接触网弹性链形悬挂安装与调整施工法研究

成林军，鲁海祥，刘 杰

接触网弹性链形悬挂安装与调整施工法研究

成林军，鲁海祥，刘 杰

针对弹性链形悬挂跨中出现正、负弛度，多次调整不到位，通过力学理论计算和现场实践，探索出吊索安装调整一次达标施工法，为今后高速铁路接触网施工提供技术储备。

接触网；吊索安装；调整；施工法

0 引言

对于电力驱动交通工具的接触网—受电弓系统，世界各国公认的要求：在高速行驶的工作状态下，接触网应正常向机车提供电能，且无电弧，电耗少。其次，投资及维护费用尽可能少，使用寿命达数十年。这两种基本要求是与接触网悬挂和受电弓系统的振动状态紧密相连，接触线和受电弓系统的振动，导致二者间产生的接触压力沿着由静态抬升和空气动力形成的抬升力平均值上下波动，弓网接触压力小，接触电阻增大，产生电弧，导致电弧腐蚀。接触压力大，会使导线磨耗加剧，减少使用寿命。为保证高速行驶良好的弓网受流质量，世界发达国家均以接触网静态弹性尽可能的均匀、较高的安装精度作为评价接触网的主要标准之一。简单链形悬挂方式与弹性链形悬挂方式相比，悬挂点与跨中的弹性相差很多，表现为弹性不均匀性较大，受流质量较差，因此，国内高速铁路如郑西、武广、京沪、沪宁等线均采用了弹性链形悬挂方式。与简单链形悬挂方式不同的是，弹性链形接触网结构在悬挂点增加了弹性吊索，从而减小了悬挂点与跨中的弹性差，提高了接触悬挂的弹性均匀度，保证在高速运营状态下弓网受流质量良好。但多条高铁接触网施工安装后发现，由于没有控制好弹性吊索安装程序，跨中出现正、负弛度，造成导高变化较大，而根据德国DS997.1（铁路设计 施工 维护规范）和EN1159标准及设计弹性链形悬挂接触网要求，接触导高是一个常数。本文针对接触网跨中出现弛度情况进行简析，探讨弹性吊索一次安装调整到位施工方法，为今后高速接触网施工提供参考。

1 弹性吊索线夹处的承力索弛度简析

1.1 数学模型基本条件

以一跨为单元进行力学分析，其结构简图如图1所示。

图1 弹性链形悬挂一跨图

1.2 C、D两点承力索弛度计算

对C点进行受力分析，可求得C点的承力索弛度f1：

式中，gc为承力索每米重量。

同理，可求得D点承力索弛度f2：

本文以时速350 km的沪宁段弹性链形悬挂设计标准为依据，计算弹性吊索线夹与承力索连接处承力索的弛度，其结果如表1所示。

表1 承力索弛度计算表

1.3 结果分析

跨中吊弦长度是按设计吊索张力3.5 kN及其主设计参数计算得到，从表1不难看出，如安装吊索张力大（大于设计值），则f值大，吊索线夹与承力索连接点承力索的弛度就大。由于这一点下移，使跨中整体下移，因此，跨中导线就出现弛度。如安装吊索张力小（小于设计值），则f值小，吊索线夹与承力索连接点承力索的弛度就小。由于这一点上移，使跨中整体上移，因此，跨中导线出现负弛度。

2 吊索安装及调整一次到位施工法

2.1 弹性吊索安装前应具备的条件

弹性吊索安装前应具备以下条件：

（1）锚段内承力索中心锚结安装已完成。

（2）检查锚段两端下锚柱处补偿装置工作正常，补偿坠砣符合额定张力、坠砣限制架应调整到位、活动灵活、无卡滞情况。

（3）承力索已安装至承力索支撑线夹中，完成归位，各支柱处腕臂偏移符合当天环境温度变化安装曲线表。腕臂偏移值如有误差，应在安装弹性吊索的过程中进行复核，并调整腕臂偏移值，克服因承力索的蠕变周期较长带来的系统误差。

2.2 弹性吊索安装

2.2.1 弹性吊索预制

按照跨距测量情况，在预配车间按设计要求长度截取弹性吊索绳，一般考虑20 cm正误差，在弹性吊索绳总长的中间部位做上标记方便安装时以此作为安装中心，端头及170 mm标记处用胶带绑扎，170 mm标记处作为紧线器的安装位置。

2.2.2 复查腕臂偏移和补偿装置

按照腕臂安装计算曲线复核腕臂偏移值和两端补偿坠砣符合额定张力要求，且补偿装置无卡滞后才能安装弹性吊索（一次偏移不到位，二次整改后需相应复核弹吊安装位置及张力）。

2.2.3 弹性吊索初安装

在悬挂点处把预制好的弹性吊索中心标记临时用细铁线固定在腕臂中心，将170 mm标记一端朝向下锚侧，向中锚侧展放未做170 mm标记的弹性吊索，同时展放测量绳，在测量绳长度满足弹性吊索一半处停止展放吊索，在承力索上做出标记后将弹性吊索紧固到弹性吊索线夹上，安装其中一个弹性吊索线夹。之后再从悬挂点向下锚侧方向展放弹性吊索，拉紧弹性吊索后安装弹性吊索线夹，在露出的170 mm处使用张力紧线器将弹性吊索上张力紧至初安装张力2.5 kN时停止，调整下锚侧弹性吊索线夹位置于端头标记位置，紧固好弹性吊索线夹。

