導(dǎo)線高度成區(qū)段偏高或偏低的原因很多,有軌道線路的原因(有碓道床軌道高度不穩(wěn)定),也有測量、吊弦計(jì)算與預(yù)制、吊弦安裝、墜能補(bǔ)償張力、作業(yè)人員及環(huán)境溫度的原因等,下面對主要原因進(jìn)行分析說明。

2.1軌道線路引起接觸線高度變化的原因分析

軌道線路引起接觸線高度變化,主要是有碓道床不穩(wěn)定影響軌道標(biāo)高,導(dǎo)致接觸導(dǎo)線高度不符合設(shè)計(jì)要求。通過與軌道鋪架單位溝通了解,有碓軌道從開始施工到最終軌面標(biāo)高穩(wěn)定,中間有多次補(bǔ)碓、搗固、壓道等工序,四次、五次甚至更多次,最終才能形成設(shè)計(jì)要求的軌道標(biāo)高。站后測量計(jì)算吊弦所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí),參考的是未穩(wěn)定的軌面標(biāo)高,影響了測量數(shù)據(jù)的真實(shí)性,最終導(dǎo)致軌面標(biāo)高穩(wěn)定后接觸線高度有較大偏差。

2.2吊弦計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量引起吊弦長度誤差的原因分析

引起吊弦測量誤差的原因是多方面的,主要有:(1)測量方法與工具,比如,用接觸網(wǎng)激光測量儀,測量的是承力索的下底面,用傳統(tǒng)測量工具(測桿)測量的是承力索的頂面高度,所以在軟件計(jì)算時(shí)要考慮測量工具:(2)有的區(qū)段在導(dǎo)線架設(shè)前進(jìn)行承力索高度測量,未考慮導(dǎo)線架設(shè)后腕臂因承受接觸導(dǎo)線荷載腕臂頭略有降低,形成幾毫米的誤差,導(dǎo)致吊弦計(jì)算后偏長,接觸導(dǎo)線高度稍微降低:(3)吊弦計(jì)算縱向跨距測量,起點(diǎn)與終點(diǎn)未準(zhǔn)確從懸掛定位點(diǎn)開始:(4)直鏈型接觸懸掛測量時(shí),承力索拉出值未調(diào)整到設(shè)計(jì)位置。

2.3吊弦預(yù)制過程產(chǎn)生長度誤差的原因分析

吊弦預(yù)制過程產(chǎn)生的誤差主要來自兩個(gè)方面:一是吊弦預(yù)制過程中,吊弦線長度裁切存在誤差,一般在1~2mm:二是吊弦線與心形環(huán)壓接時(shí)精度控制誤差,一般也會在1~2mm。因此,吊弦預(yù)制后的長度與計(jì)算長度會存在誤差。

2.4吊弦安裝導(dǎo)致接觸線高度變化的原因分析

一是吊弦點(diǎn)布置測量的問題,測量未遵照從懸掛點(diǎn)開始向跨中測量的要求,把測量誤差留在了臨近懸掛點(diǎn)處:二是吊弦點(diǎn)布置位置誤差過大,尤其是懸掛點(diǎn)兩側(cè)第一根吊弦安裝位置偏差過大,對接觸線的高度影響最大。

2.5墜輪補(bǔ)償張力引起接觸線高度變化的原因分析吊弦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量時(shí)墜能張力不夠,引起測量數(shù)

據(jù)偏小:或者是墜能在錨柱側(cè)捫死,氣溫較低時(shí)測量,引起測量數(shù)據(jù)偏大等。

2.6作業(yè)人員的原因分析

由于責(zé)任心不強(qiáng),作業(yè)人員未按照要求作業(yè)或不注重工藝細(xì)節(jié),比如,吊弦安裝時(shí)未按吊弦計(jì)算時(shí)確定的起始點(diǎn)開始照吊弦編號安裝,而是從另一個(gè)反方向的懸掛點(diǎn)開始安裝,導(dǎo)致錯(cuò)誤,造成接觸導(dǎo)線高度有偏差。

2.7環(huán)境溫度的原因分析

環(huán)境溫度對接觸線高度的影響,主要是由溫度變化引起線索張力變化,而張力補(bǔ)償裝置未能將張力補(bǔ)償均衡。

3預(yù)防措施與對策

根據(jù)造成接觸導(dǎo)線高度偏差的原因,應(yīng)有重點(diǎn)地分別采取相應(yīng)技術(shù)措施與對策,盡量避免或減少對接觸線高度的不利影響。

