不穩(wěn)定碎石道床接觸導(dǎo)線高度調(diào)整方案研究

鞏創(chuàng)業(yè)

（中交機電工程局有限公司，北京 101300）

0 引言

在我國鐵路建設(shè)中，時速250km以下的電氣化鐵路一般采用有砟道床，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)計及驗收規(guī)范的要求，同時能減少二系懸掛調(diào)整，提高生產(chǎn)效率，保證電力機車穩(wěn)定取流[1]。

1 既往工程案例

以下是對新建有砟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）時速200km新建有砟軌道（南廣客運專線項目采取技術(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。

南廣客運專線項目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分數(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[2]，接觸線高度必須二次調(diào)整才能滿足規(guī)范標準，通過質(zhì)量驗收。

表1 南廣客運專線項目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分數(shù)據(jù)

（2）時速120km普速鐵路改造項目（柳南鐵路改造項目采取相應(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。

柳南鐵路改造項目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分數(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)計文件要求的接觸導(dǎo)線高度。

表2 柳南鐵路改造項目接觸網(wǎng)送電前無接觸檢測超限部分數(shù)據(jù)

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（有砟道床軌道高度不穩(wěn)定），也有測量、吊弦計算與預(yù)制、吊弦安裝、墜鉈補償張力、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，主要是有砟道床不穩(wěn)定影響軌道標高，導(dǎo)致接觸導(dǎo)線高度不符合設(shè)計要求。通過與軌道鋪架單位溝通了解，有砟軌道從開始施工到最終軌面標高穩(wěn)定，中間有多次補砟、搗固、壓道等工序，四次、五次甚至更多次，最終才能形成設(shè)計要求的軌道標高。站后測量計算吊弦所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時，參考的是未穩(wěn)定的軌面標高，影響了測量數(shù)據(jù)的真實性，最終導(dǎo)致軌面標高穩(wěn)定后接觸線高度有較大偏差。

2.2 吊弦計算基礎(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，所以在軟件計算時要考慮測量工具；（2）有的區(qū)段在導(dǎo)線架設(shè)前進行承力索高度測量，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)致吊弦計算后偏長，接觸導(dǎo)線高度稍微降低；（3）吊弦計算縱向跨距測量，起點與終點未準確從懸掛定位點開始；（4）直鏈型接觸懸掛測量時，承力索拉出值未調(diào)整到設(shè)計位置。

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

一是吊弦點布置測量的問題，測量未遵照從懸掛點開始向跨中測量的要求，把測量誤差留在了臨近懸掛點處；二是吊弦點布置位置誤差過大，尤其是懸掛點兩側(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 墜鉈補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)測量時墜鉈張力不夠，引起測量數(shù)據(jù)偏小；或者是墜鉈在錨柱側(cè)捫死，氣溫較低時測量，引起測量數(shù)據(jù)偏大等。

2.6 作業(yè)人員的原因分析

由于責任心不強，作業(yè)人員未按照要求作業(yè)或不注重工藝細節(jié)，比如，吊弦安裝時未按吊弦計算時確定的起始點開始照吊弦編號安裝，而是從另一個反方向的懸掛點開始安裝，導(dǎo)致錯誤，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，而張力補償裝置未能將張力補償均衡。

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

有砟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，采用模擬標準軌道標高的方法，對吊弦計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行測量。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高，利用站前施工單位設(shè)立的CPⅢ樁標高，分別調(diào)整測量點近軌側(cè)、遠軌側(cè)支架高度與設(shè)計軌面高度一致，然后打開激光測距儀測量承力索高度。這樣，測量計算的結(jié)果將是道床穩(wěn)定后以軌道實際標高測量計算的結(jié)果。

3.2 對吊弦計算基礎(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承力索直徑的高度，用傳統(tǒng)測桿測量要減半個承力索直徑高度；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于導(dǎo)線荷載的重物進行預(yù)壓，得出一個經(jīng)驗值，測量時從測量數(shù)據(jù)中扣除；縱向跨距測量誤差，可以通過在懸掛點掛吊墜的方式，在鋼軌上標出測量的起點與終點，然后再測量；對直鏈形懸掛承力索拉出值影響測量計算結(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施工工藝、選取先進工具的辦法控制，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

吊弦點布置，應(yīng)嚴格遵照從兩側(cè)懸掛點向跨中測量的技術(shù)要求，把測量誤差留在跨中。對懸掛點兩側(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)線上的標記準確安裝第一根吊弦，保證懸掛點接觸導(dǎo)線高度。

3.5 對墜鉈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)測量前將墜鉈數(shù)量加夠，保證承力索張力符合設(shè)計要求，并檢查補償裝置處于自由活動狀態(tài)，補償裝置如有臨時固定裝置應(yīng)拆除，保證承力索張力能在環(huán)境溫度變化時基本恒定不變，從而使基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)準確。

3.6 對作業(yè)人員原因采取的措施與對策

作業(yè)前進行技術(shù)交底并加強責任心教育，施工過程中技術(shù)人員要加強現(xiàn)場技術(shù)督導(dǎo)，要求作業(yè)人員嚴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

隨著電力機車運行速度的提高，電力機車取流對接觸懸掛的要求越來越高，為保證受電弓取流時對接觸導(dǎo)線的壓力保持相對恒定[1]，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，采用成熟軟件科學計算，使用先進的吊弦預(yù)制平臺進行吊弦預(yù)制并準確編號，嚴格控制測量、安裝等施工過程，改進施工工藝，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)電力機車高速運行對接觸網(wǎng)的要求。