2.2.4 整体吊弦安装

弹性吊索初安装完成后，按照整体吊弦测量、计算、预制、安装的流程同步进行整体吊弦安装，本文不再对整体吊弦安装程序进行详述。与整体吊弦安装的同时将预制好的弹性吊索上的整体吊弦安装到位。

2.3 调整弹性吊索张力及悬挂调整

根据1.3节的分析，弹性吊索安装张力大于设计张力，跨中接触线高度低于设计值。弹性吊索安装张力小于设计张力，跨中接触线高度高于设计值。由此可见，弹性吊索安装张力的大小，直接影响跨中接触线高度。笔者经现场多次摸索、总结探讨得出，在承力索架设后，直线区段弹性吊索张力按3.0 kN安装，曲线区段按3.3 kN安装，基本符合后续导高安装要求。为此，在弹性吊索初安装后，从中心锚结处向起、下锚两侧方向调整吊索张力。施工负责人在靠近中心锚结跨中测导线高度，调整人员在远离中锚侧调整（不需加挂拉力计）。如果跨中导高高于设计值，应适当紧固下锚方向弹性吊索线夹以加大弹性吊索张力。如果跨中导高低于设计值，施工负责人指挥调整人员松开弹性吊索减少弹性吊索张力，按照经验值满足直线区段弹性吊索张力达3.0 kN，曲线区段达3.3 kN即可。导高达标后，把吊索线夹拧紧即可。吊索线夹紧固力矩应达标，这样安装调整可一次达标。

检查调整时应用塞尺复核定位器限位间隙，如折角型定位器限位间隙过小或过大，采用调整定位器座上顶丝的方法来满足间隙要求，定位器坡度过小时需移动，如直角型定位器限位间隙过小或过大，通过调整定位管抬头低头来满足定位限位间隙，正定位管不得低头，反定位管不得抬头。

2个弹性吊索吊弦悬挂点与定位悬挂点接触线高度为等高，相对该定位点的接触线高度误差为± 5 mm，但不得有“V”字形存在。跨中第一吊弦与相邻弹性吊索吊弦的高度差必须小于10 mm，一般小于5 mm。

在完成2组以上弹性吊索调整及两跨以上整体吊弦后，检测跨中接触线有无负弛度和正弛度现象，通过增减弹性吊索张力或更换整体吊弦调整。相邻吊弦处接触线高差不应大于5 mm。相邻定位点处接触线高差不大于10 mm，接触线高度符合标准，误差为±20 mm。

2.4 检测

弹性吊索调整过程中和调整结束后应对安装的效果进行检查，调整过程中一般在靠下锚侧弹性吊索尾端加挂张力计监测弹吊的张力，同时使用接触网激光测量仪对定位点及弹性吊索吊弦及相邻悬挂点、跨中悬挂点进行接触线高度检测，对不符合技术要求的，对弹性吊索张力进行检测，从施工经验看，直线区段弹性吊索张力达3.0 kN，曲线区段达3.3 kN时，接触网相邻悬挂点、跨中悬挂点的接触线高度一般均能满足验收标准。

安装调整完成撤出张力计后，应用接触网激光测量仪对跨距内弹性吊索吊弦点、悬挂点和跨中吊弦点逐点进行检测，确保各点接触线高度符合设计和验收要求。

3 结语

多条高铁施工实施证明：上述弹性链形悬挂吊索安装、调整施工方法可以一次到位，且跨中导高符合设计要求，能确保良好的弓网受流质量，满足动车组高速行驶要求，开通后运营状态良好。

[1] DS997.1 德国铁路规范 接触网设施的设计、施工和维修[S].

[2] EN50119-2001 电气化铁路接触网设计、施工及验收标准[S].

[3] TB10621-2009 J971-2009 高速铁路设计规范（试行）[S].

According to stitched catenary suspension appears positive, negative sag span, repeated adjustment is not in place, the mechanics of theoretical calculation and field practice, explore a standard construction method of bridle wire assembly for installation and adjustment, provides the technical reserve for future high-speed railway OCS.

OCS; bridle wire assembly installation; adjustment; construction method

U225.2

B

1007-936X(2015)01-0011-03

2014-08-27

成林军.中铁电气化局西安电气化工程公司，工程师，电话：18591714678；

鲁海祥.中铁电气化局集团有限公司，高级工程师；

刘 杰.中铁电气化局集团有限公司，教授级高级工程师。