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摘要:接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网的施工技术和施工工艺是影响铁路的运行状态的重要因素。所以,要保证铁路接触网安全可靠和经济高效运行,除选用高质量的材料外,必须针对其施工难点和重点进行广泛、深入细致的研究,从而掌握其施工关键技术。
关键词:接触网;合理性;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着铁路运能的不断增加以及列车速度的不断提升,铁路进行了六次大提速,主要进行了区间的线路曲线半径改造和站场内的到发线加长以及更换道岔工程,以满足重载列车运行要求,接触网配合改造施工显得十分重要。接触网是高速电气化铁路牵引供电系统的重要设备,接触网的施工技术和施工工艺是影响其运行状态的重要因素。对于高速电气化铁路接触网来说,标准速度下的接触网施工标准与技术已不再适用,必须加以改进或采用新技术。对于电气化铁路接触网来说,标准速度下的接触网施工标准与技术必须加以改进或采用新技术,才能保证高速铁路接触网的安全可靠和经济高效运行,针对不同形式的铁路系统找出其施工难点和重点,深入研究掌握其施工关键技术。
1 接触网与线路的关系
要解决接触网工程与路基工程配合问题:①问题是接触网工程待路基沉降量达到一定要求再介入。②解决铺架的轨顶标高与线路中心平顺性变化的问题。根据《铁路客运专线施工技术》的基本标准要求,针对接触网与线路的关系中,从基础与支柱、支柱与悬挂装配等分析接触网在高速铁路施工的方法。
接触悬挂系统中,支持装置的结构形式、零部件的形式、性能和质量直接影响到受流的好坏,对提高接触网的安全可靠至关重要,虽然目前我国零部件已有了较大发展,一些常用零件基本形成了标准化、系列化,并发布了接触网零件标准及通用技术条件,但对于高速电气化铁路,有些零件并不适用,有应力集中点。比如曲线半径较小处定位线夹处、线岔、电连接和装配结构等原因,按目前我国广泛采用的接触悬挂装配形式,每公里就有170~210 处可能出现的硬点或应力集中点。如何减轻硬点处的冲击力,避免打弓是我们在施工环节上需要采取必要的措施并消除应力集中点。
线岔调整不好或受电弓抬高量过大,很容易引起钻弓事故,而线岔处安装调整又是一个技术难度较大的施工项目,受动态环境影响大,与受电弓端部相切的接触悬挂装置就是一处分支侧面隐患冲击点。因此,国外许多高速线上普遍采用无交叉线岔,有的是线岔装置,有的是“增设名为引导接触悬挂第三条接触悬挂”。不论受电弓从正线到渡线,从渡线到正线,引导接触悬挂的导线都起到一种过渡作用,使接触悬挂增加了弹性,平稳受流良好,但安装调整比较麻烦。
2 整体吊弦技术
在目前的高速铁路接触网中,因机械强度高、耐腐蚀性能耗、使用寿命长、施工方便等原因,铜合金绞线制成的整体吊弦逐步替代了传统的环节吊弦。整体吊弦有压接式和螺栓可调式两种类型。只有准确计算出整体吊弦的长度,才能使整体吊弦的预制安装一次成功。
2.1 技术特点
高速电气化铁路接触网吊弦一般采用了不可调载流,它两端作永久固定,加工一次成型,一次安装到位,不可调整,故在悬挂弹性和受流方面都体现出了更好的优越性,突出了接触网设备“高可靠,少维修”的技术要求。整体吊弦施工技术及工艺要求严格:
(1)对原始数据的采集精度要求高,必须采用精密仪器进行原始数据检测;
(2)对整体吊弦计算的速度和准确度要求高,必须有计算机进行计算;
(3)对整体吊弦的制作精度要求高,必须进行工厂化精加工。
2.2 施工方法
