1、1强风区接触网整体吊弦施工技术的探讨摘要：我国电气化铁道接触网采用的是简单链形悬挂，吊弦是接触网系统中的关键零件，它直接影响接触网的整体强度和弹性，在此次阿拉山口强风区接触网设计中，采用了整体刚性滑动吊弦，此安装工艺在我国没有可借鉴的先例，其结构特点是安装后不可再调整，针对此种形式吊弦，我们研制开发了吊弦预制软件，以确保此种吊弦的一次安装到位。 关键词：强风区；接触网；施工技术；整体吊弦 Abstract: our country electrified railway catenary is the simple catenary suspension, string is a key co
2、mponents in catenary system, it directly affects the catenarys overall strength and elasticity, winds in the ala Shan kou area in the design of catenary, the whole rigid sliding hanging string, can be drawn lessons from this installation process in our country have no precedent, its structure charac
3、teristics is after installation and adjustment, with this form hanging string, we developed the hanging string pre-fabricated software, to ensure that the hanging string of the installed at a time. Key words: blast area; Catenary; The construction technology; The whole hanging string 2中图分类号：U415.6 文
4、献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 1.普通区与强风区整体吊弦对比 目前，我国的接触网设计中，普通区段一般采用的是柔性可调整体吊弦，如图 1 所示。成熟的施工工艺是通过测量原始数据，通过计算得到每处吊弦安装长度，进行工厂化预制，承力索架设调整到位后，安装吊弦，再架设接触线，通过吊弦来调整接触网的关键参数接触线高度，在调整过程中，吊弦长度要进行二次调整，使接触线高度达到标准值，因此在吊弦的初次计算中，忽略了很多影响吊弦的因素。 图 1： 普通区段柔性可调式整体吊弦 在阿拉山口强风区接触网吊弦采用整体刚性滑动不可调吊弦，如图2 所示。此吊弦有机械强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长
5、、安装后，少维修等特点，此种吊弦的安装程序是，承力索和接触线架设完成后，才能安装吊弦，为确保接触线设计高度，吊弦必须确保安装一次到位，此吊弦没有任何调整余地，此种安装工艺要求，挑战施工水平，稍有不慎，将会造成大面积返工和浪费材料。 3图 2：强风区段整体刚性滑动不可调式铜吊弦 2.强风区接触网整体吊弦在施工中引起的难题 由于整体吊弦长度在施工时不能改变，且精度要求又高，现场调整不可能，这就需要精确预制吊弦。在普通区段柔性可调吊弦安装中忽略因素，在此次吊弦预制中必须考虑。对整体吊弦施工精度造成影响的原因包括以下几个方面： （1）接触网锚段张力差对整体吊弦计算的影响； （2）不等高悬挂对吊弦长度产
6、生的影响 （3）线路竖曲线对吊弦长度的影响 （4）吊弦及线夹受力后的初伸长对吊弦长度的影响。 以上四个方面会对吊弦长度产生影响，其影响的程度非常复杂，只有通过深入分析，并根据以往经验，推导出影响吊弦长度的偏差公式。 3.强风区接触网整体吊弦的施工特点及施工技术研究的必要性 3.1 强风区接触网整体吊弦的施工特点 强风区接触网吊弦一般采用了整体刚性滑动不可调式铜吊弦，它加工一次成型,一次安装到位,不可调整,突出了接触网设备“高可靠,少维修”的技术要求。整体吊弦施工技术及工艺要求严格: (1)对原始数据的采集精度要求高,必须采用精密仪器进行原始数据4检测； (2)对整体吊弦计算的准确度要求高,必须
7、开发计算机软件； (3)对整体吊弦的制作精度要求高,必须进行工厂化精加工。 3.2 强风区接触网整体吊弦的施工技术研究的必要性 强风区接触网是电气化铁路牵引供电系统的重要设备，其运行状态的好坏直接关系到铁路的运营安全，而强风区接触网的施工技术和施工工艺是影响其运行状态的重要因素。在目前的电气化铁路接触网中，因机械强度高、耐腐蚀性能耗、使用寿命长、施工方便等原因，铜合金绞线制成的整体吊弦逐步替代了传统的环节吊弦。 对于单根滑动不可调式铜吊弦，因此准确计算每根吊弦的长度是整体吊弦施工技术研究与应用中的关键。只有准确计算出整体吊弦的长度，才能使整体吊弦的预制安装一次成功。为此对整体吊弦进行研究是非常
