新建福州至平潭鐵路接觸網(wǎng)整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)

范彬

摘 要：本文介紹了新建福州至平潭鐵路接觸網(wǎng)整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)條件，說明了整體腕臂結(jié)構(gòu)計(jì)算、裝配的關(guān)鍵工藝和有關(guān)要求，指出了運(yùn)營維護(hù)中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：整體腕臂;結(jié)構(gòu);技術(shù)探討

中圖分類號：U225.42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2019）29-0105-03

Discussion on the Structure of the Whole Wrist Arm Structure of the

New Contact Network of Fuzhou-Pingtan Railway

FAN Bin

（The Third Company of China Railway Electrification Engineering Group，Zhengzhou Henan 450005）

Abstract： This paper introduced the technical conditions of the overall wrist arm structure of the new Fuzhou-Pingtan railway contact network， explained the key processes and requirements of the overall wrist arm structure calculation and assembly， and pointed out the precautions in operation and maintenance.

Keywords： overall wrist arm;structure;technology discussion

目前，已開通的一般高速鐵路（含客貨共線）接觸網(wǎng)腕臂支持結(jié)構(gòu)多采用“鉤環(huán)”方式的剛性支持裝置。但是，新建福州至平潭客貨共線鐵路（以下簡稱福平鐵路）具有特殊的環(huán)境和氣象條件：接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)壓1.3kN/m2，路基上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速（地面以上10m高度）為60m/s，橋上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速75m/s，海洋大氣環(huán)境含有大量海鹽、酸、堿等物質(zhì)。接觸網(wǎng)腕臂支持結(jié)構(gòu)形式選用了Q345B鋼制的熱浸鍍鋅+氣相緩蝕雙金屬涂層（VCI）整體腕臂，正定位腕臂結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)目前僅運(yùn)用在海南東環(huán)線、蘭新線大風(fēng)區(qū)段，全線大規(guī)模采用這種結(jié)構(gòu)技術(shù)在福平鐵路尚屬首次?，F(xiàn)結(jié)合福平鐵路整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)予以探討。

1 整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)條件概況

接觸網(wǎng)腕臂結(jié)構(gòu)零件主要包括腕臂底座、腕臂支持結(jié)構(gòu)、定位裝置[1]?，F(xiàn)以腕臂關(guān)鍵零配件為主要介紹內(nèi)容，具體包括腕臂支持結(jié)構(gòu)、連接裝置、定位裝置、定位器和錨支定位卡子。腕臂支持結(jié)構(gòu)工作荷重類型如表1所示。

1.1 腕臂連接裝置

對于結(jié)構(gòu)鋼無縫鋼管腕臂，用外徑為60mm的斜腕臂與外徑為60mm的平腕臂的支撐連接。平腕臂為加焊接板結(jié)構(gòu)，通過螺栓連接。

腕臂連接裝置的性能要求為：最大水平工作荷重為5.8kN;最大垂直工作荷重為4.9kN;與腕臂管之間的滑動(dòng)荷重應(yīng)不小于7.5kN;水平破壞荷重應(yīng)不小于17.4kN;垂直破壞荷重應(yīng)不小于14.7kN;螺栓的緊固力矩為44～56N·m。

1.2 定位裝置

定位裝置用于與腕臂支持結(jié)構(gòu)連接，固定接觸線的位置。定位裝置一般由定位環(huán)、定位管、定位管支撐、定位器支座、定位器、定位線夾和定位器電連接跳線等組成。定位裝置在腕臂支持結(jié)構(gòu)中的安裝應(yīng)滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的尺寸和功能要求，安裝后應(yīng)連接可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，調(diào)整方便，在垂直地面及順線路方向應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活[2]。

定位裝置在組合安裝狀態(tài)下，工作支定位裝置（特型定位裝置除外）應(yīng)滿足定位線夾處水平荷重一般為3.0kN，非工作支定位裝置應(yīng)滿足錨支定位卡子（采用定位線夾方式）處水平荷重為7.5kN的受力條件下任何部位不發(fā)生開裂、塑性變形和滑移現(xiàn)象。工作支定位裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在受電弓在動(dòng)態(tài)包絡(luò)線（上下抬升量為懸掛定位點(diǎn)處接觸線模擬計(jì)算或?qū)崪y最大抬升量的2倍，左右擺動(dòng)量為±450mm）范圍內(nèi)最大運(yùn)行風(fēng)速條件下正常運(yùn)行時(shí)不打弓的要求。

1.3 定位器

定位器用于與定位線夾及定位器支座連接后固定接觸線的位置。矩形鋁合金定位器由矩形鋁合金管、定位鉤、定位銷釘套筒等組成。圓管鋁合金定位器由圓形鋁合金管、帶彈簧裝置的定位鉤環(huán)、定位套筒等組成。定位器的性能要求如表2所示。定位器的材質(zhì)滿足《風(fēng)區(qū)200～250km/h電氣化鐵路接觸網(wǎng)裝備暫行技術(shù)條件》（OCS-2）條件。

