1、1哈大铁路客运专线接触网工程施工关键技术讨论摘要：结合哈大铁路客运专线施工实践介绍高速铁路客运专线接触网施工的主要施工方法，施工质量的关键卡控点，接触网检测方法，施工技术管理模式，并对我国高速铁路接触网施工提出相应建议。 关键词：哈大铁路客运专线；接触网；棘轮补偿；恒张力架线；无交叉线岔，弓网检测； 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一概述 哈大铁路客运专线是连接黑龙江省哈尔滨市与辽宁省大连市的一条高速客运专用铁路，是目前位于我国最北端、严寒地区设计标准最高的高速铁路，设计时速 350 公里每小时，具有列车运行速度快、密度负荷大、环境气温浮动幅度大等特点。受电弓上下振动和左右摆
2、动加剧，接触力增大并随时发生变化，保证受电弓和接触线之间的平衡稳定与安全可靠接触是高速铁路行车安全的基本保障。受电弓和接触网是一个以高速滑动为工作状态的动静藕合系统，两者中任何部位出现问题，都会引发严重的弓网故障，要保证受电弓和接触网之间的安全高效运行，除良好的弓网系统设计、选用高质量且与所运行的接触网良好匹配的受电弓外，还必须专门针对高速弓网系统找出其施工难点和重点，并进行广泛、深入细致的研究，从而掌握其施工关键技术，以便在施工中消除不利于2良好弓网关系的因素。 二哈大铁路客运专线接触网工程施工关键技术 2.1 棘轮安装与调整技术 哈大铁路客运专线接触网下锚采用全补偿方式，接触线、承力索分别
3、补偿下锚，全线采用棘轮补偿装置，传动效率97%，传动比均为1:3，能高效调整下锚处补偿张力，确保接触网线承受正确和持续的补偿力,并具备断线止动能力,可防止断线后坠砣落地而损坏下部设施及造成其他伤害。由于吊弦长度是根据测量数据、承导线设计张力以及各种负载计算出来的，因此承导的实际张力对吊弦的影响极为重要。而棘轮补偿装置偏斜卡滞、坠砣串不能随着温度的变化上下自由移动、锚段两端补偿装置坠砣配重不一致都会产生张力差。根据吊弦计算软件模拟如果张力差达 2%，一般跨中吊弦长度就偏差 1015mm，不解决张力差而只一味的升降腕臂或者换吊弦调整导高只能是治标不治本，不能从根本上解决问题。 哈大铁路客运专线接触
4、网棘轮安装与调整着重以下几点卡控：1、在补偿锚柱的腕臂已经安装、附加线已经架设、拉线已经安装后，方可进行补偿装置安装；2、安装前需认真检查校核支柱顺横线路倾斜度，用DJJ-8 接触网激光检测仪检测支柱顺横线路方向的倾斜度，若不符合要求时须松开地脚螺栓螺母重新进行支柱调整；3、检查补偿锚柱的两根拉线安装受力情况，确保两根拉线受力相等，拉线回头在 NUT 耐张线夹和 NX楔型耐张线夹处与楔块密贴到位；4、按技术要求紧固各螺栓，确保螺栓紧固力矩达标，调整位置使棘轮底座连接角钢相对支柱中性面左右对称，3上下连接孔中心铅垂，并用线坠确认调整；5、将棘轮立轴下方的垫片垫入补偿轮竖轴与下角钢之间，用精确的电
5、子角度尺靠在棘轮的轮体上，通过调整下底座的调整板的中间孔位置使棘轮轮体铅垂。然后紧固调节板螺栓。使显示角度达 90；6、放线前和落锚后，再次用电子角度尺检查棘轮轮体是否铅垂，精调。并调整制动卡块到棘轮(齿尖)间距为20mm，卡块上不锈钢螺栓紧固力矩 90NM；7、棘轮上补偿绳在缠绕前应将补偿绳的扭力彻底放散，缠绕时顺着绞线的方向，防止补偿绳在放线后因内应力产生扭绞，挂坠砣时补偿绳缠绕应该紧密，不能留有空隙，不能相互绞合，承导坠砣上表面应在一个平面上。棘轮上的补偿绳缠绕圈数和承导坠砣上表面悬挂高度按安装曲线表执行(棘轮补偿装置补偿绳的缠绕圈数在任何温度下均为：大轮+小轮=4.25 圈)；8、坠砣