8、有必要的。 4.强风区接触网整体吊弦制作研究流程及控制应用 针对整体吊弦施工技术优化，其主要难题在于如何控制吊弦长度误差，确保一次到位及成型。 4.1 强风区接触网整体吊弦软件研制流程（图 3） 图 3：强风区接触网整体吊弦软件研制流程图 54.2 各流程工作方法及分析 4.2.1 数学模型的建立 依据普通区段接触网吊弦计算数学模型，在此基础上，考虑忽略的因素，将普通区段模型进行修正，推导出此种吊弦的计算模型，如图 4所示。 图 4：整体吊弦长度计算参数示意图 普通区段整体吊弦长度计算公式为: 其中 C 为任意一点整体吊弦长度(单位 mm)；h 为链型悬挂的结构高度(单位 mm)；Tc 为平均
9、温度时承力索的张力(单位 kg)；g 为单位悬挂自重(单位 kg/m)；L 为跨距实际长度(单位 m)；x 为吊弦至支柱 A 的距离(单位 m)。公式(1)中计算出的整体吊弦长度,是指承力索中心到接触线中心的垂直距离,在预制吊弦时,需减去承力索吊弦线夹和接触线吊弦线夹的长度。 在公式（1）中 TC 是承力索的额定张力，实际的概念应是每个锚段的承力索张力，这两种张力存在张力差，造成张力差的因素主要有： 61）补偿器阻力，包括由于传动效率损失形成的阻力和坠砣串总重量偏差。国内目前借鉴国外技术生产的铝合金大滑轮传动效率为 97%99%。补偿坠砣重量允许偏差按照时速 200 km 新验标规定为1%。
10、2）各悬挂点摩擦抑制阻力 f。 3）温度变化引起吊弦，定位器和平腕臂发生偏移产生的抑制阻力Ri。 在吊弦计算中，必须考虑此张力差给吊弦计算带来的误差，依据经验， 修正为（2） TCi 为从下锚处算起，第 i 跨的承力索张力； 不等高悬挂对吊弦长度产生的影响。如图 5 所示,当相邻的两个悬挂不等高时,吊弦长度应加h,计算公式为 （3） 其中 h1 和 h2 是两个相邻悬挂点处支柱的结构高度(单位 mm)。 7图 5：接触网不等高悬挂示意图 当线路为竖曲线时,整体吊弦长度应该增加一个 hR0: （4） 其中,x 为吊弦点至悬挂点 1 的距离(单位 m)；L 为跨距半径(单位 m)；R0 为竖曲线半
11、径(单位 m),竖曲线为凹时取正,竖曲线为凸时取负。 张力衰减系数（0.030.11） ，见曲线图 f悬挂点阻力系数（f=0.013） 为新线延伸校正系数（=2.310-64.010-6） C为初计算吊弦长度 4）应减去两个吊弦线夹的长度及吊弦预伸长 hL 将公式(1)与上述三个修正公式合并,就可以得到一个简单链型悬挂强风区整体刚性滑动吊弦长度的通用计算公式: （5） 根据公式（5） ，使用 C+语言，进行编程，得到吊弦计算系统软件。 4.2.2 原始数据测量 以强风区博乐至白房子区间吊弦长度误差控制为例，采样 10 组测量8数据如表 1 所示，测量数据是每一个数据测量三次，取平均值。 表 1
12、：强风区博乐至白房子区间接触网整体吊弦测量原始数据表 4.2.3 原始数据录入及吊弦预制表 1）输入吊弦相关常数表，如表 2 所示。 表 2：吊弦计算原始数据录入参数表 2）打开接触网操作系统中的吊弦计算界面，如图 6 所示。 图 6：强风区接触网工程吊弦软件计算界面图 数据录入后，经过软件计算，得到整体吊弦预制表，如表 3。 表 3：强风区博乐至白房子区间接触网整体吊弦预制表 94.2.4 吊弦预制及安装 根据吊弦预制表，在吊弦专用预制平台上，进行吊弦预制并编号。并进行现场安装。 4.2.5 数据测量及偏差分析 吊弦安装后，经过 7 天，对接触线高度进行测量，检测分析数据，如表 4 所示。
13、负数表现接触线高度低于设计高度，吊弦长了，正数表示接触线高度高于设计高度，吊弦短了，未受力表示相邻两根吊弦控制的接触线高度高于此吊弦应控制的接触线高度，也可理解为此根吊弦长了。 表 4：强风区博乐至白房子区间接触网整体吊弦缺陷偏差表 对上表进行综合分析，发现接触线高度均低于设计高度，验收标准要求接触线高度误差为30mm。以上数据集中在-60mm-10mm 之间,说明吊弦普遍偏长,未受力的吊弦也说明吊弦偏长，以上数据的超标率为65%。经分析，吊弦偏长的原因为一是跨距张力差过大，将常数 20Kg 改为 14Kg；二是两个吊弦线夹及吊弦的预伸长在模型中计算不准确，根据测量数据，应将预伸长 15mm。
14、 根据以上分析对数学模型进行修正，再次计算预制安装。 4.2.6 二次计算预制安装及现场数据测量分析 10数学模型重新修正后，对软件进行调整测试，重新录入数据、计算得到预制表、吊弦进行预制、现场安装、7 天后测量，合格率达 92.3%，达到了精确安装的要求。 4.2.7 模型确定及总结 通过以上两次测量及模型修正，模型已满足吊弦预制安装的要求，达到了此次研究的目的，影响吊弦长度的各因素已全部考虑，在阿拉山口风区已安装的吊弦，其技术参数都达到了设计要求和验收标准。 5.结束语 综上所述，本文解决了计算误差，但在施工过程中要严控人为因素的影响。即把好测量关，选择正确的起测点，尽量采用防风型红外线激光测量仪。把好预制关，根据计算结果进行工厂化精加工,误差为1.5mm,并对预配结果进行复核、编序、包装等；把好现场安装关：吊弦间距要精确测量，误差控制在50mm，用安装作业车进行现场安装,对每根吊弦使用力矩搬手进行紧固。把好作业程序关：吊弦安装必须先从中心锚结开始，向下锚处顺序安装吊弦，以免造成人为张力差。 参考文献 1闫玉川.电气化铁路接触网整体吊弦施工技术的探讨J.科技创新导报,2010 2卫明博.高速电气化铁路接触网施工技术研究整体吊弦技术J.科技资讯.2009. 3于万聚.高速电气化铁道接触网M.成都：西南交通大学出版社,
