接觸網(wǎng)錨柱順線路傾斜的原因及快速整治辦法

倪 國 軍

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司塔山鐵路分公司，山西 大同 037001)

1 概述

支柱是接觸網(wǎng)錨段的重要組成部分，其承受著接觸懸掛、支撐裝置和定位裝置的全部重量，其中錨柱又是承受著更多的負(fù)荷(腕臂重力、補(bǔ)償裝置拉力、線索順線路拉力等)。塔山鐵路分公司接觸網(wǎng)設(shè)備自2005年建成以來，設(shè)備運行已經(jīng)十多年，局部設(shè)備出現(xiàn)老化與疲態(tài)，錨柱漸漸出現(xiàn)順線路方向傾斜的不良狀態(tài)。

根據(jù)《鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)程》[鐵總運2017 9號]規(guī)定，支柱在順線路方向應(yīng)保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，其傾斜率不超過0.5%，錨柱應(yīng)向拉線方向傾斜，其傾斜率不超過1%。經(jīng)測量塔鐵專用線有部分錨柱出現(xiàn)順線路方向的傾斜，由于專用線雖短，但曲線多，坡度變化多，路基填方區(qū)段多，錨柱在多線區(qū)段內(nèi)，橋梁邊，兩側(cè)有農(nóng)民用地進(jìn)入車輛困難等等，很多地段施工非常困難(路基填方區(qū)段占比70%以上)。多處橫腹式鋼筋混凝土錨柱順線路的傾斜率超過了2.5%，急需進(jìn)行維護(hù)措施。很多傾斜錨柱在重車線，錨段關(guān)節(jié)發(fā)生事故影響較大。

經(jīng)過塔鐵公司技術(shù)小組通過不懈努力，采用“反向支撐架”的辦法，將順線路傾斜的接觸網(wǎng)錨柱進(jìn)行了整治，此項課題的完成為公司的安全供電、提高支柱的穩(wěn)定狀態(tài)起到了重要的作用，而且增添了一種處理施工困難地段的順線路傾斜支柱的方法，經(jīng)后期驗證，此方法不僅適用于錨柱、也適用于中間柱和鋼柱。

2 錨柱傾斜的原因分析

1)接觸網(wǎng)錨柱安設(shè)在錨段終端的位置，承受著至少來自兩個方向的力(垂直線路和順線路方向)，其中順線路方向的傾斜在使用中容易產(chǎn)生。其傾斜的原因也有很多，包括環(huán)境方面的、設(shè)備方面的、維護(hù)方面和施工方面的，羅列幾種常見原因，見圖1。在實際使用中，其原因遠(yuǎn)不止圖中所列。

2)維護(hù)中的重要環(huán)節(jié)——錨柱拉線。

在我國除了“雙腳式錨柱”外，其余錨柱均使用拉線進(jìn)行荷載側(cè)的反向受力。拉線對于錨柱保持順直起至關(guān)重要作用，也是錨柱日常維護(hù)的重要項目。拉線通過固定角鋼與支柱相連，正常情況下應(yīng)緊繃，不得出現(xiàn)斷股、松散和接頭等。拉線弛度與角度是拉力大小的關(guān)鍵，如果發(fā)現(xiàn)損傷拉線應(yīng)盡早整治或進(jìn)行更換。目前接觸網(wǎng)全補(bǔ)償簡單鏈形懸掛錨柱是比較常見的一種錨柱形式，如圖2所示。

下錨拉線長度計算公式:

L鋼絞線=L+2×500-43-30(或70)-70,其中,L=H/sinα。

式中：L鋼絞線——鋼絞線長度，mm；

L——拉線出土點至支柱安裝位置的距離，mm；

α——拉線與地面夾角；

2×500——兩個回頭長度，mm；

30(或70)——錨桿上(下)拉桿長度,mm；

70——錨桿外露長度，mm。

3)支柱的傾斜率的測量。

a.用接觸網(wǎng)激光測量儀DJJ-8儀器比較精準(zhǔn)。

b.在特殊地段，比如：雜草地段，地質(zhì)松軟不平或是雨雪后泥濘。需要制作“測量平臺”，平臺無特別要求，能放置平穩(wěn)調(diào)整水平即可。

c.測量時在開機(jī)狀態(tài)下檢查選定的測量地點在不移動測量機(jī)頭的時候，上下移動取景器光標(biāo)看能否取到測量的“頂點”和“低點”，全程不可移動測量機(jī)頭的底部。

