恒張力預(yù)留架設(shè)施工工法模板

200km/h接觸網(wǎng)恒張力零預(yù)留架設(shè)施工工法中鐵十一局集團電務(wù)工程有限公司謝文藝徐金平葉志榮楊清太夏謙云1、前言隴海鐵路鄭州至徐州段是中國首次進行200km/h電氣化改造的既有繁忙干線,鐵道部明確要求200km/h電氣化鐵路接觸網(wǎng)必須采用國外的恒張力架線車(圖1-1)進行恒張力架設(shè)施工,而當(dāng)時國內(nèi)有關(guān)恒張力架設(shè)施工技術(shù)還是空白。按照鐵道部的要求,我們專門成立課題攻關(guān)小組對接觸網(wǎng)恒張力架設(shè)施工進行研究。施工過程中針對控制張力的預(yù)設(shè)和線材初伸長的處理等核心技術(shù)進行攻關(guān)研究,并對恒張力架設(shè)線材預(yù)留長度過長的問題研究出了接觸線延長接續(xù)架設(shè)施工技術(shù),成功實現(xiàn)了恒張力零預(yù)留架設(shè),既大大降低了施工成本,也填補了國內(nèi)該施工技術(shù)領(lǐng)域的空白。接觸網(wǎng)恒張力架設(shè)施工技術(shù)同其它創(chuàng)新技術(shù)一并匯編成《既有線改造200km/h電氣化接觸網(wǎng)施工技術(shù)》于12月由湖北省科技廳組織鑒定居國內(nèi)領(lǐng)先水平,并獲中國鐵道建筑工程總公司一等獎,該技術(shù)經(jīng)過總結(jié)完善形成本工法。圖1-1意大利進口的泰斯美克恒張力放線車2、工法特點2.1本工法科技含量高,智能化程度高,施工組織和操作均按程序化作業(yè)。2.2針對性強,針對恒張力架設(shè)線材預(yù)留長度過長的問題研究制定出了接觸線延長接續(xù)架設(shè)施工技術(shù)方案,大大降低了施工成本。2.3本工法有效地解決了小張力架設(shè)施工易產(chǎn)生硬彎、扭面以及線材初伸長等方面的問題,保證了接觸網(wǎng)架設(shè)施工質(zhì)量。3、適用范圍本工法適用于新建和既有高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造架設(shè)施工。4、工藝原理4.1預(yù)設(shè)張力選定原理預(yù)設(shè)張力選擇的合理與否直接影響到放線質(zhì)量。張力預(yù)設(shè)過大(大于額定張力)的話,一則直接構(gòu)成線索的破壞張力,稍有不慎則對線索直接造成損傷;二則由于張力過大,其經(jīng)過線索對下錨處墜砣產(chǎn)生的拉力直接將墜砣拉起或來回竄動。根據(jù)張力與接觸線弛度的關(guān)系公式fmax=1.225*10-3gl2/T(fmax—最大弛度,g—導(dǎo)線密度,l—跨距,T—接觸線水平方向的張力)可知,如張力預(yù)設(shè)越小的話,則接觸網(wǎng)的架設(shè)弛度越大,接觸線在懸掛點的彎曲度也越大,由于放線過程中張力是波動的,導(dǎo)致接觸線在懸掛點處沿放線方向來回移動,從而形成不易矯正的波浪型硬彎和折彎,這違背了恒張力的設(shè)計初衷。為此,為選擇合理的預(yù)設(shè)張力并保持其恒定,我們在學(xué)習(xí)研究德國、法國及日本等高速鐵路發(fā)達國家有關(guān)恒張力放線資料的基礎(chǔ)上,根據(jù)我們實際施工過程中摸索總結(jié)出的經(jīng)驗,對銅絞線和鎂銅(銀銅)合金等材料,放線的預(yù)設(shè)張力一般為:銅絞線為設(shè)計額定張力的40-60%,鎂銅(銀銅)合金為設(shè)計額定張力的60-80%。在鄭徐線施工中,承力索架設(shè)采用8kN,導(dǎo)線采用10kN,張力選擇合理,放線質(zhì)量良好。4.2新線初伸長處理原理關(guān)于新線初伸長的研究,各國都進行了大量的研究,而且對新線初伸長的處理方法,各國都不盡相同。