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1、地鐵剛性接觸網施工方案編者：王政中一、前言 城市軌道交通已成為全世界解決城市交通問題有效途徑，對改善現代城市交通困擾局面、調整和優化城市區域布局、促進中國的大、中城市已普遍有所共識，也深刻體會到城市軌道交通是衡量城市綜合實力的一個重要指標。近年來我國城市軌道交通的建設發展速度也非常快。眾所周知，城市軌道交通是我國城市有史以來最大的公益性交通基礎運輸，但是作為與受電弓接觸的懸掛方式又有兩種區分，分別為架空剛性接觸網和柔性接觸網,本次主要介紹架空剛性接觸網施工方法。 二、.剛性懸掛接觸網的結構和特點 剛性懸掛接觸網主要有鋁合金匯流排、接觸線、絕緣元件和懸掛裝置組成,其中鋁合金匯流排既作為固定接觸線2、的嵌體,同時又作為導電截面的一部分。這種懸掛方式根據線路通過能力及電流量的大小,又有單接觸線式和雙接觸線式兩種。根據鋁合金匯流排截面的不同又分為T 型與型兩種。本次主要介紹型。型結構的剛性懸掛特點是:其一, 結構穩定,接觸線是靠兩側夾持力固定的,因此運行穩定性;其二好便于安裝和架設,在架設接觸線時,使用專用滑動式鑲線車,利用型結構的彈性力可使接觸線嵌入虎口槽內。我國目前剛性接觸網中多用型鋁合金匯流排的形式。單根接觸線匯流排目前有兩種類型: 一種為高80 mm 的PAC80 型, 另一種為高110 mm 的PAC110 型。其中PAC110 型的截面積為2 213 mm2 , 中間每節長12 m3、,下錨兩端匯流排每節長7.5m。特殊地帶（菱形道岔）可采用曲線匯流排，即帶有彎度。目前在長沙、西安、廣州、上海等大部分城市軌道采用的是PAC110 型匯流排，也有部分城市軌道采用第三軌供電技術。 匯流排結構示意圖 三、.施工過程 由于剛性懸掛接觸網系統的安裝精度比柔性懸掛接觸網系統的調節范圍小,安裝精度高,因此在進行剛性懸掛接觸線的安裝時,從施工測量開始到剛性懸掛接觸線調整到位,要嚴格控制每一道工序的施工質量,實現一次安裝到位。 3.1施工測量 (1)起測點的確定 在進行剛性接觸懸掛施工測量前,應先確定起測點,然后再進行橫向、縱向測量。測量起點的選擇原則是:測量工作可從剛性懸掛段錨段關節的第一4、個定位點開始;也可從已鋪設標準軌道的任一車站和區間關節連接處開始,測量長度應為一個以上的剛性懸掛段;有絕緣錨段關節區段應從絕緣關節處開始起測。按設計圖紙里程布置,以沿線準確的里程標記為準進行放線測量,并對設計圖紙選用的安裝圖號進行核對,及時對不相應的安裝圖號做出相應的調整。 (2) 橫向測量由于剛性懸掛的安裝精度要求高,因此測量時應使用先進的測量工具,如激光定位測量儀等,以確保定測精度。橫向測量要首先確認受電弓中心的位置,然后再確定懸掛點的位置。懸掛的各種底座的位置和使用的零件有關。需要注意的是,一般直線上各定位底座中心線垂直于軌道線路中心線上;曲線上垂直于此點在線路中心線的切線上。 (3) 5、縱向測量 實施縱向測量前,應復核各車站和區間的長度及不同隧道接口、隧道曲線段、道岔處等地點的實際里程是否與設計圖紙相符。測量時應采用鋼卷尺進行測量,曲線段應沿外軌測量。每個定位點的跨距應按設計跨距測量定位。