地鐵剛性接觸網(wǎng)施工技術(shù)以及應(yīng)用研究

李功明 王新春 候港輝

摘 要：由于地鐵的飛速發(fā)展和強(qiáng)大的城軌聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，改變過(guò)去的城軌聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)以更好地適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展的需求已成為必然。該文主要基于柔性到剛性地鐵懸鏈線的施工技術(shù)要求和處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵;懸鏈線改造;施工技術(shù)

0 前言

剛性懸鏈線主要由匯流排，接觸線，支撐定位設(shè)備，絕緣組件和架空接地線組成。與傳統(tǒng)的柔性懸鏈線相比，剛性懸鏈線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工具有連續(xù)性，接觸線無(wú)張力，匯流排為鋁合金材質(zhì)，維護(hù)和搬運(yùn)相對(duì)容易，但由于材質(zhì)原因在中國(guó)各個(gè)城市的地鐵建設(shè)中都有割傷的危險(xiǎn)。鑒于目前國(guó)內(nèi)地鐵的建設(shè)情況，早期的地鐵線路采用了靈活的聯(lián)絡(luò)型接觸網(wǎng)，會(huì)造成運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的接觸網(wǎng)的斷裂。靈活的接觸式互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型已成為確保地鐵線路正常運(yùn)行的必然趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)地鐵懸鏈線轉(zhuǎn)換的主要方法是軟性改造和剛性加工，這也是當(dāng)前地鐵線路的一項(xiàng)重大而艱巨的工程。鑒于其建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和相對(duì)較少的有關(guān)地鐵懸鏈的特點(diǎn)和要求的參考資料。建設(shè)接觸網(wǎng)柔性和剛性轉(zhuǎn)換的討論一直是國(guó)內(nèi)地鐵接觸網(wǎng)建設(shè)的研究重點(diǎn)。

1 施工技術(shù)要求

為了靈活地建立接觸網(wǎng)，需要執(zhí)行以下重要操作：接地和剛性-靈活過(guò)渡處的電氣連接完好無(wú)損，并且必須確保安裝過(guò)程中的具有高可靠性和堅(jiān)固性。在剛性懸掛關(guān)節(jié)的施工過(guò)程中，無(wú)論是駛?cè)朦c(diǎn)還是駛出點(diǎn)，懸掛定位點(diǎn)都具有相應(yīng)的高度，并且高度范圍嚴(yán)格控制在3 mm～5 mm，過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致電客車碳滑板的受電駛過(guò)關(guān)節(jié)發(fā)生晃動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生拉弧打火現(xiàn)象。發(fā)生此類現(xiàn)象后，無(wú)論是對(duì)受電弓還是對(duì)卡嵌在匯流排內(nèi)的接觸線都會(huì)有不同程度的損壞。高度控制范圍在合理范圍內(nèi)，能保證受電弓的平穩(wěn)運(yùn)行，并且一定程度上減少磨耗率。柔性懸架錨定基座，錨定支架懸架，剛性懸架活體之間的距離必須至少為150 mm。當(dāng)使用鉸接的剛?cè)徇^(guò)渡時(shí)，必須將開(kāi)槽過(guò)渡元件的壓力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并且相關(guān)定位點(diǎn)的接觸線高度能滿足受電弓在運(yùn)行期間的壓力的要求。當(dāng)采用鉸接的剛性撓性過(guò)渡結(jié)構(gòu)時(shí)，該部分的剛性懸架接觸線的高度必須高于柔性懸架接觸線的高度。在正常情況下，應(yīng)該升高30 mm～50 mm。

2 施工要點(diǎn)