美國采取在安裝前以破斷張力的50%-70%進行預(yù)拉、人為地造成永久性伸長,從而避免線索在安裝后產(chǎn)生伸長。這種在中國既有電氣化改造施工中無法實施。德國、法國及日本采取的超拉方法主要如下表:法國德國日本承力索1.2倍額定張力額定張力自然伸長1.6倍額定張力72h4-8周10min接觸線1.5倍額定張力額定張力自然伸長2.0倍額定張力72h4-8周30min結(jié)合中國既有線行車密度大、封鎖時間短的特點,我們基本參照德國的方法采取額定張力自然伸長的方法進行處理。4.3接觸網(wǎng)延長接續(xù)架設(shè)施工原理從上面工藝原理分析得知:線盤上的張力僅為控制張力的5%。為此,我們研究出了接觸線延長接續(xù)架設(shè)方案即:準備一盤約為200米的承力索線盤專門用作延長線,固定在放線平板上最遠處的一個線盤支架上,待線盤上接觸線即將展放完畢時,將接觸線臨時固定后斷線,并利用滑靴連接器將線索和延長線相連,連接牢靠后繼續(xù)展放直至緊線下錨。5、施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程流程圖如圖5.1-1:緊線下錨緊線下錨起錨連接啟動車組放線臨時懸掛放線監(jiān)視并記錄放線張力施工準備架線車組就位起、下錨準備轉(zhuǎn)換柱停車線索固定后斷線接觸線延長接續(xù)接觸線和延長線連接松開接頭處的臨時固定繼續(xù)放線終錨停車中錨安裝固定設(shè)定放線張力圖5.1-1施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1⑴.根據(jù)平面圖編制架線作業(yè)計劃見表5.2.1-1架線作業(yè)計劃表表5.2.1-1架線順序錨段號錨段長度(m)線材規(guī)格線盤編號起錨桿號占用軌道和經(jīng)過道岔號穿線情況跨越(接近)電線路電壓等級位置、高度(距離)和防護措施臨時緊線位置穿線情況占用股道和經(jīng)過道岔號下錨桿號備注⑵.按路局規(guī)定,提前將架線要點要求及架線作業(yè)計劃表提交路局運輸科、調(diào)度所。⑶.在曲線區(qū)段的每組腕臂上安裝一處防偏移支撐,直線段每4根支柱的腕臂安裝一處防偏移支撐。轉(zhuǎn)換柱非工作支壓管采用雙腕臂支撐加固,將腕臂固定在垂直線路位置。⑷.用手拉葫蘆將墜砣串提起至下錨高度,將墜砣串用鏈條葫蘆和4.0鐵線綁在支柱上,防止放線時墜砣上下串動;⑸.按下式確定墜砣高度b值。bx=bmin+nα(tmax-t)(5.2.1-1)5.2.2⑴.封鎖點開始后,架線車到達起錨柱,架線車平臺上人員將大繩放下,起錨人員將補償裝置用大繩拴好,平臺上人員將補償裝置拉上來與線索回頭連接。在連接過程中應(yīng)防止補償繩跳槽和絞合。連接完畢后施工負責(zé)人通知張力控制的操作人員收線,直至墜砣剛好受力后停止操作,設(shè)定放線張力并進入自動放線模式,開始放線。(圖5.2.2⑵.起錨需要穿線時,架線車停在需穿線位置然后穿線。穿線后起錨人員將承力索拉至錨柱與補償裝置連接。圖5.2.2-1接觸網(wǎng)起錨、架線示意圖5.2.3恒張力放線放線過程中,車組應(yīng)控制按5km/h的速度勻速前進,盡量不要停車和忽快忽慢。架設(shè)承力索時,利用放線滑輪將承力索懸掛固定在腕臂上,為方面施工,我們課題組開發(fā)加工了專門用于恒張力架設(shè)承力索的放線滑輪,大大提高施工效率。架設(shè)接觸線時,直接利用”S”鉤+放線滑輪將接觸線懸掛固定在承力索上,在起、落錨兩端的轉(zhuǎn)換柱處由于線索的拐角較大,為避免接觸線產(chǎn)生硬彎,我們在兩轉(zhuǎn)換柱加掛滑輪懸掛固定,懸掛接觸線時,每跨均勻懸掛3個”S”鉤+放線滑輪。放線過程中張力控制操作人員應(yīng)時刻監(jiān)視張力情況并做好記錄,遇有異常情況應(yīng)立即通知司機停車進行處理。