3 應(yīng)對措施

1)針對傾斜的現(xiàn)狀，供電段結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，采取鋼性支撐，支撐住錨柱端部，從而對傾斜的錨柱進(jìn)行校正，方案分為兩部分:一方面是打支撐基礎(chǔ)，用水泥澆灌的方法，增強(qiáng)支撐力和穩(wěn)定性；另一方面是待基礎(chǔ)穩(wěn)固后，進(jìn)行支撐連接，在地面通過擰支撐架，把順線路傾斜的支柱進(jìn)行“回調(diào)”，形成“反拉正撐”的結(jié)構(gòu)，使錨柱的受力結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定。在技術(shù)方案選擇的過程中，有幾種應(yīng)對措施的優(yōu)缺點比較，詳情見表1。

表1 多種對策分析表

2)技術(shù)改造。我們于2018年、2019年對不同地點5組傾斜錨柱進(jìn)行技術(shù)改造，每次“天窗”停電時間的占用均不超過100 min，主要得益于采用“支撐”結(jié)構(gòu)，這種辦法非常適用于施工困難地段，優(yōu)勢在于材料選用方便和改造后效果的“立竿見影”。經(jīng)過近兩年的檢查、測量，達(dá)到了預(yù)期效果，并且技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定。

3)“鋼性支撐”。所用材料，主要部分均為自主加工成型，詳情見表2。底部結(jié)構(gòu)及效果見圖3。頂部結(jié)構(gòu)及效果見圖4。

表2 主要加工件尺寸

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1鍍鋅鋼管Φ3”9.96 m(雙耳中心間距9.96 m)主體支撐2底部鋼板架1 140 mm×1 000 mm厚10 mm1個與水泥一起澆筑,周邊接長螺絲,或用長形套管(1 m)與鋼板形成連接3外部鋼板架(底)210 mm×410 mm厚6 mm1個自主加工成型4可移動鋼板架(底)200 mm×200 mm厚10 mm1個活動結(jié)構(gòu),可緊可松5頂部支撐鋼板465 mm×600 mm2個前后包圍支柱頂部6頂(底)部雙耳螺絲件2套活動結(jié)構(gòu),可緊可松7錨柱頂部扣件450 mm×300 mm1個連接支柱端部及連接支撐管

4)“鋼性支撐”基礎(chǔ)選擇。基礎(chǔ)位置的選擇決定了支撐架與水平面的夾角，也就決定了有效支撐力，在坑位的選擇上，可根據(jù)實際情況，向內(nèi)側(cè)傾，這樣可以避免與接錨、承錨補(bǔ)償繩避開，同時也與拉線對應(yīng)。在實際的應(yīng)用中，還是需要結(jié)合實際情況，特別是錨柱的傾斜情況，優(yōu)先保證支撐的有效性和支撐力的最大化，理論上選擇與支柱坑位在同一條線上，“支撐”在支柱中心線上是受力最佳的?！爸巍迸c地平面夾角最好是小于45°。在支撐安裝完畢后，地面進(jìn)行緊固調(diào)試，用DJJ-8測量儀不間斷進(jìn)行測量，直到順線路傾斜率降為1%以內(nèi)，不影響其懸掛為止，由于有支撐的緣故，保留順線路的偏移量，防止彎損的支柱受力向“鋼性支撐”轉(zhuǎn)移過多，以便于支撐結(jié)構(gòu)長期使用，保持穩(wěn)定。調(diào)試完成后，需要更換錨柱拉線，或是截短拉線，以便適應(yīng)錨柱現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)。

4 結(jié)論

此次采用“鋼性支撐”的方法解決傾斜支柱的辦法是可行的，此辦法不僅適用于錨柱,也適合中間柱，同時也可以對“頂部”支撐修改尺寸后用于鋼柱。通過全過程質(zhì)量控制和檢測結(jié)果顯示，改造后的錨柱傾斜率均可降至0.1%以內(nèi)，大大改善了支柱及其附件的穩(wěn)定狀態(tài)，提高了此錨段的安全狀態(tài)。經(jīng)過近兩年的測量檢查，其傾斜率基本保持不變，風(fēng)擺偏差甚至好于無支撐錨柱，證明了此方法是穩(wěn)定可行的。文中所述的辦法特別適用于緊急處理和施工困難地段，同時也節(jié)省天窗時間，并且不受地理環(huán)境的限制。