1.4 錨支定位卡子

錨支定位卡子安裝在定位管上，用于固定下錨支接觸線。錨支定位卡子線夾之間應(yīng)帶有保護(hù)襯墊，并具有可靠的防松措施。錨支卡子本體按《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 700—2006）要求，采用牌號為Q235B的碳素結(jié)構(gòu)鋼。主要性能要求如表3所示。

2 整體腕臂計(jì)算、安裝的關(guān)鍵工藝和有關(guān)要求

整體腕臂簡單鏈型懸掛模式采用腕臂裝置逐件計(jì)算方法和腕臂裝置在工廠預(yù)配的方式進(jìn)行。因此，腕臂裝置及定位裝置在施工現(xiàn)場也能方便地與安裝的支柱對號入座，安裝效率和精度較高。

2.1 腕臂結(jié)構(gòu)計(jì)算

獲取有關(guān)線路精測網(wǎng)坐標(biāo)，經(jīng)精密測量儀器測量，采集腕臂相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并使用已經(jīng)成功運(yùn)營工程驗(yàn)證的成熟可靠的精確工藝計(jì)算軟件，進(jìn)行整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算。

2.2 腕臂預(yù)配

整體腕臂裝配應(yīng)采用工廠化預(yù)配工藝。現(xiàn)以正定位整體腕臂結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及已計(jì)算的技術(shù)參數(shù)，截取相應(yīng)的平、斜腕臂尺寸，將平腕臂放置在工作平臺上，將承力索座卡在其相應(yīng)的安裝孔上，再穿螺栓銷固定，最后裝好開口銷。其次，將斜腕臂端部雙耳與平腕臂連接板進(jìn)行螺栓銷連接，用力矩扳手鎖緊螺母，裝好開口銷。再次，將合頁定位環(huán)由斜腕臂末端分別套入相應(yīng)的安裝位置，并預(yù)緊固。最后，將定位管與合頁定位環(huán)進(jìn)行螺栓銷連接，鎖緊螺母，裝好開口銷。對裝配好的腕臂裝置進(jìn)行包裝及標(biāo)識。

2.3 腕臂安裝

在腕臂底座及絕緣子已安裝到位的前提下，先確認(rèn)腕臂裝置的標(biāo)識是否與線路區(qū)間錨段支柱安裝位置相吻合;借助作業(yè)平臺，吊裝腕臂裝置，使其處于鉛錘狀態(tài)，過程中不得與其他配件相碰撞，以免損傷整體腕臂裝置防腐蝕保護(hù)層;再次，可先連接、緊固斜腕臂與絕緣子，后連接、緊固平腕臂與絕緣子;最后檢查安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

注意事項(xiàng)如下：檢查所有零件安裝位置及方向是否正確;定位管與腕臂裝置是否處于同一鉛垂面內(nèi);所有緊固螺栓是否符合規(guī)定的力矩值;檢查開口銷是否齊全，安裝是否規(guī)范。

3 運(yùn)營維護(hù)注意事項(xiàng)

整體腕臂作為一種新技術(shù)，其維修標(biāo)準(zhǔn)、維修技術(shù)、搶修手段還不完善，且平斜腕臂之間采用焊接固定的耳環(huán)連接，無法通過調(diào)整平斜腕臂相對位置來調(diào)整接觸網(wǎng)高度，不利于接觸網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)。同時(shí)，該類型腕臂的結(jié)構(gòu)高度較低，同等抬升量的情況下對吊弦線的彎曲程度增加，減少整體吊弦的使用壽命。考慮到整體腕臂一旦出現(xiàn)意外突發(fā)情況，更換工作量大、搶險(xiǎn)時(shí)間短促的特點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)營單位應(yīng)提前做好應(yīng)急預(yù)案，組織好搶險(xiǎn)工作。

設(shè)備運(yùn)營單位應(yīng)定期對福平鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行低速性能檢測和評估，積累運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)，完善安全評估要求，有效控制系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到RAMS的技術(shù)指標(biāo)。

4 結(jié)語

目前，接觸網(wǎng)整體腕臂結(jié)構(gòu)技術(shù)在部分鐵路大風(fēng)地段抗風(fēng)能力應(yīng)用是較為成熟的新技術(shù)，亟待進(jìn)一步提升運(yùn)營維護(hù)能力。期盼由寶雞器材廠、飛輪公司新研制的簡統(tǒng)化腕臂結(jié)構(gòu)能早日通過試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)安全可靠運(yùn)營、降低投資、運(yùn)營維護(hù)簡便的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐵道部勞動(dòng)和衛(wèi)生司，鐵道部運(yùn)輸局.高速鐵路接觸網(wǎng)維修崗位[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[2]鐵道部.高速鐵路電力牽引供電工程施工技術(shù)指南：TB 10710—2010[S].北京：中國鐵道出版社，2010.