鄭西客運專線接觸網精細化安裝與檢測

郭志光

0 引言

接觸網系統作為鄭西高速鐵路（以下簡稱高鐵）工程的關鍵組成部分，其安裝的高精度、高可靠性對整個高鐵的安全運營起到了不可替代的作用。如何確保接觸網系統安裝的高精度是施工安裝過程質量控制的要點。本文以鄭西高鐵接觸網施工安裝及檢測方法為例，重點論述如何保證高鐵接觸網安裝的一次到位。

1 鄭西高鐵接觸網技術條件及安裝標準

1.1 線材選用及張力

全線正線采用全補償彈性鏈形懸掛，其他線路采用全補償簡單鏈形懸掛，線材及張力見表1。

表1 鄭西高鐵線材及張力參數表

全線采用絕緣旋轉全腕臂支持結構，平腕臂、腕臂采用鋁合金管，正線腕臂間均設斜撐，采用鋁合金定位器，設防風拉線。隧道的道岔、關節轉換處雙支采用單柱雙腕臂式安裝，3支懸掛處優先采用雙柱三腕臂安裝。高架站房下接觸網采用懸吊吊柱加旋轉全腕臂支持結構。隧道內通過固定在隧道頂部的吊柱獨立懸掛定位支持裝置。下錨補償采用棘輪補償裝置，隧道內棘輪補償裝置通過轉向滑輪轉至隧道側面安裝。中心錨結均采用腕臂兩跨防斷式。

1.2 技術參數及要求

（1）接觸線高度，客運專線正線為5 300 mm。各懸掛點工作支接觸線高度恒定，設計坡度為0；當有超高或縱坡時接觸線懸掛點高度為5 300 mm+ dH（dH為接觸線高度變化值）。定位點處接觸線高度施工誤差范圍為±30 mm，相鄰兩定位點的接觸線高度差允許范圍為20 mm。

（2）結構高度，正線接觸網結構高度一般為1.6 m。跨線建筑物等困難情況下，結構高度以保證最短吊弦長度不小于600 mm為準。

（3）正線接觸網的彈性不均勻度小于8%。

2 接觸網精細化安裝的前提條件

接觸網精細化安裝主要指彈性吊索安裝、吊弦安裝、定位器安裝。安裝完畢，整個接觸網錨段達到設計的運營狀態，不再對接觸線進行調整。在進行該項工作之前，整個錨段必須具備以下條件：

（1）附加懸掛、腕臂、定位管及支撐管、各種連接件等已經安裝到位，承力索、接觸線、承力索及接觸線中心錨結已經架設或安裝。所有線夾的螺栓緊固力矩、所有線索的張力等已經達到設計要求。接觸線必須用恒張力架線車架設，承力索已經固定在承力索座內，腕臂頭順線路方向的偏移已經按照溫度曲線調整到位。

（2）每個跨距都有3～4個懸吊滑輪將接觸線均勻懸吊在承力索上；接觸線線面端正，平直度在0.1 mm/m以下，狀態良好。

（3）補償裝置滑輪不卡滯，補償繩不偏磨，墜砣上下移動靈活。

（4）軌道的水平布置及縱斷面已達到設計位置。利用無接觸式激光測量儀測量每個懸掛點的承力索高度的工作已經完成，測量數據精確到mm。

（5）吊弦的計算、預制已經完成，預制的誤差控制在1 mm內，吊弦已經按照錨段、跨距、序號分別成捆排放。彈性吊索已經預制完畢。

3 鄭西高鐵接觸網精細化安裝流程

在以上工序優質完成的基礎上，就可以進行接觸網精細化安裝。安裝時安排2組作業人員（每組6～7人），分別攜帶車梯、張力計、扭矩扳手、材料等，從中心錨結的位置同時沿兩端下錨方向逐個安裝，要求2個組同步進行安裝。

每組施工安裝程序如下：

（1）彈性吊索初安裝。從中心錨結處開始，利用彈性吊索緊線器、張力計等向下錨側逐個安裝，安裝時吊索受拉端均在下錨側，吊索張力控制在2.3～2.4 kN。

（2）各跨內吊弦安裝。從中心錨結處開始，向下錨側逐個安裝，吊弦位置從懸掛點向跨中測量，安裝偏差累積到跨中，位置允許偏差為±50 mm。

（3）吊索精調及吊索吊弦安裝：從中心錨結開始，向下錨側逐個調整安裝，吊索張力調整到3.5 kN，誤差±50 N。安裝后吊索上吊弦與兩側吊弦處接觸線高度應等高。

（4）定位器、防風拉線、定位管斜拉線、定位器電位線等安裝。從中心錨結處開始，向下錨側逐個調整安裝，定位器的坡度應符合設計要求。

（5）利用激光測量儀檢測接觸線高度及拉出值，并和設計要求的接觸線高度、坡度等進行比較，若有問題，則對以上工序逐項檢查。

（6）電連接、隔離開關及避雷器引線等安裝。

（7）下錨絕緣子串對齊調整、補償墜砣高度調整、各種標識牌安裝。

（8）靜態檢測。利用無接觸式激光測量儀檢查接觸線高度及拉出值。

4 工程檢測

4.1 檢測方法

將具有可調節抬升力的模擬受電弓及檢測設備臨時安裝在接觸網作業車上，分2個步驟對接觸網部分參數進行測量：

（1）車輛時速為 15～20 km、受電弓抬升力為5～8 N時，測量接觸線在空間的位置，對測量結果進行評估（與設計值進行對比），根據評估結果對接觸網進行調整。

（2）車輛時速為 15～20 km、受電弓抬升力為120 N（鄭西高鐵取值）時，測量接觸線在空間的位置。

利用 2次測量結果計算接觸線的高度差及接觸網的彈性。

對測量結果進行評估（與設計值進行對比），根據評估結果對接觸網進行調整。

4.2 檢測數據

半個錨段內的實測結果如圖1所示。

從圖1中可以看出，第1次和第2次測量狀態，接觸線抬升量約50 mm，各個懸掛點及跨中的彈性基本在0.3～0.35 mm/N，計算出的彈性不均勻度約為7.69%。高速接觸網要求靜態彈性盡可能均勻，安裝調整精度越高，受流質量越好；德國對于高速接觸網要求做到彈性不均勻度不大于 10%，其中Re330型接觸網彈性不均勻度為8%，與此相比，鄭西高鐵接觸網的彈性及彈性不均勻度是比較理想的。

圖1 鄭西高鐵接觸網靜態驗收部分數據曲線圖

5 結束語

實踐證明，高速鐵路接觸網精細化安裝必須一步一步按程序完成，每個環節都必須施作到位，以免返工；而高速牽引網最忌諱的就是維修和返工，維護方面大力提倡的重檢查、少維修理念，在施工安裝階段就要深入貫徹。

高速鐵路接觸網的空間技術參數一般都精確到mm，常規的測量手段滿足不了需求，大量采用張力測量儀、激光測量儀、平直度檢測尺等先進設備是必不可少的；測量并驗證高速牽引網的彈性以及彈性不均勻度是否滿足設計的目標值是一種打破常規的檢測方法，應該大力推廣。