整体吊弦的施工方法主要是:采用激光测距仪、经纬仪等进行原始数据的精确采集:建立数据库,编制专用计算程序:输入原始数据与计算条件,经计算机分析计算后打印实际所需的计算结果:根据结果进行工厂化精加工,误差为±1.5mm,并对预配结果进行复核、编序、包装等:用安装作业车进行现场安装,并对安装结果进行检测以确保达标。
3 接触网施工技术
3.1 树立系统、动态、变化的观念
从接触网施工角度来看,对接触网方面考虑的多,受电弓方面考虑的少:静态因素考虑的多动态因素考虑的少:不变因素考虑的多,变化的因素考虑的少。而高速接触网则相应把接触网———受电弓当成一个系统,统一研究其工序、工艺和方法,对于接触网负荷不仅考虑静态负荷,还要考虑动态负荷,甚至是空气动力学。弓网关系是高速电气化铁路存在的主要问题之一,它是衡量高速接触悬挂装置的重要质量标准,接触网受流质量可由:离线接率,触线的平均抬升值,受电弓最大垂直振幅,平均接触压力,接触压力不均匀系数,接触网动弹性的平均值,接触网动弹性差异系数表述。
其中包括静态和动态综合指标,受流质量的好坏直接影响高速行车的安全,因为在高速作用下,受电弓与接触导线均产生较大振动,导致接触导线动抬升量变化加剧。迫使受电弓滑板不能很好追随接触导线的振动轨迹,从而造成离线,产生火花和有害电弧,这将对导线产生干扰,使接触导线和受电弓滑板磨耗加剧。而减少离线率,提高受流质量,从工程施工角度看,取决于接触网悬挂系统的性能,其系统在工序、工艺、方法上应能保证提高速度与增加列车密度的需要,同时还应考虑减少维修工作,降低成本,提高可靠性等因素。对于高速运行时,由于谐振造成的离线现象,除了在设计加大导线张力之外,施工时在接触导线上留有一定弛度,使其弹性分布均匀,抵消跨中较大的动抬升量,減小接触压力不均匀系数,从而达到提高接触网的稳定性,改善受流质量的目的。对于接触网系统旌工中,常规是测量悬挂点处导线高度和拉出值指标来衡量接触网的好坏,但相当于高速电气化接触网工程的系统,需要进行各个施工环节尺寸精度提高来满足接触网静态弹性指标,包括使受电弓激发的接触线周期振动振幅减小,达到弹性均匀,减少离线率。
要保证高速弓网系统的安全可靠和经济运行,除在弓网系统设计时选用高质量、高性能的受电弓和高速运行指标优异的接触网,并保证二者具有良好的匹配外,还必须针对不同形式的高速弓网系统找出接触网在施工过程中的主要技术控制点,并进行广泛、深入细致的研究,掌握其施工的关键技术,确保施工质量,消除因施工对弓网系统造成的附加干扰。
3.2 合理确定全补偿链形悬挂的张力及分配
我国全补偿链形悬挂的张力近十年逐步增大到3t系,增大承力索张力有利于提高接触网的稳定性,提高受流质量,但也造成允许磨耗面积减小。接触网的质量是接触网施工中最重要的因素,它关系到接触网的线型选择,工程造价、使用寿命。因而施工中需要严格控制承力索接触线的锚段长度:正确安装悬吊滑轮和补偿装置;严格控制张力增量,使接触线的张力均匀。
3.3 注意克服接触线死弯、硬点
接触线架设除了使用恒张力架设外,接触线架设后是坚决不允许施工人员踩踏线作业的。对电连接线夹、定位器等大重量零件也应注意减少死弯硬点。对于定位器一方面要满足降低绞接点,另一方面又要有一定的抬升量,用常规的定位器安装坡度是不能满足高速需求的。安装的定位器除应具备一般功能外,还应调整限位抬高量,保证受电弓可靠的通过定位器,降低硬点效应。
3.4 接触网上部安装一次到位
接触网上部安装及接触悬挂安装应保证悬挂装置安装的一次到位、吊弦的安装一次到位,这就需要接触网上部支持装置及整体吊弦采用计算机计算预制,安装宜采用专用的施工机具施工,检测采用较高精度的接触网专用仪器检测,达到上部施工程序化、数据化的要求。
4 结束语
