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1、接触网工程主控点及施工管理概述 主讲人 西南交通大学电气工程学院 2011.03,1 施工流程,接触网工程主控点及施工管理概述,(1) 施工测量； (2) 基础施工； (3) 腕臂和吊弦计算与安装； (4) 接触线架设和调整； （放线速度和张力偏差、导线初伸长的处理、线岔调整、锚段关节） (5) 特殊地段(点)接触网产生坡度变化时。,2 主控点和关键点,要求线路各专业的测量基点必须统一! 德国高速铁路在路基施工完成后，由专业测量公司在每根接触网支柱下部靠线路侧，设置一个直径约10 mm的不锈钢圆柱凸(俗称“老虎桩”) ，作为线路后续施工与接触网工程共同遵守的基桩。 中国的客运专线接触网施工应学
2、习采用这种方法。 客运专线接触网的高精度标准一方面要求接触网测量人员的专业化，控制测量作业误差及其离散性；另一方面要严格控制相邻跨距差，以确保弓网关系良好。“调整后的相邻跨距差不得大于10 m且保证跨距不得大于设计最大允许值”。该规定是参考德国铁路公司发布的接触网设计施工标准(DS 997 0102)的附件1并考虑与相关设规的衔接而制订。,3 定位测量,4 下部工程施工 包括支柱基础及立杆、下锚支柱斜拉线、基础及电缆沟槽等。 4.1 施工方式 德国：由同一个单位总承包，在铺轨前完成。 法国：接触网工程的所有工序都是在铺轨后进行 。 中国：两种情况均存在，推荐采用德国方式。 4.2 施工定测 既
3、有线改造：以既有线的轨平面和线路中心线组成的直角坐标系为参照系进行测量，确定基坑的中心位置。 新建线：一般以线路基准中心线和基准标高（设计位置）为准进行定测 要求：工务工程和电化工程都必须按同一基准严格控制施工误差。 4.3 基坑开挖法： 切割法（方形基坑） 钻孔法（圆形基坑）,为减少基础施工对路基的稳定性影响，客运专线接触网支柱基础大多采用机械钻孔的方式。,隧道内基础取决于悬挂和定位方式。 高速线常用方式。,桥上支柱基础与桥墩同步，考虑空气动力对基础的影响！ 打破专业限制，同步施工！,4.4 下部工程施工要求（以秦沈客专为例） （1）接触网基础施工与站前专业线路、桥梁一并进行的。 （2）立杆
4、前，对螺栓位置不合适的基础进行复验；对侧面限界偏差大于100mm的基础采取整体移位。 （3）采用等径预应力高强度混凝土支柱，安装时先清坑、测坑高。 （4）支柱整正采用新开发的不利用轨道固定的四腿螺旋支柱整杆器。 （5）误差控制 支柱埋深施工偏差50mm。侧面限界施工偏差0100mm； 支柱顺线路方向均中心直立，施工偏差30mm； 曲外及直线段，腕臂柱在垂直于线路方向向受力反侧倾斜040mm； 中心锚结柱，曲线内侧及转换柱中心直立，施工偏差30mm； 锚柱柱顶向拉线侧倾斜30mm； （6）硬横跨施工 硬横跨最好使用钢支柱。吊柱安装后、施工偏差不得大于1 。 （7）法兰盘混凝土支柱、硬横跨支柱，桥
5、钢柱，在安装前，先复核预埋基础螺栓限界及相互间距再安装，达标后，对角循环将螺母拧紧。 测量设备：经纬仪,4 下部工程施工,支柱与基础,基础是指用于安装支柱并埋入地下的部分。 强度和稳定性：在长期受力的情况下支柱基础不得发生倾斜和偏移，这可通过基础工作荷重校验（见后续讲座）得到保障。 基础类型取决于支柱类型、土壤特性、支柱受力。 高速线路的接触网基础还应考虑施工对线路路堤土壤或土壤层的破坏程度。,“快挖（挖坑）、快立（立杆）、快浇（浇注基础）”,客运专线的路基密实度显著加大且增加碎石层或采用整体道床(无碴轨道)、线路稳定性要求明显提高，整个客运专线工程项目和接触网单项工程的施工组织设计、施工流程
