（毕业设计论文）刚性悬挂接触网施工方法探讨

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1、刚性悬挂接触网施工方法 探讨 摘 要 介绍了刚性悬挂接触网的基本结构和在施工中 的工程测量、汇流排安装、接触线镶入的基本 方法 和要求, 以及工程中的注意事项。关键词 接触网悬挂,刚性悬挂,施工 方法刚性接触网是一种工程造价低、安全可靠、无或少维修 的供电方式,在国外地铁领域中的 应用 已较为成熟。其中,日 本 214 km 、韩国 148 km 、德国 15 km 、瑞士 18 km 的地铁 线中采用了这种形式。而这种技术在我国城市轨道 交通 领 域中的应用才刚刚起步, 目前 只是在广州地铁 1 号线坑口 花地湾间有一段全长 108 m 试验段,广州地铁 2 号线也在 试运营中。目前准备采用

2、这种方式的有上海的 M8 线、南京 地铁、沈阳地铁等线路。刚性悬挂接触网以其明显的优势在 城市地铁建设中越来越凸现出广阔的应用前景。 1 刚性悬挂接触网的结构和特点 刚性悬挂接触网主要有铝合金汇流排、接触线、绝缘元 件和悬挂装置组成,如图 1 。其中铝合金汇流排既作为固定接 触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。这种悬挂方式根 据线路通过能力及电流量的大小,又有单接触线式和双接触线 式两种。根据铝合金汇流排截面的不同又分为 T 型与 型 两种。 型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在 架设接触线时,使用专用滑动式镶线车,利用 型结构的弹性 力可使接触线嵌入虎口槽内;其二,结构稳定

3、,接触线是靠两侧 夹持力固定的,因此运行稳定性好。在欧洲刚性接触网中多用 型铝合金汇流排的形式。我国目前采用的就是这种形式。 单根接触线汇流排目前有两种类型: 一种为高 80 mm 的 PAC80 型, 另一种为高 110 mm 的 PAC110 型。其中 PAC110 型的截面积为 2 213 mm2 , 每节长 12 m。目前在广 州采用的是 PAC110 型。 图 1 刚性悬挂结构示意图 刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、可靠少、费用 较低等特点,但是它的施工难度比柔性接性高、导线磨耗均匀、 安装精度要求高、维护工作量触网大。刚性接触网的允许速 度一般为 80120 km/ h 。 2

4、 施工过程 由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触 网系统的安装精度高,调节范围小,因此在进行刚性悬挂接触 线的安装时,从施工测量开始到刚性悬挂接触线调整到位,要 严格控制每一道工序的施工质量,实现一次安装到位。 2. 1 施工测量 (1) 起测点的确定 在进行刚性接触悬挂施工测量前,应先确定起测点,然后 再进行纵向、横向测量。测量起点的选择原则是:测量工作可 从已铺设标准轨道的任一车站或区间内开始,测量长度应为一 个以上的刚性悬挂段;也可从刚性悬挂段锚段关节的第一个 定位点开始;有绝缘锚段关节区段应从绝缘关节处开始起测。 按设计图纸里程布置,以沿线准确的里程标记为准进行放线测 量。

5、(2) 纵向测量 实施纵向测量前,应复核各车站和区间的长度及不同隧 道接口、隧道曲线段、道岔处等地点的实际里程是否与设计 图纸相符。测量时应采用钢卷尺进行测量,曲线段应沿外轨测 量。每个定位点的跨距应按设计跨距测量定位。如有定位点 位于隧道伸缩缝、隧道连接缝、盾构区间管片接缝,或明显渗 水、漏水等位置时,应顺线路位移,但最大位移量不超过 500 mm(设计有规定时除外),且保证不超过设计最大 跨距允许值和相邻两跨距的跨距比不大于 1 1. 25 的设计标准。 (3) 横向测量 由于刚性悬挂的安装精度要求高,因此测量时应使用先 进的测量工具,如激光定位测量仪等,以确保定测精度。横向测 量要首先确

6、认受电弓中心的位置,然后再确定悬挂点的位置。 悬挂的各种底座的位置和使用的零件有关。需要注意的是,一 般直线上各定位底座中心线垂直于轨道线路中心线上;曲线 上垂直于此点在线路中心线的切线上。 (4) 打孔及螺栓安装 在打孔作业中,为了保证位置的准确性,一般要使用特制 模具,套模钻孔,孔的深度和直径要符合设计要求。固定的胀锚 螺栓、树脂灌注螺栓要严格按照设计要求和产品说明书的规 定执行,而且要按设计规定时间和检测标准进行拉力测试。 2. 2 支持结构的安装 (1) 悬挂定位装置安装 悬挂及定位装置安装前应对每个悬挂及定位装置的类 型进行复核,然后将悬挂及定位装置按设计要求进行安装。并 根据悬挂点