我国在高速接触网施工组织、施工技术、管理、施工工艺、工机具及仪器仪表配置等方面尚经验不足,各发达国家已有多年的高速铁路接触网施工经验,其先进的施工组织、科学的施工工艺、适宜的工机具及仪器仪表确保了施工安全、工程质量和受电弓一接触网的良好运行。我们应根据实际情况,学习、消化吸收国外的先进经验,对我国高速接触网施工进行深入细致的研究总结并做好技术。
关键词:接触网;合理性;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着铁路运能的不断增加以及列车速度的不断提升,铁路进行了六次大提速,主要进行了区间的线路曲线半径改造和站场内的到发线加长以及更换道岔工程,以满足重载列车运行要求,接触网配合改造施工显得十分重要。接触网是高速电气化铁路牵引供电系统的重要设备,接触网的施工技术和施工工艺是影响其运行状态的重要因素。对于高速电气化铁路接触网来说,标准速度下的接触网施工标准与技术已不再适用,必须加以改进或采用新技术。对于电气化铁路接触网来说,标准速度下的接触网施工标准与技术必须加以改进或采用新技术,才能保证高速铁路接触网的安全可靠和经济高效运行,针对不同形式的铁路系统找出其施工难点和重点,深入研究掌握其施工关键技术。
1 接触网与线路的关系
要解决接触网工程与路基工程配合问题:①问题是接触网工程待路基沉降量达到一定要求再介入。②解决铺架的轨顶标高与线路中心平顺性变化的问题。根据《铁路客运专线施工技术》的基本标准要求,针对接触网与线路的关系中,从基础与支柱、支柱与悬挂装配等分析接触网在高速铁路施工的方法。
接触悬挂系统中,支持装置的结构形式、零部件的形式、性能和质量直接影响到受流的好坏,对提高接触网的安全可靠至关重要,虽然目前我国零部件已有了较大发展,一些常用零件基本形成了标准化、系列化,并发布了接触网零件标准及通用技术条件,但对于高速电气化铁路,有些零件并不适用,有应力集中点。比如曲线半径较小处定位线夹处、线岔、电连接和装配结构等原因,按目前我国广泛采用的接触悬挂装配形式,每公里就有170~210 处可能出现的硬点或应力集中点。如何减轻硬点处的冲击力,避免打弓是我们在施工环节上需要采取必要的措施并消除应力集中点。
线岔调整不好或受电弓抬高量过大,很容易引起钻弓事故,而线岔处安装调整又是一个技术难度较大的施工项目,受动态环境影响大,与受电弓端部相切的接触悬挂装置就是一处分支侧面隐患冲击点。因此,国外许多高速线上普遍采用无交叉线岔,有的是线岔装置,有的是“增设名为引导接触悬挂第三条接触悬挂”。不论受电弓从正线到渡线,从渡线到正线,引导接触悬挂的导线都起到一种过渡作用,使接触悬挂增加了弹性,平稳受流良好,但安装调整比较麻烦。
2 整体吊弦技术
在目前的高速铁路接触网中,因机械强度高、耐腐蚀性能耗、使用寿命长、施工方便等原因,铜合金绞线制成的整体吊弦逐步替代了传统的环节吊弦。整体吊弦有压接式和螺栓可调式两种类型。只有准确计算出整体吊弦的长度,才能使整体吊弦的预制安装一次成功。
2.1 技术特点
高速电气化铁路接触网吊弦一般采用了不可调载流,它两端作永久固定,加工一次成型,一次安装到位,不可调整,故在悬挂弹性和受流方面都体现出了更好的优越性,突出了接触网设备“高可靠,少维修”的技术要求。整体吊弦施工技术及工艺要求严格:
(1)对原始数据的采集精度要求高,必须采用精密仪器进行原始数据检测;
(2)对整体吊弦计算的速度和准确度要求高,必须有计算机进行计算;
(3)对整体吊弦的制作精度要求高,必须进行工厂化精加工。
2.2 施工方法
整体吊弦的施工方法主要是:采用激光测距仪、经纬仪等进行原始数据的精确采集:建立数据库,编制专用计算程序:输入原始数据与计算条件,经计算机分析计算后打印实际所需的计算结果:根据结果进行工厂化精加工,误差为±1.5mm,并对预配结果进行复核、编序、包装等:用安装作业车进行现场安装,并对安装结果进行检测以确保达标。