6、也因此改变。 线路路基完成后必须先进行接触网基础施工，然后才允许施工碎石层或无碴轨道。 接触网基础施工不得采取人工开挖基础坑的方式，必须采用钻孔法或切割法施工。,4 下部工程施工,课间休息！,5.1 腕臂和吊弦尺寸计算 腕臂和吊弦长度计算软件除尽可能采用力学数学模型外，还应考虑以下因素。 (1) 对定位器的受力大小进行计算，判断是否符合80NF2500N的规定，必要时对拉出值进行调整。因为F80N时，接触线在列车高速运行时的风力和受电弓抬升力的作用下，很可能发生受电弓脱弓事故。 (2)支柱挠度的大小与支柱本身的性能及其受力(矩)相关。支柱所受力(矩)则与接触网的设计参数，如接触线高度、线索张力
7、以及线路参数(如曲线半径)等相关。 (3)铁道线路曲线地段、竖曲线、接触线设计有预留弛度、集中荷载(如绝缘子)时引起的吊弦长度变化量。 (4)支柱装配材料受力变形，即金属件的腕臂装配材料受力后将产生弹性变形，且这些零配件之间的间隙大小会改变。 （5）绝缘锚段关节处，转换柱两组腕臂间的绝缘间隙。,5 上部工程施工,吊弦尺寸计算应考虑的各种因素,5 上部工程施工,（1）悬挂的数学模型； （2）导线高度和结构高度； （3）悬挂类型； (4) 吊弦间距及布置形式； （5）线索张力和弛度； （6）拉出值的大小和方向； （7）接触悬挂的单位质量； （8）曲线半径和外轨超高； （9）线路纵向坡度(竖曲线)；
8、 （10）集中载荷； （11）吊弦线夹的几何尺寸； （12）施工和测量误差。,整体吊弦安装 整体吊弦必须实行软件计算，工厂制作。个别与接触线高度不匹配的吊弦要更换时，可在工地现场用手动压接钳制作。 制作前应将青铜绞线以115210 N的张力进行预拉, 预拉线不得收卷,直接用于下料。长度误差控制在2 mm 。 采用测量尺或激光测量仪,检验接触线高度,误差控制在10 mm 。 吊弦安装前从中心锚结向两侧推进,具体步骤是：定位中锚柱处的接触线,安装中锚柱两侧跨距的吊弦,安装接触线中心锚结绳,采用专用拉力计安装中锚柱处弹性吊索,依次安装下一个支柱处的定位器、吊弦、弹性吊弦，直至五跨锚段关节的转换柱处。
9、,5 上部工程施工,弹性吊索设计安装 弹性吊索的张力应符合设计要求，允许偏差为设计张力的10。 弹性吊索安装是全补偿弹性链形悬挂施工的核心技术。 弹性吊索的张力正确与否对于支持点附近弹性吊索范围内的接触线高度和弹性有明显影响，越小于(或大于)设计额定张力时，支持点处弹性越小(大)，支持点附近的接触线高度在检测曲线图上将显示出越大的正(负)弛度。 弹性吊索张力不正确会导致支持点附近的接触线高度超标，从而导致弓网关系恶化。在弹性吊索范围内，弹性吊索和与其直接相连的承力索、弹性吊索吊弦及与其间接相连的相邻吊弦、接触线、定位器、定位管吊线等构成相互关联、相互影响的系统。 在严格遵守施工工序流程和施工工
10、艺的基础上，弹性吊索的张力控制最为关键和重要。现场试验表明：如果改变弹性吊索的张力，那么该弹性吊索范围内的弹性、接触线高度、弹性吊索吊弦与相邻吊弦处的接触线高差、定位器坡度等均将随之改变。在吊弦测量、计算、加工和安装确认无误时，如果接触网静态检测发现某弹性吊索范围内的接触线有问题，则往往可判定该弹性吊索的张力超标。,腕臂安装 腕臂安装采用“四化一到位”的施工方法：计算微机化、预配工厂化、安装机械化、测量科学化，施工按设计标准一次到位。 接触网施工的基准点（轨面标高和线路中心线）是保证支柱装配质量的关键。应随时了解线路施工情况，按施规要求与站前施工单位共同确定线路中心线和轨面标高，作为上部施工基
11、准点。 根据现场实测的原始数据，经微机计算处理，自动生成“腕臂预配表”。 为控制腕臂预配加工偏差，腕臂预配时，先全面核实检查各部分尺寸是否满足设计要求。这样就把高空作业放在地面预配车间完成。腕臂预配好后对腕臂进行标识，使用作业车对号入座进行机械化安装。 腕臂安装后应满足承力索悬挂点距轨面的设计高度，允许偏差20mm。腕臂上各部件处在同一垂直平面上（不包括定位装置），铰接处转动灵活，顶端管帽密封良好，雨水不得进入其中。,5 上部工程施工,腕臂安装曲线 为保证在温度变化后，腕臂的偏斜量最小，必须根据施工安装时的温度、承力索的线胀系数、平均设计温度等计算腕臂的准确位置。,THJ95镁铜合金承力索旋转