2.1 分析測(cè)量和定位的重要性

測(cè)量和定位是構(gòu)建剛性柔性過(guò)渡裝置的非常重要的部分。構(gòu)建剛性的柔性過(guò)渡裝置需要適當(dāng)合理的測(cè)量和定位。只有確保裝配測(cè)量和定位的合理化，才能更加可靠地保證剛性柔韌性過(guò)渡件的裝配質(zhì)量。剛性撓性過(guò)渡裝置通常在施工過(guò)程中放置在筆直的部分中，因?yàn)閺澢牟糠纸?jīng)常會(huì)遇到超高線的問(wèn)題。但是，在實(shí)際施工中，由于各種因素的影響，有必要在彎段安裝剛?cè)徇^(guò)渡裝置，以更好地滿足相關(guān)要求，方便地鐵工程。

2.2 曲線截面的測(cè)量和放置分析

構(gòu)建剛性-柔性過(guò)渡裝置需要對(duì)彎曲截面的測(cè)量和位置進(jìn)行合理的分析。在確定彎曲部分的接觸線和承重電纜的錨固位置時(shí)，有必要考慮由于交叉梯度摩擦而引起的懸掛柱的偏差值。如果在施工過(guò)程中接觸線的錨固位置與干線的剛性懸掛點(diǎn)之間存在差異，則必須主動(dòng)調(diào)整干線的跨度或者橫向中心偏移距離以確保接觸線之間的絕緣距離。

2.3 錨點(diǎn)位置確定分析

在構(gòu)建剛?cè)峤Y(jié)合的過(guò)渡設(shè)備元件時(shí)，需要確定錨點(diǎn)位置。確定錨的位置時(shí)，必須根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境情況，勘查復(fù)核后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算。首先，在計(jì)算接觸線下方的錨固位置時(shí)，應(yīng)將剛性錨固段的接頭匯合端的高程值作為重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并應(yīng)使用剛性錨固段的第一懸點(diǎn)。根據(jù)向上位置的水平距離和接觸線下方錨點(diǎn)的高度來(lái)計(jì)算的。錨點(diǎn)與底部錨點(diǎn)之間的距離。剛性確保柔性過(guò)渡裝置的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。其次，在剛性撓性過(guò)渡裝置的構(gòu)造中，在確定承重錨索的位置時(shí)需要進(jìn)行計(jì)算，并且需要合理地分析并設(shè)置剛性撓性過(guò)渡的接觸線的高度。此外，應(yīng)合理控制承重錨固位置的偏差值，以確保其位于線中心500 mm以內(nèi)，以進(jìn)一步確保剛?cè)徇^(guò)渡裝置的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。確保地鐵的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2.4 剛性懸掛底座的安裝

在“柔性修改和剛性轉(zhuǎn)換”項(xiàng)目中，懸鏈剛性懸掛采用兩種懸掛形式。一個(gè)是車站的懸掛裝置整體組件形式，另一個(gè)是隧道中的間隙超過(guò)4 800 mm的區(qū)域，采用剛性結(jié)構(gòu)吊柱整體組件形式。無(wú)論哪種形式，都必須考慮安裝完畢后需要足夠的安裝空間，以此擁有足夠的安裝與絕緣距離。在距離為4 800 mm或更小的隧道安裝的懸吊點(diǎn)，應(yīng)在從受電弓的中心線延伸到隧道頂點(diǎn)的兩側(cè)安裝對(duì)稱孔。如若安裝空間受限制，則可采用絕緣橫撐裝置，絕緣橫撐必須比現(xiàn)有的柔性懸架接觸線高至少150 mm，以確保絕緣距離。在特殊情況下，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)絕緣橫撐的中點(diǎn)與受電弓中心之間的距離，或纏繞絕緣膠帶以確保絕緣距離。在空曠的空間中安裝隧道時(shí)如果直徑超過(guò)4 800 mm，則剛性懸架需要安裝在剛性結(jié)構(gòu)吊柱上。在隧道內(nèi)排布剛性結(jié)構(gòu)吊柱時(shí)，必須注意隧道上端的隧道傾斜角，利用接觸網(wǎng)激光檢測(cè)儀等精準(zhǔn)儀器進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量計(jì)算后的傾角來(lái)計(jì)算剛性結(jié)構(gòu)吊柱的距離型號(hào)與尺寸，剛性結(jié)構(gòu)吊柱的底板能較為緊密地貼合隧道頂部，以此保證剛性懸掛結(jié)構(gòu)件的整體穩(wěn)固性。

