地铁刚性接触网施工方案.docx

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地铁刚性接触网施工方案

地铁刚性接触网施工方案

编者：

王政中

一、前言

城市轨道交通已成为全世界解决城市交通问题有效途径，对改善现代城市交通困扰局面、调整和优化城市区域布局、促进中国的大、中城市已普遍有所共识，也深刻体会到城市轨道交通是衡量城市综合实力的一个重要指标。

近年来我国城市轨道交通的建设发展速度也非常快。

众所周知，城市轨道交通是我国城市有史以来最大的公益性交通基础运输，但是作为与受电弓接触的悬挂方式又有两种区分，分别为架空刚性接触网和柔性接触网,本次主要介绍架空刚性接触网施工方法。

二、.刚性悬挂接触网的结构和特点

刚性悬挂接触网主要有铝合金汇流排、接触线、绝缘元件和悬挂装置组成,其中铝合金汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。

这种悬挂方式根据线路通过能力及电流量的大小,又有单接触线式和双接触线式两种。

根据铝合金汇流排截面的不同又分为T型与Π型两种。

本次主要介绍Π型。

Π型结构的刚性悬挂特点是:

其一,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性;其二好便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式镶线车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入虎口槽内。

。

我国目前刚性接触网中多用Π型铝合金汇流排的形式。

单根接触线汇流排目前有两种类型:

一种为高80mm的PAC80型,另一种为高110mm的PAC110型。

其中PAC110型的截面积为2213mm2,中间每节长12m,下锚两端汇流排每节长7.5m。

特殊地带（菱形道岔）可采用曲线汇流排，即带有弯度。

目前在长沙、西安、广州、上海等大部分城市轨道采用的是PAC110型汇流排，也有部分城市轨道采用第三轨供电技术。

汇流排结构示意图

三、.施工过程

由于刚性悬挂接触网系统的安装精度比柔性悬挂接触网系统的调节范围小,安装精度高,因此在进行刚性悬挂接触线的安装时,从施工测量开始到刚性悬挂接触线调整到位,要严格控制每一道工序的施工质量,实现一次安装到位。

3.1施工测量

（1）起测点的确定

在进行刚性接触悬挂施工测量前,应先确定起测点,然后再进行横向、纵向测量。

测量起点的选择原则是:

测量工作可从刚性悬挂段锚段关节的第一个定位点开始;也可从已铺设标准轨道的任一车站和区间关节连接处开始,测量长度应为一个以上的刚性悬挂段;有绝缘锚段关节区段应从绝缘关节处开始起测。

按设计图纸里程布置,以沿线准确的里程标记为准进行放线测量,并对设计图纸选用的安装图号进行核对,及时对不相应的安装图号做出相应的调整。

（2）横向测量由于刚性悬挂的安装精度要求高,因此测量时应使用先进的测量工具,如激光定位测量仪等,以确保定测精度。

横向测量要首先确认受电弓中心的位置,然后再确定悬挂点的位置。

悬挂的各种底座的位置和使用的零件有关。

需要注意的是,一般直线上各定位底座中心线垂直于轨道线路中心线上;曲线上垂直于此点在线路中心线的切线上。

（3）纵向测量实施纵向测量前,应复核各车站和区间的长度及不同隧道接口、隧道曲线段、道岔处等地点的实际里程是否与设计图纸相符。

测量时应采用钢卷尺进行测量,曲线段应沿外轨测量。

每个定位点的跨距应按设计跨距测量定位。

如有定位点位于隧道伸缩缝、隧道连接缝、盾构区间管片接缝,或明显渗水、漏水等位置时,应顺线路位移,但最大位移量不超过±500mm（设计有规定时除外）,且保证不超过设计最大跨距允许值和相邻两跨距的跨距比不大于1∶1.25的设计标准。