12、腕臂位置安装曲线,5 上部工程施工,5.2 定位装置 定位器是列车运行中与受电弓最接近的部件，不妨碍受电弓顺利通过是对定位器最基本的要求。 限位定位器的功能之一是防止因定位器的过度抬升造成打弓。若限位定位器的限位间隙过大，即定位器的坡度太大，则受电弓高速运行时，定位点处将成为硬点。导致该点处的接触线和受电弓磨损加剧；若限位定位器的限位间隙过小，即定位器的坡度偏小，则接触线在标准允许的正常范围内抬升时，定位器限位功能也会起作用，使定位点处成为硬点，该点处的接触线和受电弓磨损加剧。 德国的标准设计图规定限位定位器的限位间隙d必须满足关系式：d=haL。式中，a为定位器底座的底部到限位止钉轴线中心的
13、距离，L 为定位器的长度，h为定位器根部到端部的高差。限位间隙的允许偏差为1 mm .,5 上部工程施工,5.2 定位装置安装 定位装置的施工有4关键个因素：定位支座的安装高度、拉出值、限位间隙和定位器的允许抬升值。 定位装置安装前应按设计规定调整定位管的斜率，以保证定位管与定位器的夹角或定位器的抬升空间。可调定位支座一般安置在定位管中间位置174mm处，特殊支柱装配可控制在130mm210mm的范围内。定位器的限位间隙应严格按照定位器型号和拉出值选取对应的d值。拉出值采用接触网多功能激光测量仪检测，螺栓紧固力矩用力矩扳手检测。安装基本完成后用定位器坡度测量尺进行坡度较核，检查定位器的允许抬升
14、量是否符合要求。,5 上部工程施工,5.2 定位器安装曲线 为保证在温度变化后，定位器的偏斜量最小，必须根据施工安装时的温度、接触线的线胀系数、平均设计温度计算定位器的准确位置,CTHA120接触线定位器位置安装曲线,5 上部工程施工,5.3 承力索和接触线架设 为了减少损失，克服高速列车行驶时接触线接头处产生的硬点，保证弓网受流质量，延长接触网线索使用寿命，承力索和接触线均是按设计锚段长度，由生产厂家配盘供应。架设时应根据配盘号对号入座。 为保证导线平直和良好的弓网受流质量，承力索和接触线必须实行恒张力架线。 恒张力放线：按照事先给定的张力（我国还没有明确的技术标准、有的采用5kN，有的采用
15、12kN，误差控制在5%以内）以恒定的速度（每小时35km/h）进行放线作业。,5 上部工程施工,接触线架设张力与接触线材质和施工机械、施工工艺水平紧密相关。因此，不同国家、不同施工队伍，其接触线架设张力可能不同；同一施工队伍在不同项目上采用的接触线架设张力也可能不同。,接触线架放张力,世界各国线索放线张力,对承力索和接触线进行超拉的主要目的： 克服新线弹性伸长对接触网整体状态的影响，该影响的主要表现在于： （1）使补偿坠砣的高度产生过大偏差,可能形成坠砣卡滞的严重后果； （2）使定位件、悬挂件纵向偏差过大，产生严重的横向偏差，从而破坏高速运行所必需的“弓网”关系。 （3）如果承导不同材质和截
16、面，还会引起增大的张力差。,张力与弹性伸长的关系,设导线伸长前后的张力分别为T1和TX，且设导线的截面积为S，弹性系数为E，则导线内部的应力就从T1/s增大为TX/S（不考虑导线截面的变化），由此引起的弹性伸长为:,世界各国线索初伸长的消除方法： 美国: 采取在绞线安装前以破断张力的50 % 至70 % 进行预拉,人为地造成永久性伸长,而避免绞线在安装后再产生永久性伸长。在不能采取上述措施时, 根据气象特点适当减少绞线安装弛度。 日本：国铁接触网施工中，对承力索采用1.6倍额定张力（10min），接触线采用2.0倍额定张力（铜接触线30 min、钢绞线10 min) 进行预超拉，消除其初伸长后才正式下锚固定，安装支持定位装置和吊弦。 法国：在200km/h及以上接触网施工中，在承力索和接触线架设后，采用1.5倍线索额定张力72小时预超拉，恢复到额定张力，再安装支持定位装置和吊弦。 德国：在Re200、Re250和Re330接触网施工中，采用线索在额定张力下放置48周时间来克服新线初伸长。 中国：没有
