特殊地段接觸網柔性懸掛絕緣錨段關節的優化

徐榮欣

（廈門軌道交通集團，福建 廈門 361000）

0 引言

在前期圖紙會審階段，工程技術人員查看設計院提供的廈門市軌道交通1號線供電系統工程接觸網專業柔性接觸網集美學村站圖紙，經過實地技術調查發現，廈門市軌道交通1號線高架橋區段集美學村站柔性接觸網絕緣錨段關節設置位置與現場條件不符，若按照設計圖紙提供的曲線段絕緣關節懸掛點的接觸網懸掛方式進行施工，無法滿足現場施工要求，如果貿然按圖施工，必然在后續接觸網調整工序時，導致各項技術參數無法滿足符合設計要求和質量驗收標準，工程技術人員經過對現場調查和測量數據進行分析，并通過并利用CAD軟件1∶1進行了模擬對比確認，具體優化設計施工實施方案如下。109#中心柱位于曲線外側，按曲線內側懸掛進行裝配，其中一支接觸線的反定位為正拉出值。110#中心柱位于曲線內側，按直線懸掛進行裝配，2支接觸線正、反拉定位。施工條件和施工時間相同時，采用優化后懸掛裝配的安裝形式，施工方法相同，施工功效相同，同時施工安裝質量和外觀均不受影響，滿足規范和設計要求。

初步測算，若按照原設計曲線段絕緣關節進行施工，必然會造成二次返工，并且無法保證建設單位的工期節點，經測算節約經濟成本如下。節省材料（1.1248 萬元）+機械臺班（1.4750 萬元）+工費（21.8750 萬元）=24.4748萬元。

1 現場問題分析

在我國軌道交通中常見的施工技術是剛性和柔性懸掛接觸網，該施工技術區別于傳統三軌的供電懸掛方式。因地鐵隧道凈空有限，地下段是采用絕緣子來懸掛剛性導體的剛性接觸網，如同把第三軌架到了隧道頂部；地上段則是采用支撐及定位裝置來懸掛導體的柔性接觸網，增大了對地距離，提升了車輛上方的空間；接觸網相對第三軌供電相對較為安全，因此越來越多的城市軌道交通供電采用接觸網。基于此該文對軌道交通接觸網施工技術要點進行了分析[1]。廈門市位于廈門島上，廈門島與大陸被約2km寬的海峽隔開，廈門市軌道交通1號線一期工程連接廈門島和大陸，采用跨海大橋的形式跨越海峽，連接島內與大陸。廈門地鐵1號線全長30.3km，其中地下段25.6km，地面段1.9km，高架段2.8km；共設24座車站，除集美學村站其余均為地下站；采用6節編組B型列車，其中地下段接觸網采用“П”型剛性懸掛；跨海大橋段，地上段及廈門北車輛段接觸網采用支柱加腕臂支撐的全補償簡單鏈型柔性懸掛。

集美學村站是廈門軌道交通1號線一期工程唯一的地面車站，位于跨海大橋大陸側的海岸邊，連接跨海大橋段和地上段，全線唯一的上下行地鐵線路接觸網采用雙承力索雙接觸線的全補償簡單鏈型柔性懸掛。柔性懸掛絕緣錨段關節設置在集美學村站東端，在絕緣錨段關節兩側各設置1個供電臂。由于集美學村站的站臺為夾在兩線路間的島式站臺，地鐵上下行線路在通過集美學村站前，線間距須加寬，因此跨海雙線大橋在集美學村站東端分為2個單線橋，受制于現場條件所致，地鐵上下行線路均在此形成“S”彎曲線，工程技術人員在圖紙會審階段，通過現場調查發現：該處接觸網絕緣錨段關節就設置在“S”彎曲線段。

柔性懸掛接觸網絕緣錨段關節一般設置在線路直線段，不宜設置在線路曲線段。根據現場實際條件，接觸網絕緣錨段關節有可能設置在直線+曲線段，根據以往施工經驗得知在供電系統工程接觸網專業，極少絕緣錨段關節設置在曲線+直線+曲線段。絕緣錨段關節一般只在直線段和曲線段設計觸網懸掛，此處雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節設置在“S”彎曲線段是一個特例，該接觸網絕緣錨段關節由4跨組成，轉換柱107#、108#位于第1個線路曲線上，轉換柱111#、112#位于線路直線上，109#、110#中心柱位于線路曲線短直線端的緩曲線上，下錨柱位于第2個線路曲線上。而設計院接觸網柔性懸掛裝配安裝圖只提供了曲線段的絕緣關節安裝圖。因此該處接觸網絕緣錨段關節不能按設計的曲線段裝配形式安裝，不能按照設計院提供的施工藍圖進行腕臂預配和安裝。