3.1對軌道線路原因采取的措施與對策

有碓軌道形成初期或形成過程中道床不穩(wěn)定,可以根據(jù)軌道線路縱斷面圖,采用模擬標(biāo)準(zhǔn)軌道標(biāo)高的方法,對吊弦計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。測量方法及原理:在自制的測量小車上安裝可調(diào)節(jié)高度的支架,將接觸網(wǎng)激光測距儀放置在調(diào)整支架上,然后根據(jù)線路軌道縱斷面圖上的軌道標(biāo)高,利用站前施工單位設(shè)立的CIm樁標(biāo)高,分別調(diào)整測量點(diǎn)近軌側(cè)、遠(yuǎn)軌側(cè)支架高度與設(shè)計(jì)軌面高度一致,然后打開激光測距儀測量承力索高度。這樣,測量計(jì)算的結(jié)果將是道床穩(wěn)定后以軌道實(shí)際標(biāo)高測量計(jì)算的結(jié)果。

3.2對吊弦計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量引起吊弦長度誤差的控制措施與對策

對測量工具引起的誤差,應(yīng)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量前先校核測量工具,比如用接觸網(wǎng)激光測量儀測量要加上半個(gè)承力索直徑的高度,用傳統(tǒng)測桿測量要減半個(gè)承力索直徑高度:針對腕臂承受接觸導(dǎo)線荷載后腕臂頭輕微降低的情形,可以通過選擇有代表性的腕臂頭加掛相當(dāng)于導(dǎo)線荷載的重物進(jìn)行預(yù)壓,得出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值,測量時(shí)從測量數(shù)據(jù)中扣除:縱向跨距測量誤差,可以通過在懸掛點(diǎn)掛吊墜的方式,在鋼軌上標(biāo)出測量的起點(diǎn)與終點(diǎn),然后再測量:對直鏈形懸掛承力索拉出值影響測量計(jì)算結(jié)果的原因,應(yīng)在吊弦數(shù)據(jù)測量前先將承力索拉出值調(diào)整到設(shè)計(jì)位置并固定牢固。

3.3對吊弦預(yù)制引起吊弦長度誤差的控制措施與對策

吊弦預(yù)制引起吊弦長度誤差可以采取改進(jìn)施工工藝、選取先進(jìn)工具的辦法控制,比如采用自動化程度高的數(shù)控整體吊弦預(yù)制平臺進(jìn)行預(yù)制,可以大大降低預(yù)制誤差。

3.4對吊弦安裝過程產(chǎn)生長度誤差的控制措施與對策

吊弦點(diǎn)布置,應(yīng)嚴(yán)格遵照從兩側(cè)懸掛點(diǎn)向跨中測量的技術(shù)要求,把測量誤差留在跨中。對懸掛點(diǎn)兩側(cè)第一根吊弦,可以采取接觸導(dǎo)線上懸掛吊墜的方法測量第一根吊弦的位置,然后按導(dǎo)線上的標(biāo)記準(zhǔn)確安裝第一根吊弦,保證懸掛點(diǎn)接觸導(dǎo)線高度。

3.5對墜輪張力引起接觸線高度變化采取的措施與對策

主要對策是在吊弦數(shù)據(jù)測量前將墜輪數(shù)量加夠,保證承力索張力符合設(shè)計(jì)要求,并檢查補(bǔ)償裝置處于自由活動狀態(tài),補(bǔ)償裝置如有臨時(shí)固定裝置應(yīng)拆除,保證承力索張力能在環(huán)境溫度變化時(shí)基本恒定不變,從而使基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3.6對作業(yè)人員原因采取的措施與對策

作業(yè)前進(jìn)行技術(shù)交底并加強(qiáng)責(zé)任心教育,施工過程中技術(shù)人員要加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)督導(dǎo),要求作業(yè)人員嚴(yán)格按照施工工藝方法作業(yè),保證作業(yè)質(zhì)量。

3.7對環(huán)境溫度原因采取的措施與對策

環(huán)境溫度對接觸線高度的影響無法從根本上完全消除,只能施工時(shí)選擇適宜的環(huán)境溫度,保證將環(huán)境溫度變化對接觸導(dǎo)線高度的影響控制到最小。

4結(jié)語

隨著電力機(jī)車運(yùn)行速度的提高,電力機(jī)車取流對接觸懸掛的要求越來越高,為保證受電弓取流時(shí)對接觸導(dǎo)線的壓力保持相對恒定,必須努力提高接觸網(wǎng)的施工技術(shù)水平,保證接觸導(dǎo)線處于同一高度(或在接觸導(dǎo)線高度變化區(qū)段保證接觸導(dǎo)線坡度符合要求)。為此,在施工過程中要精心測量,采用成熟軟件科學(xué)計(jì)算,使用先進(jìn)的吊弦預(yù)制平臺進(jìn)行吊弦預(yù)制并準(zhǔn)確編號,嚴(yán)格控制測量、安裝等施工過程,改進(jìn)施工工藝,選擇與施工工藝相適應(yīng)的環(huán)境溫度,把握控制好接觸線安裝高度,適應(yīng)電力機(jī)車高速運(yùn)行對接觸網(wǎng)的要求。