7、接触线的设计高度, 计算 出悬吊槽钢底部高度, 并将悬吊槽钢调整到与轨面连线平行。 (2) 汇流排安装 汇流排安装前,应复核整个刚性锚段的长度, 根据温度 变化量预留两端伸缩量,计算出汇流排总长度,并合理布置短 汇流排的安装位置。根据计算出的汇流排总长度,计算所需汇 流排根数和需预制的短汇流排长度, 并对汇流排按安装顺序 进行编号。短汇流排安装位置应尽量靠近悬挂定位点,避免放 于跨中位置,全锚段汇流排按安装顺序依次编号,安装时按编 号安装。 刚性悬挂汇流排安装长度按下式计算: 汇流排总长度= L + L 1 2 +l + L 2 其中: L 为 刚性锚段各跨距总和; L 1 为弯曲端长度, 一

8、般设计给出;l 为全段温度变化预留量, 一般设计给出计算公式; L 2 为汇流 排定位线夹宽加因汇流排弛度及正弦走向引起的长度变化量, 约 100 150 mm 。 根据计算出的汇流排总长度,计算所需汇流排根数 N 和 要预制的短汇流排长度。需要注意的是,预制的汇流排长度不 能小于设计规定值。短汇流排安装位置应靠近悬挂定位点,使 定位点位于短汇流排中部状态最好。汇流排对接接头尽可能 靠近悬挂定位点,避免处于或靠近跨中,对接接头也应避开处 于悬挂定位线夹位置。短汇流排切割面应与汇流排中心线呈 直角,且整个 形截面要平整。即短汇流排长度=(总长度-两 终端汇流排长度-N 汇流排长度) 。 (3)

9、汇流排的安装 汇流排可以从锚段关节第一定位处开始向另一端安装, 一般应从直线端向曲线端安装。有分段绝缘器的刚性区段,宜 从分段绝缘器处向两端安装汇流排。安装时首先要在安装起 点的第一个定位点处安装终端汇流排。第一个定位悬挂线夹 安装在标记处,线夹固定住汇流排。同时在此悬挂线夹两端和 第二个定位点处两端安装临时锚固线夹,卡紧汇流排,防止汇 流排在安装过程中顺线路滑动。终端汇流排安装好后,按汇流 排编号顺序依次对接安装。汇流排安装完毕后,进行中心锚结 安装,最后拆除第一、二定位点处的临时锚固线夹。汇流排对 接时,对接汇流排应在同一条直线上,并按照设计要求进行紧 固。 2. 3 中心锚结安装 刚性悬

10、挂中心锚结有调整螺栓、锚结绳、连接件组成(见 图 2) 。当汇流排安装完毕,中心锚结所在跨距两端悬挂点上 汇流排拉出值导高已调整到设计位置后,即可进行中心锚结的 安装。一般直线上,中心锚结底座中心线位于汇流排中心线正 上方;曲线上,中心锚结底座中心线位于中心锚结锚固点处汇 流排中心线的延长线的正上方。中锚两端底座距中心锚固点 的距离应相等,其安装误差为50 mm 。中心锚结安装 调整到位后,两端锚结绳的张力应一致,且不能使锚固点出现 负弛度。 图 2 中心锚结示意图 2. 4 刚柔过渡段的安装 刚性悬挂接触网与柔性接触网之间的刚柔过渡区段,根 据设计要求的不同,一般采用切槽汇流排贯通式或关节式

11、的刚 柔过渡方法。刚柔过渡区段应设在直线平坡区段,不宜设在曲 线区段和坡度区段。刚柔过渡段接触线高度应等高,不宜在刚 柔过渡段中进行导高坡度变化的布置。关节式的刚柔过渡方 法对消除硬点较好。 (1) 切槽汇流排贯通式刚柔过渡段安装 安装时应按设计的要求设定刚柔过渡段的起始点。过渡 段汇流排安装应从刚柔过渡端起始点开始。柔性悬挂一支接 触线被嵌入切槽汇流排后, 立即紧固切槽式汇流排的配套螺 栓并达到设计规定的力矩值,接着安装锚固线夹。切槽汇流排 应严格按设计位置安装,并保持其处于平衡状态,其前端 4 m 之内,不得安装柔性悬挂的吊弦。此跨柔性悬挂吊弦应进行合 理布置,确保刚柔过渡实现平滑过渡。切