工程技術人員通過設計院提供的施工藍圖，結合現場實地調查、現場地勢條件以及前期土建單位在該處接觸網絕緣錨段關節地鐵上下行線路，對已經預留好的觸網支柱（共計 8 根）的跨距、限界、地鐵線路設計標高等接觸網數據進行現場測量，并形成接觸網專業絕緣錨段關節接觸網技術測量數據統計表，為確保后續該處接觸網專業絕緣錨段關節在優化設計方案后，相關接觸網技術參數滿足設計要求，符合相關質量驗收標準，工程技術人員又聯系鋪軌單位工專業工程師，首先進行專業間圖紙理論核對，然后又結合現場實地調查，通過兩家施工單位工程技術人員的專業技術分析以及針對現場條件的調查，確認集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節確實設置在“S”彎曲線段。

工程技術人員將實際存在的問題，寫成圖紙會審調查報告，并提出優化集美學村站接觸網專業此雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節設計方案，及時向設計單位進行匯報，經過和建設、設計、監理、運營等部門溝通協商，同意結合現場實際情況，在滿足規范和設計要求的前提下，優化腕臂裝配安裝形式。

2 可行性分析及論證

2.1 現場施工分析

工程技術人員對集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節地鐵上下行線路接觸網懸掛裝配數據進行了現場實際測量，并利用CAD軟件1∶1進行了電腦模擬對比確認，通過相關接觸網絕緣關節的限界、線路標高、軌道超高、拉出值、承力索距鋼軌面高度、接觸導線距鋼軌面高度、承力索與接觸線垂直高差、工作支與非工作支承力索的絕緣距離、工作支與非工作支接觸導線的絕緣距離、定位器坡度、腕臂支撐和定位管支撐的安裝位置、吊弦長度及位置等技術參數對原設計方案和優化設計方案進行模擬對比分析，其模擬的結果和現場存在的技術問題一樣：在接觸網絕緣錨段關節處現場接觸網轉換柱設計的懸掛方式基本符合設計要求，只是對該區段接觸網拉出值數據做局部調整。而主要存在的現場技術問題就是處于2個反向曲線的109#、110#中心柱裝配形式。原設計施工圖紙109#支柱接觸網懸掛方式為曲外懸掛方式，拉出值均為正值，110#支柱接觸網懸掛方式為曲內懸掛方式，拉出值均為負值，與設計安裝位置裝配形式不一致。發現存在的技術問題后，通過CAD軟件1∶1模擬優化設計方案的絕緣錨段關節中心柱的接觸網懸掛方式，其相關接觸網技術參數符合設計要求和相關質量驗收標準，解決問題后，按優化的裝配形式進行計算、預配和安裝，確保一次安裝到位。

2.2 現場施工目標

集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節，按原設計圖紙進行懸掛裝配形式安裝施工，不能滿足設計參數要求和相關質量驗收標準要求。對懸掛裝配安裝形式進行優化后，工作支和非工作支接觸網懸掛間水平距離、垂直距離、中心柱處4支接觸線高度，定位器工作狀態等技術參數滿足規范和設計要求、確保接觸網按期送電開通，為后續維護接觸網設備正常運行，提供了一份可靠的技術保障。

3 建議的具體內容

3.1 “S”彎曲線段絕緣關節優化設計實施方案

工程技術人員對集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節的現場調查和相關接觸網測量技術數據進行分析，并利用CAD軟件1∶1進行了模擬對比確認，確保各項技術參數符合設計和相關質量驗收標準要求，具體優化設計施工實施方案如下。集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節地鐵下行線109#中心柱位于曲線外側，按曲線內側懸掛進行裝配，其中一支接觸線的反定位為正拉出值。

集美學村站接觸網專業雙承力索雙接觸導線絕緣錨段關節地鐵上行線 110#中心柱位于曲線內側，按直線懸掛進行裝配，兩支接觸線正、反對拉定位。

施工條件和施工時間相同時，采用優化后懸掛裝配的安裝形式，施工方法相同，施工功效相同，同時施工安裝質量和外觀均不受影響，滿足設計和相關質量驗收標準要求。

3.2 現場接觸網有關技術參數測量記錄

廈門市軌道交通1號線一期工程供電系統接觸網專業集美學村站-高崎站區間柔性絕緣錨段關節按照優化設計方案進行施工安裝，工程技術人員進行了相關接觸網專業技術參數測量數據的現場測量和收集，測量說明如下：單位均為mm，現場測量時，請認真確認區分工作支、非工作支接觸線的導高和拉出值，拉出值須有±之分，拉出值“正”指的是拉向支柱側反向；拉出值“負”指的是拉向鋼軌線路中心反向。雙接觸導線水平間距40mm，正定位拉出值測量是靠近支柱側的那根接觸導線的拉出值，反定位拉出值是靠近線路中心方向的最遠的那根接觸導線的拉出值。

使用接觸網專業測量工具相關技術參數要求表詳見表1。

表1 接觸網專業測量工具相關技術參數要求表

現場工程技術人員測量數據詳見表2、表3。

表2 集美學村站地鐵上行線路接觸網專業柔性絕緣錨段關節技術參數測量記錄表

表3 集美學村站地鐵下行線路接觸網專業柔性絕緣錨段關節技術參數測量記錄表

廈門市軌道交通1號線一期工程供電系統接觸網專業集美學村站-高崎站區間柔性絕緣錨段關節采用優化設計方案進行施工安裝，施工前進行實際狀態模擬，一次安裝到位，避免了安裝后的重復調整或返工，降低施工成本，增加經濟效益。