3 處理方案

影響剛性懸架安裝的現(xiàn)有設(shè)備解決方案：在剛性懸架的預(yù)安裝過(guò)程中，其平面布局會(huì)直接影響整個(gè)過(guò)渡開(kāi)口。在現(xiàn)場(chǎng)定位和測(cè)量過(guò)程中，我們將加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的分析，消除整個(gè)懸架安裝的潛在不良影響，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的平面布置。柔性懸鏈線可以快速收斂到中心線的另一側(cè)，從而避免現(xiàn)有的接觸線和承力索相互交叉的情況。在馬蹄形隧道區(qū)域，拱形懸臂主要用于柔性懸架，尤其是在該區(qū)域的S形交叉點(diǎn)，應(yīng)在隧道的兩側(cè)合理地安裝拱形懸臂。根據(jù)上述處理思路目前已經(jīng)提出了三種解決方案。

方案一：調(diào)整柔性錨固段的長(zhǎng)度，但是在調(diào)整過(guò)程中會(huì)影響拱形懸臂的，因此在安裝前接觸線之前必須將拱形懸臂反轉(zhuǎn)。這種方法的最大問(wèn)題是現(xiàn)有懸掛裝置組成會(huì)發(fā)生很大變化，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。最大的優(yōu)點(diǎn)是只需要人工成本。

方案二：根據(jù)工程的具體情況，調(diào)整剛性懸索錨固段的長(zhǎng)度，將剛性懸鏈錨固段的長(zhǎng)度控制在250 m以內(nèi)，并通過(guò)調(diào)整錨段內(nèi)各個(gè)懸掛點(diǎn)之間的縱向距離，合理布置每個(gè)點(diǎn)的排布位置，剛性錨固段的特定部位。在兩個(gè)匯合的關(guān)節(jié)處，要注意避免定位器和拱形臂的影響，以使整個(gè)接觸網(wǎng)線路能夠?qū)崿F(xiàn)以中心線為軸左右平順排布。

方案三：臨時(shí)配置一組剛性、絕緣的懸掛支持組件，并將其放置在可能影響過(guò)渡的安裝的位置。這樣可以替代柔性懸掛的定位器和腕臂。這種處理方法易于操作，方便并且高度安全，但是需要大量的構(gòu)造。

有了剛性柔性過(guò)渡，這種接頭類型可以快速集成柔性懸架和端子母線，以實(shí)現(xiàn)快速的剛性-柔性過(guò)渡。實(shí)施此方案的過(guò)程必須確保兩者之間的距離在200 mm之內(nèi)，并且同時(shí)盡可能靠近受電弓的中心。對(duì)于剛?cè)嵝缘倪^(guò)渡端，懸架的起始位置應(yīng)比同一位置的懸架柔性接觸線略高20 mm～30 mm，并應(yīng)根據(jù)接觸線高度變化率的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行定位處理。確保接觸線從柔性高度可以逐漸達(dá)到剛性設(shè)計(jì)的高度。可以將柔性懸架緩慢地從剛性懸架向其提起的位置提起。然后，使用剛?cè)醿删€輪廓法，將柔性懸架稍微提起，以幫助其進(jìn)入外部。在操作中，固定在底部。分支可以稍微抬起50 mm～100 mm。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)地鐵接觸網(wǎng)柔改剛的施工技術(shù)進(jìn)行了探討，總結(jié)提煉了施工技術(shù)要求和現(xiàn)場(chǎng)處理經(jīng)驗(yàn)，為同類型項(xiàng)目的施工提供了客觀有效的參考信息。

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