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1、铝合金腕臂计算预配、运输及安装工艺工法 中铁一局集团电务工程有限公司电气化公司 作者：李 伟 电话：137725458091、前 言近年来，随着高速铁路的发展，牵引供电系统接触网支持装置逐步向标准化、规格化方向发展；接触网腕臂的机械强度进一步提高，防腐性能会进一步加强，基于这些特点，目前国内高速铁路接触网腕臂普遍采用铝合金材质腕臂，本文针对接触网铝合金腕臂计算预配、运输及安装工艺工法进行推广。2、工法特点1、“计算软件化、预配工厂化、运输规范化、安装专业化”的作业方式，实现铝合金腕臂计算、预配、运输及安装为一体的标准化作业。2 、腕臂计算“零”偏差，加工预配尺寸均控制在2mm以内，有效提高了铝
2、合金腕臂的精度，实现了铝合金腕臂规格化。3、 确保了高速铁路牵引供电系统接触网运行可靠型和运行寿命。3、适用范围本工法适用于设计时速250km/h及以上的高速电气化铁路，对接触网腕臂材质有特殊要求的。4、工艺原理铝合金腕臂计算预配、运输及安装是国内电气化铁路建设领域通常采用的一种施工方法，对接触网腕臂施工工序进行了优化、改进，实现了铝合金腕臂计算软件化、预配加工工厂化、运输过程安全环保化、安装工艺专业化为一体的4大工序流水作业，有效提高了施工工效，保证了腕臂质量一次到位，降低了劳动力成本。5、施工工艺流程及操作要点5. 1 、腕臂计算 5. 1.1 登录程序腕臂计算采用专业计算软件，双击桌面快
3、捷图标，打开计算软件登录窗口。5.1.2 输入密码在打开的登录窗口中（如图一所示），输入用户名和密码，点击“确定”，进入计算软件界面。对于软件用户名授权将要到期的，在登录时软件会提醒（如右图所示），到时候尽早联系，进行授权更新。图2图15.1.3 新建文件命名点击标题栏的“文件”“新建”，在打开的窗口中，图3在弹出的对话框中，输入要新建的文件名称，文件名称统一采用“区间+锚段号”的格式。如“玉山上饶1锚段”。并选择文件保存的位置。5.1.4 导入测量数据命名完成并保存后弹出如下对话框，在对话框中输入锚段系统参数，点保存。图3 5.1.5 数据输入点击窗口的保存按钮，进入到锚段平面图参数的输入界
4、面图41、锚段起始里程和跨距信息的输入：在对话框中输入锚段的起始里程，跨距数；结束里程不用输入，由程序根据跨距累加自动求得。在本步骤完成后，才能进行线路曲线和线路纵坡的输入。2、支柱号和侧面限界的输入： 根据平面图支柱编号输入支柱号，对于关节处两支腕臂用支柱号+大、小的方式来加以区别每根腕臂编号。“大”表示相对大里程方向的腕臂，“小”表示相对小里程方向的腕臂。侧面限界以毫米为单位，支柱斜率为支柱的倾斜的TAN值，填入数值为去掉的数值，比如支柱斜率测量点高度为7.6米，该处倾斜量为20mm，在斜率为20/7600，表格中支柱斜率填2.6，其中往田野侧倾斜为正，往线路倾斜为负。3、腕臂形式的输入：
5、在导入测量数据之后，检查导入的数据是否准确无误，然后根据施工平面图中的腕臂形式所对应的计算腕臂的装配形式，输入到主界面的“腕臂形式”一栏中。腕臂形式代号主要有下列几种：（1）101-01：H型钢支柱单腕臂底座腕臂装配，直定位器。（2）101-02：圆吊柱单腕臂底座腕臂装配，直定位器。（3）101-03：圆钢管柱单腕臂底座腕臂转配，直定位器。（4）102-01：H型钢支柱双腕臂底座腕臂装配，直定位器，适用于4跨关节转换柱或中心柱正常拉出值工作支或者道岔柱采用直定位器的工作支。（5）102-02:4跨中心柱拉出值反号支H型钢柱双腕臂底座装配，直定位器L-1450。（6）102-03:5跨中心柱拉出