3 接触网施工技术
3.1 树立系统、动态、变化的观念
从接触网施工角度来看,对接触网方面考虑的多,受电弓方面考虑的少:静态因素考虑的多动态因素考虑的少:不变因素考虑的多,变化的因素考虑的少。而高速接触网则相应把接触网———受电弓当成一个系统,统一研究其工序、工艺和方法,对于接触网负荷不仅考虑静态负荷,还要考虑动态负荷,甚至是空气动力学。弓网关系是高速电气化铁路存在的主要问题之一,它是衡量高速接触悬挂装置的重要质量标准,接触网受流质量可由:离线接率,触线的平均抬升值,受电弓最大垂直振幅,平均接触压力,接触压力不均匀系数,接触网动弹性的平均值,接触网动弹性差异系数表述。
其中包括静态和动态综合指标,受流质量的好坏直接影响高速行车的安全,因为在高速作用下,受电弓与接触导线均产生较大振动,导致接触导线动抬升量变化加剧。迫使受电弓滑板不能很好追随接触导线的振动轨迹,从而造成离线,产生火花和有害电弧,这将对导线产生干扰,使接触导线和受电弓滑板磨耗加剧。而减少离线率,提高受流质量,从工程施工角度看,取决于接触网悬挂系统的性能,其系统在工序、工艺、方法上应能保证提高速度与增加列车密度的需要,同时还应考虑减少维修工作,降低成本,提高可靠性等因素。对于高速运行时,由于谐振造成的离线现象,除了在设计加大导线张力之外,施工时在接触导线上留有一定弛度,使其弹性分布均匀,抵消跨中较大的动抬升量,減小接触压力不均匀系数,从而达到提高接触网的稳定性,改善受流质量的目的。对于接触网系统旌工中,常规是测量悬挂点处导线高度和拉出值指标来衡量接触网的好坏,但相当于高速电气化接触网工程的系统,需要进行各个施工环节尺寸精度提高来满足接触网静态弹性指标,包括使受电弓激发的接触线周期振动振幅减小,达到弹性均匀,减少离线率。
要保证高速弓网系统的安全可靠和经济运行,除在弓网系统设计时选用高质量、高性能的受电弓和高速运行指标优异的接触网,并保证二者具有良好的匹配外,还必须针对不同形式的高速弓网系统找出接触网在施工过程中的主要技术控制点,并进行广泛、深入细致的研究,掌握其施工的关键技术,确保施工质量,消除因施工对弓网系统造成的附加干扰。
3.2 合理确定全补偿链形悬挂的张力及分配
我国全补偿链形悬挂的张力近十年逐步增大到3t系,增大承力索张力有利于提高接触网的稳定性,提高受流质量,但也造成允许磨耗面积减小。接触网的质量是接触网施工中最重要的因素,它关系到接触网的线型选择,工程造价、使用寿命。因而施工中需要严格控制承力索接触线的锚段长度:正确安装悬吊滑轮和补偿装置;严格控制张力增量,使接触线的张力均匀。
3.3 注意克服接触线死弯、硬点
接触线架设除了使用恒张力架设外,接触线架设后是坚决不允许施工人员踩踏线作业的。对电连接线夹、定位器等大重量零件也应注意减少死弯硬点。对于定位器一方面要满足降低绞接点,另一方面又要有一定的抬升量,用常规的定位器安装坡度是不能满足高速需求的。安装的定位器除应具备一般功能外,还应调整限位抬高量,保证受电弓可靠的通过定位器,降低硬点效应。
3.4 接触网上部安装一次到位
接触网上部安装及接触悬挂安装应保证悬挂装置安装的一次到位、吊弦的安装一次到位,这就需要接触网上部支持装置及整体吊弦采用计算机计算预制,安装宜采用专用的施工机具施工,检测采用较高精度的接触网专用仪器检测,达到上部施工程序化、数据化的要求。
4 结束语
我国在高速接触网施工组织、施工技术、管理、施工工艺、工机具及仪器仪表配置等方面尚经验不足,各发达国家已有多年的高速铁路接触网施工经验,其先进的施工组织、科学的施工工艺、适宜的工机具及仪器仪表确保了施工安全、工程质量和受电弓一接触网的良好运行。我们应根据实际情况,学习、消化吸收国外的先进经验,对我国高速接触网施工进行深入细致的研究总结并做好技术。