（4）打孔及螺栓安装

在打孔作业中,为了保证位置的准确性,一般要使用特制模具,套模钻孔,孔的深度和直径要符合设计要求。

后切底锚栓、化学锚栓要严格按照设计要求和产品说明书的规定执行,而且要按设计规定时间和检测标准进行拉拔力测试。

3.2支持结构的安装

悬挂定位装置安装刚性悬挂定位安装方式有垂直和悬臂悬挂定位2种。

如何选定刚性悬挂接触网的悬挂定位安装,应根据隧道净空高度和断面情况,考虑安装结构简单可靠。

地铁1500V刚性悬挂接触网采用垂直悬挂定位方式安装结构比悬臂悬挂定位方式结构简单,可靠性高。

但在悬臂悬挂定位方式下绝缘子受弯矩较大。

长沙地铁二号线选用了垂直悬挂定位方式。

长沙地铁2号线隧道断面形式为不同心的3段圆弧构成的尖拱隧道与矩形隧道,净空高度不相等,为4500~6000mm,接触线高度确定为4040mm,列车运行最高速度为80km/h。

设计了2种安装方式。

（1）垂直悬挂定位安装方式。

采用化学锚栓加槽钢底座和绝缘子,隧道顶部安装,用2根螺栓调整接触线的空间位置,适用隧道净空高度为4500~4800mm.

（2）悬臂悬挂安装形式。

在距受电弓中心线650mm的隧道顶部安装吊柱,采用通用钢柱悬挂刚性悬挂,采用600~1400mm长度的吊柱,可适用隧道净空高度为5000~6000mm,通过悬臂垂直受电弓方向安装。

悬挂及定位装置安装前应对每个悬挂及定位装置的类型进行复核,然后将悬挂及定位装置按设计要求进行安装。

并根据悬挂点接触线的设计高度,计算出悬吊槽钢底部高度,并将悬吊槽钢调整到与轨面连线平行。

（3）刚性悬挂的跨距

由于刚性悬挂不施加张力,刚性悬挂的允许跨距和运行速度有关,并受限制。

根据国外试验和运行经验,速度和跨距有关.

长沙地铁二号线的最高车速为80km/h,因首次使用,跨距取8m，特殊情况下不得大于10m;弛度不超过跨距的1‰。

（4）汇流排安装

汇流排安装前,应复核整个刚性锚段的长度,根据温度变化量预留两端伸缩量,计算出汇流排总长度,并合理布置短汇流排的安装位置。

根据计算出的汇流排总长度,计算所需汇流排根数和需预制的短汇流排长度,并对汇流排按安装顺序进行编号。

短汇流排安装位置应尽量靠近悬挂定位点,避免放于跨中位置,全锚段汇流排按安装顺序依次编号,安装时按编号安装。

刚性悬挂汇流排安装长度按下式计算:

汇流排总长度=L+L1×2+Δl+L2（L为刚性锚段各跨距总和;L1为弯曲端长度,一般设计给出;Δl为全段温度变化预留量,一般设计给出计算公式;L2为汇流排定位线夹宽加因汇流排弛度及正弦走向引起的长度变化量,约100～150mm）根据计算出的汇流排总长度,计算所需汇流排根数N和要预制的短汇流排长度。