6、串配重在符合设计要求(施工允许偏差为1)的基础上，提高技术标准，现场进行称重，确保坠砣总重偏差1Kg，同锚段两坠砣总重偏差2Kg（坠砣重量包括坠砣、坠砣杆、坠砣抱箍及连接补偿绳的楔形线夹等重量） 。 表 1 哈大铁路客运专线接触网工程坠砣串配重参数表 2.2 弹吊初装与调整技术 弹性吊索安装是弹性链型悬挂接触网最关键的施工技术。理论研究、计算机模拟、现场试验和工程实践证明，弹性吊索的长度和张力正确与否对悬挂点两侧接触线的高度和弹性有明显的影响，弹性吊索的长度和4张力越小于(或大于）额定长度和张力时，定位点处的弹性越小(或越大） ，定位点两侧的两跨导高将出现明显的正(或负）驰度。 弹性吊索安装分
7、为两个步骤：弹吊初装与弹吊调整。 在弹性吊索范围内，弹性吊索和与其相关联的承力索、弹性吊索吊弦，与其间接相连的相邻吊弦、接触线、定位器、定位管吊线等构成相互关联相互影响的系统。弹性吊索必须在承力索架设完成、腕臂偏移调整完毕后方可进行初安装。根据国内外的工程实际，结合哈大客专工期紧、交叉施工与高架桥等因素，哈大铁路客运专线接触网工程采用预留安装法来处理接触网线新线延伸问题，而不采用危险系数较高的超拉张力法。结合工程试验数据，新线延伸率取值 =1.510-4(其他工程一般取 =610-4)。故在腕臂偏移调整时，需向中锚(硬锚)侧移动相应的线材延伸量。 表 2 18m 型弹性吊索结构尺寸误差对导高影
8、响 18m 型弹性吊索 结构尺寸误差(mm) 弹性吊索范围内 吊弦 YD1 处导高 (mm) 跨中吊弦处导高(mm) 根据理论计算分析，对于整体吊弦安装形式，弹性吊索安装结构尺寸增加或者减少 10cm，将引起弹性吊索范围内导高约 5mm 的变化，悬挂点两侧跨中导高最大约 4mm 变化(如表 2 所示)，所以弹性吊索初安装之前，其预制尺寸需准确，例如：见图 1。 5图 1 哈大铁路客运专线接触网工程弹性吊索预制结构尺寸图 在弹性吊索初装前，需注意检查棘轮补偿装置是否灵活，如果棘轮补偿装置不灵活应调整到灵活后再安装弹性吊索。弹性吊索初安装应从中锚(硬锚)向下锚方向安装，张力计始终在下锚侧，初安装时
9、使其张力达到 2.8-3KN。 图 2 哈大铁路客运专线接触网工程弹性吊索初装调整示意图 当定位装置及吊弦均安装完成后才能调整弹性吊索，调整时使其张力达到 3.5KN，从中锚向两侧调整弹性吊索，调整时不得抬高接触线以免使吊弦卸载。半个锚段内只允许一组人员用专用张力计调整弹性吊索。安装弹性吊索时应将其中锚(硬锚）侧一端用弹性吊索线夹在正确位置紧固好，另一端用弹性吊索专用张力计进行张拉，张力达到 3.5KN 时，再用弹性吊索线夹在正确位置进行固定，两端弹性吊索线夹中心露头要与弹性吊索预制时一致，否则，将引起弹性吊索结构尺寸问题，安装示意如图 2 所示。在严格遵循施工工艺和施工流程的基础上，弹性吊索
10、的张力控制最为重要。现场实践表明，弹性吊索张力过大，弹性吊索范围内接触线高度低，跨中高，但整锚段接触线高度偏低；弹性吊弦张力过小，弹性吊索范围内接触线高度高，跨中低，但整锚段接触线高度偏高，现场测量数据的折线图如图 3 与图 4 所示。在确定吊弦测量、计算、预配、安装都准确无误，棘轮补偿装置都能正常工作，弹性吊索结构安装尺寸无误，接触网静态检测发现某弹性吊索范围内导高有问题，则一般可判6断是该弹性吊索张力不够或超标。 图 3 121#支柱弹性吊索张力过大图 4 81#支柱弹性吊索张力过小 2.3 恒张力架设接触线技术 高速铁路接触线要求有高度的平顺性，接触线不得有硬弯、波浪弯等现象，这就要求必