6、值反号支H型钢柱双腕臂底座装配，直定位器L-1250。（7）102-04:4跨中心柱拉出值反号支吊柱单腕臂底座装配，直定位器L-1450。（8）102-05:5跨中心柱拉出值反号支吊柱单腕臂底座装配，直定位器L-1250。（9）102-06：中心柱拉出值反号支H型钢柱双腕臂底座装配，弓型定位器R-319，L-1385。（10）102-07：中心柱拉出值反号支圆吊柱单腕臂底座装配，弓型定位器R-319，L-1385。（11）102-08：中心柱拉出值反号支H型钢柱双腕臂底座装配，弓型定位器R-450，L-1385。（12）102-09：中心柱拉出值反号支圆吊柱单腕臂底座装配，弓型定位器R-450
7、，L-1385。（13）102-10：H型钢柱双腕臂拉出值正常安装，弓型定位器R-319，L-1385。（14）102-11：H型钢支柱双腕臂底座腕臂装配，直定位器，适用于5跨关节转换柱和中心柱正常拉出值工作支。（15）102-12：等径圆钢柱双腕臂底座腕臂装配，直定位器，适用于4跨关节转换柱或中心柱正常拉出值工作支或道岔柱采用直定位器的工作支。（16）102-13：中心柱拉出值反号支圆钢柱双腕臂底座装配，弓型定位器R-319，L-1385。（17）103-01：H型钢柱双腕臂安装，非支定位卡子。（18）103-02：圆吊柱单腕臂安装，非支定位卡子。（19）103-03：圆钢柱双腕臂安装，非支
8、定位卡子。4、上腕臂底座安装高度输入：正常情况下上腕臂底座安装高度均为6900mm。5、上下腕臂底座间距输入：正常情况下上、下底座间距为1800mm。6、跨距输入：跨距为相邻腕臂承力索座之间的距离，即双腕臂柱需考虑底座长度。7、承力索高度和结构高度输入：对应腕臂处的结构高度, “承力索高度（SH/CH）mm”一栏中，在腕臂计算时为接触网理论结构高度，在吊弦计算时为承力索实际测量高度减去接触线高度。8、导线高度输入：对应导线高度，根据平面布置图和安装图输入。10、拉出值输入：面向行车方向，导线位于左手为正，反之为负。11、集中载荷输入：针对接触线上或则承力索上的集中载荷分别录入。图512、弹性吊
9、索输入：“弹性吊索的布置”一栏中，默认的全为有弹性吊索，设计是无弹性吊索的，该柱一栏下单击右键-“编辑”-选择“无弹性吊索”，一个关节两头的锚柱是默认无弹性吊索的。5.1.5 支柱号和侧面限界的输入点击窗口的保存按钮5.1.6 导入测量数据在打开的软件计算界面，如图所示，首先在左上角的系统参数中准确无误的输入“跨距”、 “起始里程”和“锚段号”,然后在主界面的“支柱号”一栏中输入所要计算锚段的支柱编号，为了安装方便，根据腕臂安装图，在关节的双腕臂处，最好标清腕臂安装的位置，比如图中所示的“631大”，意思是该腕臂装在631#支柱的大里程侧。支柱号输入结束之后，点击主界面下方的“测量数据导入”，
10、导入如图六所示的excel测量数据文件，在这个excel文件中必须注意几点：1） “支柱号”一列中的支柱编号和顺序必须和软件主界面“支柱号”一行中所输入的支柱编号和顺序相同，尤其是标注了“大”、“小”的支柱编号，在该excel文件中也必须写出“大”和“小”，否则该支柱号的数据将无法导入。2） 该excel文件的格式不能做任何改动，数据也必须按图中的格式输入，否则将会导致将来导入后的数据与名称不对应。比如主界面“上腕臂底座高度mm”一栏中显示的却是上下底座间距的数据。3） excel文件版本为2003及之前版本。图6图75.1.7 线路参数输入图9点击“线路参数”，在弹出的对话框中，分别添加相应