經過施工（土建、鋪軌、接觸網等專業）、建設、監理、設計、運營等關聯單位現場實地調研，并進行設計校核，滿足接觸網絕緣錨段關節接觸網懸掛相關設計參數要求，經過專題會議談論一致確定采用該方案。

優化設計方案確定后，施工單位積極準備，按優化設計后新的方案進行腕臂、吊弦裝配計算和預配，并按新方案組織安裝施工，接觸網懸掛裝配安裝結構橫平豎直，經現場測量，相關接觸網絕緣關節區域的接觸線高度、拉出值以及絕緣距離符合相關技術要求和工程質量驗收標準。

4 “S”彎曲線段接觸網絕緣關節優化設計實施方案的經濟效益

在城市軌道交通系統中,其供電系統中的接觸網是其不可缺少的組成部分[2]。廈門市軌道交通1號線一期工程供電系統接觸網專業集美學村站-高崎站區間柔性絕緣錨段關節如果按照原設計院施工藍圖設計進行施工，由于特殊的地理位置，前期土建單位已經將接觸網支柱提前施工完畢，因此，該處地鐵上下行線路的2處接觸網絕緣錨段關節位置無法更改，工程技術人員在設計院圖紙會審階段，理論聯系實際，不僅要在設計院施工圖紙上去發現理論問題，而且要結合現場，進行多單位、多專業全方位無死角的各專業間的施工圖紙對接，聯合現場進行技術調查，及時發現問題，并實事求是地進行一系列的專業之間的技術分析，并形成可實施的優“S”彎曲線段接觸網絕緣關節優化設計實施方案進行施工安裝，確保了廈門市軌道交通1號線按照建設單位既定的工期節點，如期送電開通，為后續地鐵聯調聯試和電客車上道試跑打下夯實的理論基礎，避免了后續運營單位正常開展的維護接觸網設備正常運行工作，由于接觸網絕緣錨段關節實際設置位置位于“S”彎曲線段，根據現場條件，工作懸掛方式與原設計圖紙發生變化，進而引起接觸網材料長度的變化，若前期工程技術人員只是在設計院施工藍圖上進行圖紙階段會審工作，不結合現場實際情況和地理位置，貿然按照設計院提供的施工藍圖進行施工安裝，那么在廈門市軌道交通1號線一期工程供電系統接觸網專業集美學村站-高崎站區間柔性絕緣錨段關節處的平腕臂、斜腕臂、正定位管、反定位管、定位器、定位支撐，腕臂支撐、吊弦等接觸網材料均需報廢，勢必造成二次返工，所需投入人力、物力、機械等經濟成本成倍提高，更為關鍵的是，若按照設計院提供的施工藍圖進行施工安裝，就無法按照建設單位既定的工期節點如期保證接觸網送電開通，若接觸網專業不能按期送電開通，那后續的電客車上道試跑及聯調聯試工作就無法開展，進而影響整條地鐵線路的正常開通運營，會給施工單位在后續地鐵工程建設市場開發工作帶來負面影響，工程技術人員在實施優化“S” 彎曲線段接觸網絕緣關節設計方案后，聯合物資、工經、財務、安質等部門，從材料、機械、人力等方面，進行經濟效益綜合分析，情況如下。

4.1 材料

接觸網專業腕臂支持裝配（平、斜腕臂、定位管、定位器、支撐、長定位環）：8套。1套：1406元，合計：11248元。節省：11248元。

4.2 機械臺班

若按照原設計進行施工，需要進行二次倒錨作業及調整。

作業車：6個臺班。每個臺班：1500元，共計：9000元。

送工車：25個臺班。每個臺班：230元；共計：5750元。

合計：5750+9000=14750元。

4.3 工費

需要25人（含施工、司機，技術、安質等）。每個工時：350元（含各種保險費用）/日，按照25個工作日計算，共計：218750元。

初步測算；若按照原設計曲線段絕緣關節進行施工，必然需要二次返工，并且無法保證建設單位的工期節點，經測算節約經濟成本如下。節省材料（11248元）+機械臺班（14750元）+工費（218750元）=244748元。

在滿足施工進度和施工質量的條件下，在短時間內與有關部門進行聯絡溝通。經濟效益顯著，采用該方法施工避免損失直接經濟效益24.4748萬元。

5 結論

設計院圖紙是設計理論，現場施工情況千變萬化，因此作為一線工程技術人員，拿到設計院施工藍圖后，在圖紙會審過程中，必須要到現場進行技術調查，并將現場調查情況與設計圖紙進行比對，發現問題，形成相關優化設計實施方案，并及時與設計人員進行溝通，設計部門要對優化設計方案的相關技術參數進行驗算，在保證符合相關技術標準后，及時提醒業主組織施工、監理、設計、建設和運營等單位召開專題會議，經上會討論，一致通過，形成會議紀要后，方可進行后續施工安裝。