11、须采用恒张力架线。采用恒张力架线车架线过程中张力偏差不允许超过 10%，架线张力应根据接触线材质，线的拉拔力，线在线盘上的缠绕力等因素决定。哈大铁路客运专线采用进口奥地利普拉赛公司恒张力架线车，架线车编组顺序为：恒张力架线车(头车)+轨道吊车+平板车，架线时匀速行驶速度 35Km/h，接触线架线张力 12kN，放线车采用电子传感器及计算机控制。 接触线架设过程中，作业负责人负责观察线条的走向，并负责指挥司机和作业人员操作，1 人准备“S”钩和滑轮，三人挂“S”钩和滑轮，架线车边走边挂，每跨 4 根，一般分别为靠近悬挂点处 1.47m2 根、跨中 1.27m2 根，靠近悬挂点处的“S”钩距悬挂点
12、约为 5m，其余在跨中均匀布置，在关节内，抬高支承力索挂工作支接触线时， “S”钩采用1.97m 与 1.67m。 “S”钩时，先将滑轮挂在接触线上，然后 2 个放线人员将承力索用特制的钩子向下拉，1 个放线人员很轻松的将“S”钩另一端(防止线索磨损的塑料套)挂在承力索上。为避免产生波浪弯，不可人为抬动接触线。另在架线车上加装接触线平直度校正器对接触线进行调直，见图 3。接触线架设后，采用塞尺和接触线平直度检测尺每 300 米检测一次接触线质量，平直度不得大于 0.1mm。放线后为防止线面扭面，应立即7从中锚(硬锚)起向棘轮补偿下锚方向安装定位装置并须在接触线架设后的 24 小时内完成，定位装
13、置的温偏与腕臂装置的温偏一样，定位装置的安装须一次成型。 图 5 接触线通过接触线平直度校正器 2.4 无交叉线岔安装调整技术 关于线岔安装形式，德国采用交叉式线岔，无交叉式线岔则分成以日本为代表的无交叉式线岔和以法国为代表的第三组辅助悬挂式线岔，具体采用形式依道岔和受电弓外形尺寸而定。哈大铁路客运专线 42 号道岔和 62 号道岔采用第三组辅助悬挂式线岔，与正线有关的 18 号道岔采用无交叉式线岔，站线 18 号道岔和 12 号道岔采用交叉式布置。 与传统的两线交叉式(机车正或反位通过线岔时均需接触两支接触线)线岔相比,为保证受电弓正常高速通过正线，采用侧线接触线与正线接触线无交叉式的平面布
14、置结构：即在铁路线路道岔上方的侧线接触线,始终保持与在正线线路上运行的机车受电弓(受电弓横线路方向左右水平摆动不超过 250mm,抬高不超过 150mm 的 UIC 608 Annex 4a 标准宽度为1950mm、弓头工作宽度为 1450mm 的受电弓)不接触的状况。 图 6 18 号道岔无交叉平面布置图 哈大铁路客运专线 18 号道岔无交叉平面布置形式如图 6 所示，由于道岔处钢轨没有超高，所以各自线路中心线与驶入该线的受电弓中心轨迹相重合。道岔区 A 柱、B 柱、C 柱拉出值应满足道岔安装图要求，按照8无交叉线岔布置原理，受电弓在正线通过时不与侧线接触线发生接触。受电弓从侧线道岔开口侧驶
15、向正线方向时，正线接触线距侧线线路中心6001050mm 区域为始触区范围，在该区域内不得安装除吊弦线夹以外的其他任何线夹。在正线接触线至侧线线路中心 550600mm 范围内安装侧线承力索与正线接触线间的交叉吊弦，向岔尖方向 2m 安装正线承力索与侧线接触线间的交叉吊弦。受电弓从道岔开口方向驶向岔尖方向时，应首先接触到侧线承力索和正线接触线间的交叉吊弦。交叉吊弦处侧线接触线相对于正线接触线抬高 5070mm，交又吊弦的应用可使受电弓接近始触区时对本线的抬升转化为对非接触支的相应增高，从而防止钻弓和较少磨耗。A 柱处，侧线接触线相对于正线接触线抬高 20mm；B 柱处，侧线接触线相对于正线接触