(圖5.2.3-1)圖5.2.3-1恒張力放線過程中5.2.4當(dāng)線盤的線索接近放完時,線盤監(jiān)視人員應(yīng)提前通知施工負責(zé)人和司機,司機應(yīng)注意控制車速直至停車。停車后,施工負責(zé)人通知張力控制人員關(guān)閉自動放線程序,鎖閉張力控制開關(guān)。并命令線索接續(xù)人員將線索臨時固定在線盤支架上并斷線。斷線后,作業(yè)人員應(yīng)迅速將準備好的延長線利用滑靴連接器和導(dǎo)線相連。連接牢固后松開臨時固定并重新啟動自動放線程序,繼續(xù)放線。線索延長接續(xù)示意圖見5.2.4-1:圖5.2.4-15.2.5放線車組至終端錨柱時停車,利用恒張力車上的緊線柱進行緊線。緊線開始時,施工負責(zé)人應(yīng)通知各作業(yè)人員注意觀察,特別是起錨人員應(yīng)注意觀察墜砣的情況。一旦墜砣受力后應(yīng)通知負責(zé)人停止緊線。緊線完畢,作業(yè)人員應(yīng)迅速利用導(dǎo)鏈葫蘆或滑輪組將線索和落錨柱的補償裝置連接,并逐漸將負載由緊線柱轉(zhuǎn)向?qū)ф満J上。導(dǎo)鏈葫蘆完全受力后緊線柱卸載,斷線并做終端回頭(圖5.2.5-1)。手板式鏈條葫蘆手板式鏈條葫蘆圖5.2.5-1緊線下錨示意圖5.2.6終端制作完畢應(yīng)將起、落錨處的導(dǎo)鏈葫蘆卸載,讓墜砣完全受力。并拆除所有導(dǎo)鏈葫蘆。線索完全受力后,車組退回至中錨處,進行中錨安裝,防止接觸網(wǎng)來回竄動。5.2.7將各車上的所有設(shè)備復(fù)位到建筑限界以內(nèi),現(xiàn)場負責(zé)人要求防護員檢查全錨段的接觸網(wǎng)狀況,檢查無問題后,架線結(jié)束。6、機具設(shè)備6.1主要材料、設(shè)備(表6.1-1)表6.1-1序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1接觸線按施工圖定Km若干與錨段長度相配套2承力索按導(dǎo)線型號定m200延長線3接觸線終端錨固線夾按施工圖定套若干每錨段2套4懸式絕緣子按施工圖定套若干每錨段8套杵環(huán)式,2套耳環(huán)式5杵環(huán)桿按施工圖定件若干按設(shè)計數(shù)量6墜砣按施工圖定塊若干按設(shè)計數(shù)量7墜砣桿按施工圖定件若干承導(dǎo)每錨段各2件8滑輪補償裝置按施工圖定套若干承導(dǎo)每錨段各2套9墜砣限制架按施工圖定套若干每錨段2套6.2工機具表(表6.2-1)表6.2-1序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1恒張力放線車組12放線滑輪閉口個80采用尼龍滑輪,數(shù)量根據(jù)錨段增減3斷線鉗把1落錨用4倒鏈葫蘆3T個1落錨用5鋼絲套子個3起、落錨吊墜砣用6緊線器個1夾承導(dǎo)用7緊線器套1夾補償繩用8棕繩Ф12×10m條2傳遞線條用9棕繩Ф20×15m條2起、落錨各1條10滑靴連接器條2線索延長接續(xù)用11報話機臺412安全帽頂若干每人一頂13安全帶條214腳扣套2起落錨各1套,型號根據(jù)桿型定15防護旗紅/黃面各2防護及行車指揮用16溫度計攝氏個2起落錨各117鍍鋅鐵線Ф4.0kg若干吊導(dǎo)線及起落錨用18工具袋個219電工工具套若干每人一套20喇叭或口笛個221鋼卷尺5m把3起落錨各1,作業(yè)車上122長鉤子3m個1鉤正腕臂用23棉紗Kg若干打回頭24搬手375mm把2落錨用25導(dǎo)線揋完彎器套1作業(yè)車起落錨用26鋼鋸把1斷接觸線終端錨固線夾7、勞動組織(表7-1)表7-1序號項目單位數(shù)量備注1指揮人1負責(zé)架線過程的全面指揮2技術(shù)指導(dǎo)人1由隊技術(shù)人員擔(dān)任3掛線接頭人4作業(yè)車上3人,遙控抬撥線1人4起錨人3并負責(zé)看護200m5防護人3～4道口、橋等要害部位的看線防護6下錨人4檢查補償、線索延長接續(xù)7司機人3其中助手1人8、質(zhì)量控制8.1質(zhì)量標準8.1.18.1.28.1.38.1.48.1.58.1.68.2質(zhì)量控制8.2.18.2.2架線時,張力控制在額定張力±5%。