如有定位點位于隧道伸縮縫、隧道連接縫、盾構區間管片接縫,或明顯滲水、漏水等位置時,應順線路位移,但最大位移量不超過500 mm(設計有規定時除外),且保證不超過設計最大跨距允許值和相鄰兩跨距的跨距比不大于11.25 的設計標準。 (4) 打孔及螺栓安裝 在打孔作業中,為了保證位置的準確性,一般要使用特制模具,套模鉆孔,孔的深度和直徑要符合設計要求。后切底錨栓、化學錨栓要嚴格按照設計要求和產品6、說明書的規定執行,而且要按設計規定時間和檢測標準進行拉拔力測試。3. 2 支持結構的安裝 懸掛定位裝置安裝剛性懸掛定位安裝方式有垂直和懸臂懸掛定位2種。如何選定剛性懸掛接觸網的懸掛定位安裝,應根據隧道凈空高度和斷面情況,考慮安裝結構簡單可靠。地鐵1500V剛性懸掛接觸網采用垂直懸掛定位方式安裝結構比懸臂懸掛定位方式結構簡單,可靠性高。但在懸臂懸掛定位方式下絕緣子受彎矩較大。長沙地鐵二號線選用了垂直懸掛定位方式。長沙地鐵2號線隧道斷面形式為不同心的3段圓弧構成的尖拱隧道與矩形隧道,凈空高度不相等,為45006000mm,接觸線高度確定為4040mm,列車運行最高速度為80km/h。設計了2種安裝7、方式。(1)垂直懸掛定位安裝方式。采用化學錨栓加槽鋼底座和絕緣子,隧道頂部安裝,用2根螺栓調整接觸線的空間位置,適用隧道凈空高度為45004800mm. (2)懸臂懸掛安裝形式。在距受電弓中心線650mm的隧道頂部安裝吊柱,采用通用鋼柱懸掛剛性懸掛,采用 6001400mm長度的吊柱,可適用隧道凈空高度為50006000mm,通過懸臂垂直受電弓方向安裝。懸掛及定位裝置安裝前應對每個懸掛及定位裝置的類型進行復核,然后將懸掛及定位裝置按設計要求進行安裝。并根據懸掛點接觸線的設計高度,計算出懸吊槽鋼底部高度,并將懸吊槽鋼調整到與軌面連線平行。(3) 剛性懸掛的跨距由于剛性懸掛不施加張力,剛性懸掛的允8、許跨距和運行速度有關,并受限制。根據國外試驗和運行經驗,速度和跨距有關.長沙地鐵二號線的最高車速為80km/h,因首次使用,跨距取8m，特殊情況下不得大于10m;弛度不超過跨距的1。 (4) 匯流排安裝 匯流排安裝前,應復核整個剛性錨段的長度, 根據溫度變化量預留兩端伸縮量,計算出匯流排總長度,并合理布置短匯流排的安裝位置。根據計算出的匯流排總長度,計算所需匯流排根數和需預制的短匯流排長度, 并對匯流排按安裝順序進行編號。短匯流排安裝位置應盡量靠近懸掛定位點,避免放于跨中位置,全錨段匯流排按安裝順序依次編號,安裝時按編號安裝。剛性懸掛匯流排安裝長度按下式計算:匯流排總長度= L + L 1 29、 +l + L 2 （ L 為剛性錨段各跨距總和; L 1 為彎曲端長度, 一般設計給出;l 為全段溫度變化預留量, 一般設計給出計算公式; L 2 為匯流排定位線夾寬加因匯流排弛度及正弦走向引起的長度變化量, 約100 150 mm ）根據計算出的匯流排總長度,計算所需匯流排根數N 和要預制的短匯流排長度。需要注意的是,預制的匯流排長度不能小于設計規定值。短匯流排安裝位置應靠近懸掛定位點,使定位點位于短匯流排中部狀態最好。匯流排對接接頭盡可能遠離懸掛定位點,避免處于或靠近定位點而形成硬點,對接接頭也應避開處于跨中位置，避免接頭處于跨中而形成較大的尺度。對接接頭要求密貼，間隙不得大于1mm。短10、匯流排切割面應與匯流排中心線呈直角,且整個形截面要平整。即短匯流排長度=(總長度-兩終端匯流排長度-N 匯流排長度) 。