11、的线路曲线参数和线路纵坡参数，参数必须准确无误，输入的参数将会自动与锚段的公里标相对应和结合，形成该锚段的实际参数，输入完成后点击保存即可。要注意事项为：线路纵坡的斜率为前视线路坡度。纵曲线半径的正负定义：纵曲线凹面向上为正，反之为负，最终的结果可以在吊线计算模块的显示图形单元进行校验。水平曲线半径的正负定义：面向行车方向，曲线凸面起方向在左手时为正，反之为负，输入的最终结果可以在腕臂计算生成的图纸中进行校验。5.1.8 保存数据然后在主界面点击保存，输入锚段的数据将以OHL的格式保存。5.1.9 腕臂计算点击“腕臂计算”，将会生成三份资料：一是PDF格式的数据，如下图所示：二是在C:Prog
12、ram FilesCATLABdwg文件中生成的CAD文件，如下图所示：三是在C:Program FilesCATLABreport中生成的excel文件，如下图所示:由于生成的平腕臂套管位置等参数是相对于套管的中心，对于料库配料造成很大困难，一次必须对生成的数据进行处理，以方便料库快速、准确、有效的配料，处理要求和表格为：在自动生成表格后增加“斜腕臂上定位支撑套管单耳位置”（正定位有数据）栏和“55套管单耳位置”（即定位管上套管单耳位置）栏，这两栏数据，根据自动生成CAD图逐一抄上。需把画线尺寸位置折算至零件边沿，画线边沿位置为靠近支柱侧；由于定位器支座型号多样，不进行折算,画线位置为U螺栓
13、中心位置。序号零件扣料算长半长备注1棒式绝缘子7202平腕臂打孔位置距铝管端383套管单耳9346.54定位环宽86435承力索座宽90457定位管端头扣料50最终表格，如附表所示：将计算出来的结果经其他技术人员复核，主要看CAD图中定位器的抬升量、角度，对于双腕臂的，要将两个腕臂图结合在一起，看是否出现干扰，确定无误后，发到料库进行腕臂预配。5.2 腕臂预配施工程序为：划线切割腕臂管打孔零部件组配检验包装入库结束5.2.1、工艺流程5.2.3、施工要求1、提料预制组根据腕臂预配表从库房领取腕臂预配所需的零部件，根据需要码放在每个预配平台旁边，同时进行外观检查和型号数量确认，严禁使用不合格品。
14、2、下料（1） 一般的预配车间应配置两台切割划线流水线，一台专门切割直径70的腕臂管，另一台专门切割直径55的定位管和直径42的支撑管；（2） 将整根铝合金管材抬至切割输送平台，依据腕臂预配数据表上的数据，分别测量出平、斜腕臂、定位管、腕臂支撑、定位管支撑的下料长度并进行定位；（3） 依据腕臂各零部件所计算出的数据，分别测量出每个零部件的具体位置，用油性记号笔在管上划线，划线时垂直腕臂纵切面，线痕清晰，做出零部件安装方向标识（短横线为零部件安装位置）；（4） 划线完成后在腕臂端部贴上标明站区、锚段、支柱号等信息的标签。注意标签方向和位置应一致。（平腕臂在所打孔的背面）；（5） 划线完成后，开始
15、切割管材，切割断面应整齐且与本体垂直。3、钻孔（1） 将需要打孔的腕臂管贴有标签的一端抬至钻孔平台并放置水平，背对标签，校核工装位置，确保钻孔中心在腕臂管中心线上；（2） 腕臂端头距孔中心为38mm，利用孔距、孔位专用模具定位并夹紧后，开始钻孔，孔径为18mm；（3） 腕臂钻孔完成后移至腕臂预配平台。4、腕臂预配（1） 腕臂预配须在专用平台进行，专用的预配平台设置的工装与激光水准线结合的方式，可保证腕臂上所需要组配的零部件与腕臂管中心的水平与垂直，腕臂预配所需零部件如下图：（2） 将平、斜腕臂安放以预配平台上，利用腕臂管一端所打好的孔将平腕臂固定，确保腕臂管不会随意滚动和移动；（3） 根据支柱装配形式，按照平腕臂管上的划线位置和定位方式，依次套入腕臂支撑套管单耳、双套筒联接器、承力索座，以及反定位管支撑套管单耳。套入时注意承力索座下斜吊线的钩，正定位朝向线路侧，反定位朝向支柱侧；（4） 将平腕臂已套入的双套管