16、线抬高 120mm；C 柱处，侧线接触线相对于正线接触线抬高 500mm。在调整时，可以先采用可调式吊弦或者临时细绳，必须严格根据铁道线路、机车受电弓的上下振动及左右摆动量、接触线高度等综合计算确定受电弓动态包络线，待整个岔群区域的动态包络线检测合格后再换成正式吊弦。 哈大铁路客运专线 42 号道岔和 62 号道岔采用第三组辅助悬挂式线岔(TGV)，在线岔布置上，相当于两个单开无交叉道岔，在渡线部分，为双悬挂，42 号道岔处布置四跨绝缘锚段关节，62 号道岔处布置五跨绝缘锚段关节，无论机车从正线到渡线，还是从渡线到正线，都是通过辅助悬挂过渡。线岔处的接触网弹性增加，机车高速通过线岔时能平稳良好
17、的受流，但安装调整麻烦。 2.5 接触网静态动态检测技术 9弓网关系检测的目的是确保高质量的电能传输。目前，欧洲国家均把弓线间的接触力作为评价受电弓良好取流的决定性指标。因为接触力过小或为零时、受电弓与接触线间的电阻增大，就会出现电火花以致引起受电弓滑板和接触线烧蚀，产生噪声以及高频电磁波干扰；接触力过大时，受电弓与接触线之间的机械磨耗加剧，将缩短受电弓和接触线的使用寿命，而离线率和电火花是不能反映接触力过大的缺陷的。国内外多年的理论研究、试验和工程实践表明，接触网静态特性优异是保证接触网动态特性良好的先决条件，受电弓滑行速度越快，对接触网的静态特性要求就越高，施工精度要求也越严。因此，接触网
18、工程竣工后应该先进行静态特性检测，用配备接触网静态检测设备的车辆连续检测接触线的静态位置(高度及拉出值)和静态抬升量(用于评判接触悬挂的弹性不均匀度)。实践证明，静态检测出的缺陷(如接触线高度和弹性吊索张力超标)没有被消除时，动态检测该处时同样会出现质量缺陷。在消除静态检测缺陷后，接触网动态检测车以若干速度等级直至线路允许最高速度进行弓网关系检测。从安全方面考虑，只有当较低速度的动态检测缺陷被消除后，才允许进行较高速度的动态检测，如果线路上有反向行车设备时，则应尽可能进行反向行车允许最高速度的弓网关系检测。 哈大铁路客运专线正线接触网工程竣工后，采用了德国 DB 公司的高速接触网检测车对接触网
19、进行了静态与动态扫描检测，该检测车采用三角测量技术,使用 4 个线阵 CCD 录像机,4 只泵光自然光灯。检测项目有：接触线高度、拉出值、两相邻定位点高差、定位点处坡度变化、定位点处与前后吊弦高差、预驰度、弓网接触力。 10图 7 检测车正对哈大客专接触网进行检测 图 8 动态检测原始拉出值曲线 图 9 动态检测原始接触线高度与接触力曲线 图 8 是动态检测公主岭南至长春西区间上行 74 号64 号支柱拉出值的一段曲线变化图，从这段曲线变化图上可以很清楚的看出，72 号支柱拉出值超标。 图 9 是动态检测公主岭南至长春西区间上行 1632 号1620 号支柱接触线高度的一段曲线变化图，从该曲线
20、变化上可以看出，其中包括一个五跨非绝缘锚段关节，等高点位于 1628 号1626 号跨中，1622 号支柱定位点处导高偏高。从接触力曲线看，接触网平滑无硬点。 2.6 施工技术管理模式 根据哈大铁路客运专线接触网工程施工关键技术的要求，决定了其接触网工程施工工序流程为：接口工程交接支柱和吊柱安装拉线、附加线肩架安装附加线架设腕臂测量、计算、预配腕臂安装棘轮补偿装置安装承力索架设承力索归位弹性吊索初装接触线架设定位安装吊弦测量、计算、预配弹性吊索调整定位调整补偿 ab 值调整电连接安装设备安装设备引线、标志牌、接地安装静态检测克服缺点动态检测克服缺点送电开通联调联试系统集成最终验收。 哈大铁路客运专线与普速铁路接触网施工工序流程主要区别在：