檢查接觸線是否存在偏磨及磨耗是否正常，尤其要注意錨段關節和線岔兩懸掛轉換處接觸線的磨耗是否正常；檢查銅接觸線與鋁匯流排間有否相對滑動。對于有問題的接觸線進行更換時，被換接觸線的長度不得少于2m，且在兩端接頭位置用銼刀銼平，其平滑過渡的長度不得少于200mm。匯流排接頭是架空剛性接觸懸掛的關鍵部位，它既要在電氣上起連接作用，確保接觸良好，又要保證被連接的兩匯流排在同一直線上。接頭部位有16個螺栓，一定要用力矩扳手按規定的力矩（16Nm）進行檢查和校核，并檢查螺栓的墊片是否齊全和11、完好。最短匯流排不得小于2m。 匯流排可以從錨段關節第一定位處開始向另一端安裝,一般應從直線端向曲線端安裝。有分段絕緣器的剛性區段,宜從分段絕緣器處向兩端安裝匯流排。安裝時首先要在安裝起點的第一個定位點處安裝終端匯流排。第一個定位懸掛線夾安裝在標記處,線夾固定住匯流排。同時在此懸掛線夾兩端和第二個定位點處兩端安裝臨時錨固線夾,卡緊匯流排,防止匯流排在安裝過程中順線路滑動。終端匯流排安裝好后,按匯流排編號順序依次對接安裝。匯流排安裝完畢后,進行中心錨結安裝,最后拆除第一、二定位點處的臨時錨固線夾。匯流排對接時,對接匯流排應在同一條直線上,并按照設計要求力矩進行緊固。 (5) 錨段長度地鐵設計規范12、規定:剛性架空接觸網的錨段長度,應根據環境溫度、載流溫升、材料線脹系數、伸縮要求確定。按照隧道外設計氣溫最高為40,最低為-10,隧道內接觸網計算溫差可取70;選用已有運行經驗的伸縮量為500mm的膨脹接頭,考慮安裝下料的溫度變化,取允許伸縮量為0.2m,錨段長度可為300m左右,考慮到國內設計、制造、施工安裝調整、運行管理等經驗不足,參照長沙地鐵二號線錨段長度最大為250m情況,車站與站區結合處小錨段大多為27m。方便地鐵剛性接觸網的階段性拆除檢修與更換，減少匯流排的切割，用于人防門處，與長錨段用關節電連接相連，起電氣續接和機械續接作用。結合拉出值和膨脹接頭應安裝在受彎最小處的要求,不同隧道13、內剛性懸掛錨段長度設計不同。 3. 3 中心錨結安裝 國外剛性懸掛中心錨結有2種形式,一種是“V”形中心錨結,絕緣棒與水平線的夾角約為45;另一種是帶拉線“V”形中心錨結,絕緣棒與水平線的夾角約為 1015。長沙地鐵2號線設計采用了 “V”形中心錨結,能夠承受很大的意外拉力,不會產生負弛度問題。在 “V”形中心錨結的安裝設計和平面布置中,注意要保證空氣絕緣間隙,在隧道凈空較低時尤其要精心設汁,精心施工。在平面布置時,盡量將中心錨結設在受電弓中心線上方,并且分別在受電弓中心線兩側下錨，即垂直與受電弓。 剛性懸掛中心錨結有調整螺栓、中錨絕緣子、連接件組成(見下圖) 。當匯流排安裝完畢,中心錨結所在14、跨距兩端懸掛點上匯流排拉出值導高已調整到設計位置后,即可進行中心錨結的安裝。一般直線上,中心錨結底座中心線位于匯流排中心線正上方;曲線上,中心錨結底座中心線位于中心錨結錨固點處匯流排中心線的延長線的正上方。中錨兩端底座距中心錨固點的距離應相等,其安裝誤差為50 mm 。中心錨結安裝調整到位后,兩端調整螺栓的張力應一致,且不能使錨固點出現負弛度。 3. 4 剛柔過渡段的安裝 剛性懸掛接觸網與柔性接觸網之間的剛柔過渡區段,根據設計要求的不同,一般采用關節式的剛柔過渡方法或切槽匯流排貫通式。剛柔過渡區段應設在直線平坡區段,不宜設在曲線區段和坡度區段。