架線車架線時運行速度為5公里/8.2.38.2.4補償滑輪轉(zhuǎn)動靈活,墜砣完整無損,排列整齊,缺口方向錯開180°8.2.59、安全措施9.1安全規(guī)程9.1.19.1.29.1.3《鐵路電力牽引供電施工安全技術(shù)規(guī)程》(TB10401—9.2安全措施9.2.19.2.2全體參加架線人員必須戴安全帽,持證上崗9.2.39.2.49.2.59.2.69.2.79.2.89.2.910環(huán)境保護措施10.1環(huán)境保護規(guī)程《鐵路環(huán)境保護指標考核及考核監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。10.2環(huán)境保護措施10.2.110.2.211、社會經(jīng)濟效益分析11.1社會效益經(jīng)過高速接觸網(wǎng)恒張力零預(yù)留架設(shè)施工技術(shù)的研究攻關(guān),培養(yǎng)鍛煉了技術(shù)管理隊伍,經(jīng)過考察調(diào)研、收集資料、對比試驗、分析總結(jié),培養(yǎng)了技術(shù)人員用科學(xué)方法、試驗手段解決工程難題的能力,而且總結(jié)出一套完整的高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)恒張力架設(shè)施工技術(shù),并于12月經(jīng)過了湖北科技廳組織的科技成果鑒定,鑒定為國內(nèi)領(lǐng)先水平,填補了國內(nèi)該施工技術(shù)領(lǐng)域的空白。隴海線鄭徐段的建成通車,為豫、皖、蘇地區(qū)注入了巨大活力。它的成功建設(shè),譜寫了既有繁忙復(fù)線電氣化建設(shè)史的新篇章,開創(chuàng)了既有線時速200公里電氣化改造施工的新篇章。工程質(zhì)量得到了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計和質(zhì)量監(jiān)督部門高度評價。工程施工中和竣工運營后,得到了鐵路、地方有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、新聞媒體和廣大市民的廣泛關(guān)注和報道。取得了顯著的社會效益11.2經(jīng)濟效益。本工法的推廣運用有效地解決了小張力架設(shè)施工易產(chǎn)生硬彎、扭面以及線材初伸長等方面的問題,大大減少了接觸懸掛的調(diào)整量,提高施工一次到位率,從而既保證了工程質(zhì)量和施工安全,同時又節(jié)約了大量的人力、物力。采用的接觸線延長接續(xù)架設(shè)施工技術(shù),解決了恒張力架設(shè)線材預(yù)留長度過長的問題,大大降低了施工成本,單就線材而言,每個錨段節(jié)約了80*2=160米的線材,直接降低施工成本為元/錨段。為工程和單位創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。12工程實例隴海鐵路鄭州至徐州段是中國首次進行200km/h電氣化改造的既有繁忙干線,我單位施工管段為隴海鐵路鄭徐段(濟南局管段)碭山(K308+217)至局界(K354+000),地處蘇、豫、皖三省交界處,正線全長45.78公里,設(shè)計目標時速200公里,接觸網(wǎng)130.965條公里。由于是首次采用恒張力進行接觸網(wǎng)架