12、槽汇流排在刚柔过渡 起始点处不应形成下压或上抬力,不能形成硬点。双接触线中 的另一条接触线,等高进入刚柔过渡段一定距离(符合设计要 求) 后逐渐抬高,并成为非工作支进行下锚。 (2) 关节式刚柔过渡段的安装 关节式刚柔过渡是采用终端汇流排与柔性悬挂并列运 行,实现刚性和柔性过渡。其过渡的方式见图 3 。刚柔过渡部 分的间距不宜大于 200 mm , 且应靠近受电弓中心,两边均匀 布置。过渡端刚性悬挂起始定位点 A 处接触线的高度,应比 同处柔性悬挂的接触线抬高 2030 mm , 然后刚性悬挂定位 按接触线高度变化不大于 0. 2 % 的设计原则,逐渐平缓恢复 到正常高度。柔性悬挂从刚性悬挂起

13、始定位点 A 处开始,逐 渐平缓抬升,经刚柔两线等高并行后,柔性平缓抬高脱离运行, 到下锚端非支 E 处抬高 50100 mm 即可。 图 3 关节式刚柔过渡示意图 2. 5 接触导线架设安装 刚性悬挂接触线架设相对于柔性悬挂接触线架设来说, 不但要把接触线放出,而且还要利用架镶小车将接触线镶入汇 流排的沟槽内,因此对接触线架设过程的控制要求比较严格。 刚性悬挂接触线架设前,应先将汇流排中心锚结安装锚固好, 并用锚固线夹卡住汇流排,以使汇流排在放线过程中不滑动。 具体施工过程如下: 在放线开始侧的终端汇流排前 23 m 处的隧道拱 顶上,安装一个临时锚固底座固定接触线。 作业人员在架镶小车前用

14、油漆刷或其他 方法 ,将接 触线两边沟槽内均匀涂入导电油脂。接触线在嵌入汇流排前 都应涂导电油脂。 在刚性悬挂接触线架设的始端,安装并调整好架镶小 车。架镶接触线的小车,是专门为这种可以像拉链一样拉开和 关闭的 型截面汇流排配套设计的(见图 4) 。在架设接触线 的同时,可在另一辆有作业平台的车上将架镶小车用拉线固定 于作业平台前端的牵引支架上,从始端把接触线导入汇流排, 同时把接触线镶拉入汇流排沟槽内。接触线用专用小车拉镶 入汇流排中后,应立即对汇流排接头部位进行紧固。接触网架 线车、架镶车的组合方式见图 5 。 图 4 架镶小车 图 5 接触网架线车、架镶车架线示意图 架线车组架镶接触线时

15、,一般行驶速度不大于 5 km/h , 架设接触线时的初始张力一般以 1. 0 1. 5 kN 为宜。架镶小车前设一人负责扶正导线, 使接触 线燕尾端位于汇流排开口正下方,并平行于汇流排以确保架设 作业顺利进行。同时在架镶小车后面,应设专人仔细检查接触 线嵌入状况。如发现接触线嵌入不到位,及时通知施工负责人 停车, 将架镶小车后退出此段线(这里需要注意的是张力放线 车绝对不许后退),重新用架镶小车将接触线镶入汇流排。 当接触线架设至锚段的末端时,在架镶小车到达弯曲 端前,架线车组停车,人工拉动架镶小车, 把接触线导入弯曲端。 全部导入后,按设计要求预留接触线余量后,用钢锯锯断接触 线并用扭矩扳

16、手紧固弯曲头处螺栓至规定力矩,最后向上弯曲 导线。 返回始端,按设计要求预留接触线余量后, 用钢锯锯 断接触线并用扭矩扳手紧固弯曲头处螺栓至规定力矩,最后向 上弯曲导线。在终端汇流排前临时锚固底座处,拆除该处临时 锚固装置。 2. 6 调整 由于刚性悬挂的接触线和汇流排都没有弹性, 因此对接 触线的高度、拉出值要求就非常严格。在进行刚性悬挂调整 时,应使用与电动客车完全一致的受电弓进行调整。 (1) 刚性悬挂调整的技术要求 接触线高度应符合设计要求,允许施工误差为 5 mm , 设计高度变化时,其坡度变化应不大于 0. 2 % 。 接触线拉出值应符合设计拉出值,允许施工误差为 10 mm 。 导线工作面调整:垂直悬吊定位通过调节悬吊槽钢平 行于轨面,使导线工作面平行于两轨面连线(导线与汇流排垂 直中心线调至与两轨面连线垂直),避免接触线发生偏磨现象。 (2) 锚段关节调整 绝缘锚段关节两定位点间距应符合设计要求, 以受电弓 中心线为中心向两边对称分布。如果设计标准为 800 mm , 两 汇流排叠合等高过渡