淺析接觸網腕臂計算方法

田弘揚

摘要：隨著電氣化鐵路的迅速發(fā)展以及不斷地提速，對電力牽引供電系統(tǒng)的施工工藝及精度要求也越來越高，特別是在接觸網專業(yè)的施工中，腕臂預制的精度高低直接影響著后期的整個網系統(tǒng)。本文主要從直線區(qū)段鏈型懸掛單腕臂中間柱和非絕緣關節(jié)雙腕臂轉換柱的計算公式的推導，簡要分析接觸網腕臂的預制。

關鍵詞：接觸網；腕臂；預制

1.腕臂計算的目的

當在既有非電化區(qū)段進行電化改造且既有鐵路線路中心及軌頂高程保持不變時，我們可以很準確的測量出組立之后支柱的準確側面限界，再依據設計導高、拉出值等參數可以較準確的計算出腕臂管長度；當處在新建電氣化鐵路區(qū)段時，很多時候會出現站前站后交叉施工的現象，此時為了更加快速、準確的實現腕臂安裝等一系列高空作業(yè)施工，就得將腕臂提前預制，可實現更快、更高效的批量化安裝。在腕臂的預制過程中，主要是根據現場實測數據以及設計給定的參數，計算出水平腕臂及斜腕臂的長度，再扣除各連接件的長度或高度，進而確定水平腕臂管和斜腕臂管的實際長度。由于各連接件之間空隙從在，避免安裝后的腕臂出現“低頭”現象，在扣料時還得適當的將斜腕臂管予以加長。

2.腕臂預制計算中的各項參數

在腕臂的預制計算中需要明確的各項參數有：根據設計平面圖、安裝圖，可以得到以下參數：導高、拉出值、結構高度、上下腕臂底座安裝間距、側面限界、曲線半徑、定位器長度、定位器安裝坡度等；需要現場測量得到的數據有：支柱斜率、支柱實際側面限界、定位點軌頂實際超高。因曲線半徑與定位點處外軌超高為曲線腕臂計算要素，本文暫不作介紹。

3.單腕臂正定位支柱的腕臂計算

單腕臂中間柱的腕臂計算，主要是以支柱實際測量的定位點側面限界為參考。

3.1平腕臂計算

如圖1所示：

從圖1中可以看出：O點為上腕臂底座安裝位置，A點為平腕臂末端。OA為平腕臂的計算長度，B點為承力索座安裝位置，D點為承力索安裝位置，G點為接觸線安裝位置，F點位定位點線路中心，EF為現場實測支柱側面限界。DG的延長線與軌面EF交于H點，C點為線路中心在平腕臂上的投影。H1為上腕臂底座安裝高度，H2為下腕臂底座安裝高度。ΔH為上下腕臂底座安裝間距。

當得出OA的計算長度后，就需要計算平腕臂的實際長度，也就是我們常說的扣料。首先，平腕臂的安裝方式是：底座+棒瓶+平腕臂的方式，所以只需要扣除腕臂底座及棒瓶的有效長度即可?？鄢^程中，需要注意的是，位置距離的計算，一般是把底座和棒瓶連接在一起以后，再測量。棒瓶和平腕臂的連接部位，是以連接的孔中心為測量點。

3.2斜腕臂的計算

斜腕臂的安裝方式是：底座+棒瓶+斜腕臂+套管雙耳的方式，在施工過程中，如果支柱一根一根計算會加大工程量，一般是進行批量計算，腕臂底座與套管雙耳的安裝方式與斜腕臂不在一條理論直線上，但是，我們主觀上認為在一條直線上進行計算。斜腕臂扣料方式與平腕臂一樣。在過去的幾年的工作中，由經驗得出，在斜腕臂扣料過程中，在得出實際長度以后，可以再加上1公分，因為斜腕臂兩端都是螺桿連接，連接孔的直徑與螺桿直徑不完全一樣，加上一公分以后，可以減小甚至消除這種誤差，從而預防腕臂低頭的可能。

4.非絕緣關節(jié)轉換柱雙腕臂的計算

雙腕臂轉換柱工作支的水平腕臂和斜腕臂的計算方法與中間柱的計算方法一樣；抬高支的腕臂計算，是以工作支水平腕臂的計算長度參照的。在雙腕臂計算中，可以從設計安裝圖紙中的到：工作支與抬高支的承導線安裝高度間距。一般轉換柱采用的，就是我們常說的“平二抬三”，絕緣關節(jié)常采用的是“平五抬五”。而且，水平線間距也有正負值之分，因為一個關節(jié)里，靠近下錨支柱的兩根轉換柱，其中一根支柱為開口，則另一根支柱為閉口。

4.1抬高支平腕臂的計算

4.2抬高支斜腕臂計算

如圖4所示

5.測量過程的一些建議

測量過程中，支柱斜率一般使用JDD-8型激光測距儀測量得出，但是混凝土支柱受壓面，是凹凸不平的，測量人員在測量的時候，有可能會因為測量參考點選取不當，得出錯誤的測量結果。所以，在支柱斜率測量時，一般需要進行二次測量，兩次的數據相比較，相差較大的，需要再次測量，兩次相近的，取平均值。另一種驗證方法是：使用靠尺。在支柱光面進行測量，得出的數據根據支柱自身斜率，反算受壓面斜率。這種測量方法的缺點是：主觀性較大，不能得出比較精確的數據，優(yōu)點是能比較快且直觀的給出數據范圍，驗證數據的準確性。

在站前站后交叉施工區(qū)段，當站前施工滯后，鐵路線路中心及軌頂高程還未到位時，就得精確地測量出每根支柱所處里程處的線路中心及軌頂高程，若是曲線時，還得確定外軌超高，此時還需和站前施工緊密聯系，以免雙方施工的誤差或站前施工的變更而倒至錯誤的測量結果。

當遇有上跨橋且上跨橋對接觸網承力索的絕緣距離不足時，可以適當的將上腕臂底座安裝高度下調，同時將上下腕臂底座間距減小，此時還需考慮斜腕臂的動態(tài)包絡數據是否滿足將來列車安全運行的情況。

6.結束語

接觸網腕臂的預制，是整個接觸網網上施工最基礎的步驟。只有掌握腕臂計算的原理，才能更好的完成腕臂預制工作，為施工節(jié)約成本和時間。本文從最普遍的接觸網腕臂的安裝形式，簡要分析了接觸網腕臂計算的推導，這些只是筆者的粗淺認識，不足之處，請批評指正。