需要注意的是,预制的汇流排长度不能小于设计规定值。

短汇流排安装位置应靠近悬挂定位点,使定位点位于短汇流排中部状态最好。

汇流排对接接头尽可能远离悬挂定位点,避免处于或靠近定位点而形成硬点,对接接头也应避开处于跨中位置，避免接头处于跨中而形成较大的尺度。

对接接头要求密贴，间隙不得大于1mm。

短汇流排切割面应与汇流排中心线呈直角,且整个Π形截面要平整。

即短汇流排长度=（总长度-两终端汇流排长度-N×汇流排长度）。

检查接触线是否存在偏磨及磨耗是否正常，尤其要注意锚段关节和线岔两悬挂转换处接触线的磨耗是否正常；检查铜接触线与铝汇流排间有否相对滑动。

对于有问题的接触线进行更换时，被换接触线的长度不得少于2m，且在两端接头位置用锉刀锉平，其平滑过渡的长度不得少于200mm。

汇流排接头是架空刚性接触悬挂的关键部位，它既要在电气上起连接作用，确保接触良好，又要保证被连接的两汇流排在同一直线上。

接头部位有16个螺栓，一定要用力矩扳手按规定的力矩（16 N²m）进行检查和校核，并检查螺栓的垫片是否齐全和完好。

最短汇流排不得小于2m。

汇流排可以从锚段关节第一定位处开始向另一端安装,一般应从直线端向曲线端安装。

有分段绝缘器的刚性区段,宜从分段绝缘器处向两端安装汇流排。

安装时首先要在安装起点的第一个定位点处安装终端汇流排。

第一个定位悬挂线夹安装在标记处,线夹固定住汇流排。

同时在此悬挂线夹两端和第二个定位点处两端安装临时锚固线夹,卡紧汇流排,防止汇流排在安装过程中顺线路滑动。

终端汇流排安装好后,按汇流排编号顺序依次对接安装。

汇流排安装完毕后,进行中心锚结安装,最后拆除第一、二定位点处的临时锚固线夹。

汇流排对接时,对接汇流排应在同一条直线上,并按照设计要求力矩进行紧固。

（5）锚段长度

地铁设计规范规定:

刚性架空接触网的锚段长度,应根据环境温度、载流温升、材料线胀系数、伸缩要求确定。

按照隧道外设计气温最高为40℃,最低为-10℃,隧道内接触网计算温差可取70℃;选用已有运行经验的伸缩量为500mm的膨胀接头,考虑安装下料的温度变化,取允许伸缩量为±0.2m,锚段长度可为300m左右,考虑到国内设计、制造、施工安装调整、运行管理等经验不足,参照长沙地铁二号线锚段长度最大为250m情况,车站与站区结合处小锚段大多为27m。

方便地铁刚性接触网的阶段性拆除检修与更换，减少汇流排的切割，用于人防门处，与长锚段用关节电连接相连，起电气续接和机械续接作用。

结合拉出值和膨胀接头应安装在受弯最小处的要求,不同隧道内刚性悬挂锚段长度设计不同。

3.3中心锚结安装

国外刚性悬挂中心锚结有2种形式,一种是“V”形中心锚结,绝缘棒与水平线的夹角约为45°;另一种是带拉线“V”形中心锚结,绝缘棒与水平线的夹角约为10~15°。

长沙地铁2号线设计采用了“V”形中心锚结,能够承受很大的意外拉力,不会产生负弛度问题。

在“V”形中心锚结的安装设计和平面布置中,注意要保证空气绝缘间隙,在隧道净空较低时尤其要精心设汁,精心施工。

在平面布置时,尽量将中心锚结设在受电弓中心线上方,并且分别在受电弓中心线两侧下锚，即垂直与受电弓。

刚性悬挂中心锚结有调整螺栓、中锚绝缘子、连接件组成（见下图）。

当汇流排安装完毕,中心锚结所在跨距两端悬挂点上汇流排拉出值导高已调整到设计位置后,即可进行中心锚结的安装。

一般直线上,中心锚结底座中心线位于汇流排中心线正上方;曲线上,中心锚结底座中心线位于中心锚结锚固点处汇流排中心线的延长线的正上方。

中锚两端底座距中心锚固点的距离应相等,其安装误差为±50mm。

中心锚结安装调整到位后,两端调整螺栓的张力应一致,且不能使锚固点出现负弛度。

3.4刚柔过渡段的安装

刚性悬挂接触网与柔性接触网之间的刚柔过渡区段,根据设计要求的不同,一般采用关节式的刚柔过渡方法或切槽汇流排贯通式。

刚柔过渡区段应设在直线平坡区段,不宜设在曲线区段和坡度区段。

刚柔过渡段接触线高度应等高,不宜在刚柔过渡段中进行导高坡度变化的布置。

关节式的刚柔过渡方法对消除硬点较好。

长沙地铁2号线采用关节式的刚柔过渡方法与切槽汇流排贯通式,主要是应为长沙地铁2号线刚性悬挂接触网与柔性接触网之间的刚柔过渡区段设计在曲线与坡度区段.