剛柔過渡段接觸線高度應等高,不宜在剛柔過渡段中進行15、導高坡度變化的布置。關節式的剛柔過渡方法對消除硬點較好。 長沙地鐵2號線采用關節式的剛柔過渡方法與切槽匯流排貫通式,主要是應為長沙地鐵2號線剛性懸掛接觸網與柔性接觸網之間的剛柔過渡區段設計在曲線與坡度區段. (1) 關節式剛柔過渡段的安裝 關節式剛柔過渡是采用終端匯流排與柔性懸掛并列運行,實現剛性和柔性過渡。其過渡的方式見圖3 。剛柔過渡部分的間距不宜大于200 mm , 且應靠近受電弓中心,兩邊均勻布置。過渡端剛性懸掛起始定位點A 處接觸線的高度,應比同處柔性懸掛的接觸線抬高2030 mm , 然后剛性懸掛定位按接觸線高度變化不大。錨段關節處兩接觸線是否同時與受電弓接觸，兩匯流排終端轉換處接16、觸線的磨耗是否正常，測量轉換處兩接觸線的高度是否相等、水平距離是否符合要求等。用力矩扳手檢查和校核電連接線夾是否緊固等這些因素都會影響受電工弓是否正常取流，從而影響機車是否正常運行。 (2) 切槽匯流排貫通式剛柔過渡段安裝 安裝時應按設計的要求設定剛柔過渡段的起始點。過渡段匯流排安裝應從剛柔過渡端起始點開始。切槽匯流排應嚴格按設計位置安裝,并保持其處于平衡狀態,其前端4 m 之內,不得安裝柔性懸掛的吊弦。柔性懸掛一支接觸線被嵌入切槽匯流排后, 立即緊固切槽式匯流排的配套螺栓并達到設計規定的力矩值,接著安裝錨固線夾。此跨柔性懸掛吊弦應進行合理布置,確保剛柔過渡實現平滑過渡。在過了過渡平滑區后導高17、相應的慢慢抬高.切槽匯流排在剛柔過渡起始點處不應形成上抬力或下壓,不能形成硬點,要有相應的彈性。雙接觸線中的另一條接觸線,等高進入剛柔過渡段一定距離(符合設計要求) 后逐漸抬高,并成為非工作支進行下錨。剛柔過渡裝置由鋁排加工制造，頂面加工成不同深度的切槽，以逐步減小慣量和增加末端的彈性，安裝在剛性網和柔性網的過渡處，避免產生硬點，并安裝螺栓來保證夾口夾持力。而底部設計成缺口結構用來放置接觸線接頭線夾，防止因柔性網張力而使接觸線在鋁排內滑動。 四、安全要求地鐵剛性懸掛接觸網施工時，需利用機械及人工同時施工，施工人員必須熟悉所使用工具的性能、操作方法，作業前和作業中應進行檢查，發現問題及時報告，嚴18、格按照崗位技術要求及操作規程處理問題。高空作業時佩戴安全帽、安全帶等防護用品，登桿工具在上桿前應作拉力試驗，合格后方能上桿。桿上作業所用料具放置穩妥，用繩索傳遞材料，禁止上下拋擲。高空作業人員應經過體格檢查，不合格者不得進行高空作業。高空作業時，上下不得同時作業，并且下方的非安全距離范圍內不得有人。五、質量要求：按施工質量驗收規范GB50202-2002地下鐵道工程施 工及驗收規范GB50299-1999 軌道交通車站工程 施工質量驗收標準QGD-006-2005執行。六、環境要求執行中華人民共和國環境保護法七、運用實例2012年11月至2014年1月，長沙市軌道交通2號線一期工程接觸網安裝工程施工，即施工作業流程與上述相同。由于長沙市軌道交通2號線為長沙第一條地下城市軌道建設，也是緩解長沙市交通堵塞的重要運輸通道，我單位于長沙市城市軌道建公司設積極配合，確認了我單位施工流程的方案，在未影響長沙市軌道交通2號線開通日期的前提下提前完成工期。工程期間未出現任何安全及行車事故情況下圓滿完成接觸網施工作業，獲中國中鐵“優質工程”稱號。