（1）关节式刚柔过渡段的安装

关节式刚柔过渡是采用终端汇流排与柔性悬挂并列运行,实现刚性和柔性过渡。

其过渡的方式见图3。

刚柔过渡部分的间距不宜大于200mm,且应靠近受电弓中心,两边均匀布置。

过渡端刚性悬挂起始定位点A处接触线的高度,应比同处柔性悬挂的接触线抬高20～30mm,然后刚性悬挂定位按接触线高度变化不大。

锚段关节处两接触线是否同时与受电弓接触，两汇流排终端转换处接触线的磨耗是否正常，测量转换处两接触线的高度是否相等、水平距离是否符合要求等。

用力矩扳手检查和校核电连接线夹是否紧固等这些因素都会影响受电工弓是否正常取流，从而影响机车是否正常运行。

（2）切槽汇流排贯通式刚柔过渡段安装

安装时应按设计的要求设定刚柔过渡段的起始点。

过渡段汇流排安装应从刚柔过渡端起始点开始。

切槽汇流排应严格按设计位置安装,并保持其处于平衡状态,其前端4m之内,不得安装柔性悬挂的吊弦。

柔性悬挂一支接触线被嵌入切槽汇流排后,立即紧固切槽式汇流排的配套螺栓并达到设计规定的力矩值,接着安装锚固线夹。

此跨柔性悬挂吊弦应进行合理布置,确保刚柔过渡实现平滑过渡。

在过了过渡平滑区后导高相应的慢慢抬高.切槽汇流排在刚柔过渡起始点处不应形成上抬力或下压,不能形成硬点,要有相应的弹性。

双接触线中的另一条接触线,等高进入刚柔过渡段一定距离（符合设计要求）后逐渐抬高,并成为非工作支进行下锚。

刚柔过渡装置由铝排加工制造，顶面加工成不同深度的切槽，以逐步减小惯量和增加末端的弹性，安装在刚性网和柔性网的过渡处，避免产生硬点，并安装螺栓来保证夹口夹持力。

而底部设计成缺口结构用来放置接触线接头线夹，防止因柔性网张力而使接触线在铝排内滑动。

四、安全要求

地铁刚性悬挂接触网施工时，需利用机械及人工同时施工，施工人员必须熟悉所使用工具的性能、操作方法，作业前和作业中应进行检查，发现问题及时报告，严格按照岗位技术要求及操作规程处理问题。

高空作业时佩戴安全帽、安全带等防护用品，登杆工具在上杆前应作拉力试验，合格后方能上杆。

杆上作业所用料具放置稳妥，用绳索传递材料，禁止上下抛掷。

高空作业人员应经过体格检查，不合格者不得进行高空作业。

高空作业时，上下不得同时作业，并且下方的非安全距离范围内不得有人。

五、质量要求：

按施工质量验收规范 GB50202-2002 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299-1999轨道交通车站工程施工质量验收标准 QGD-006-2005 执行。

六、环境要求

执行《中华人民共和国环境保护法》

七、运用实例

2012年11月至2014年1月，长沙市轨道交通2号线一期工程接触网安装工程施工，即施工作业流程与上述相同。

由于长沙市轨道交通2号线为长沙第一条地下城市轨道建设，也是缓解长沙市交通堵塞的重要运输通道，我单位于长沙市城市轨道建公司设积极配合，确认了我单位施工流程的方案，在未影响长沙市轨道交通2号线开通日期的前提下提前完成工期。

工程期间未出现任何安全及行车事故情况下圆满完成接触网施工作业，获中国中铁“优质工程”称号。