引言

我國(guó)普速鐵路接觸網(wǎng)整體設(shè)備壽命周期一般為20～25年,隨著鐵路運(yùn)能的不斷增長(zhǎng)及列車(chē)時(shí)速的不斷提高,接觸網(wǎng)整體設(shè)備的損耗加大,使得部分鐵路接觸設(shè)備運(yùn)行年限提前達(dá)到了壽命周期。目前京廣、石太、豐沙大、滬昆等干線(xiàn)、繁忙干線(xiàn)鐵路,均已展開(kāi)接觸網(wǎng)整體設(shè)備更換工作。

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器更換施工涉及鐵路上、下行同時(shí)停電,必須利用"垂直天窗"進(jìn)行施工。該項(xiàng)施工工藝復(fù)雜,施工影響范圍大,安全隱患較多,是既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)改造施工的重難點(diǎn)工程。

1既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器更換傳統(tǒng)施工技術(shù)

我國(guó)運(yùn)行時(shí)速≤160km的電氣化鐵路,接觸網(wǎng)上、下行間渡線(xiàn)多數(shù)采用站場(chǎng)站線(xiàn)錨段替代。傳統(tǒng)接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器更換,涉及站場(chǎng)上、下行間渡線(xiàn)錨段架設(shè)及分段絕緣器更換,通常采取"垂直天窗"內(nèi)整錨段架設(shè)的方式。先進(jìn)行新承力索架設(shè)、新接觸線(xiàn)架設(shè)（涉及分段處用絕緣子替代）,待接觸網(wǎng)參數(shù)調(diào)整就位后,再進(jìn)行分段絕緣器安裝,同步拆除既有渡線(xiàn)及設(shè)備。新承力索、接觸線(xiàn)整錨段架設(shè),既有渡線(xiàn)承力索、接觸線(xiàn)拆除所需"垂直天窗"有效施工時(shí)間長(zhǎng),每處渡線(xiàn)及分段絕緣器更換均需利用3個(gè)"垂直天窗"才能完成。

2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

因既有電氣化鐵路繁忙干線(xiàn)、干線(xiàn)行車(chē)數(shù)量較多,"垂直天窗"需上、下行同時(shí)停電,對(duì)鐵路運(yùn)輸影響較大。豐沙大線(xiàn)每月批復(fù)"垂直天窗"封鎖時(shí)間60min,停電施工時(shí)間約為40min,每月每個(gè)車(chē)站僅批復(fù)2個(gè)"垂直天窗"。

傳統(tǒng)接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器更換施工需要"垂直天窗"封鎖時(shí)間長(zhǎng),天窗點(diǎn)數(shù)量多。線(xiàn)索更換過(guò)程中因既有分段絕緣器仍在投入運(yùn)營(yíng),涉及分段絕緣器處新舊線(xiàn)索絕緣距離需精確控制。受目前批復(fù)"垂直天窗"數(shù)量少、經(jīng)常取消影響,新渡線(xiàn)架設(shè)與既有渡線(xiàn)拆除施工周期長(zhǎng),新舊線(xiàn)索長(zhǎng)期投運(yùn)安全隱患多,渡線(xiàn)施工涉及上、下行線(xiàn)路安全壓力大:受目前批復(fù)"垂直天窗"封鎖停電時(shí)間短影響,采用傳統(tǒng)施工工藝在較短"垂直天窗"時(shí)間內(nèi)難以完成渡線(xiàn)及分段絕緣器更換。另因接觸網(wǎng)硬橫跨架設(shè)、固定繩安裝、軟橫跨更換均需利用"垂直天窗"進(jìn)行,受渡線(xiàn)及分段絕緣器更換影響,整體節(jié)點(diǎn)工期難以保證。

3既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換施工技術(shù)

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段整體更換施工技術(shù),由中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)豐沙大線(xiàn)擴(kuò)能改造工程項(xiàng)目部創(chuàng)新并推廣應(yīng)用。

該施工技術(shù)先利用"V型天窗"將既有渡線(xiàn)錨段以該錨段在相鄰兩個(gè)道岔間的接觸線(xiàn)非工作支處為分解點(diǎn)進(jìn)行分解,將新渡線(xiàn)錨段以分段絕緣器中心為分解點(diǎn)進(jìn)行分解架設(shè)。既有渡線(xiàn)錨段、新渡線(xiàn)錨段均分解為兩個(gè)獨(dú)立錨段。待新渡線(xiàn)錨段分解后長(zhǎng)錨段架設(shè)、調(diào)整完成后,同步拆除既有錨段分解后長(zhǎng)錨段。再利用"垂直天窗"做到既有渡線(xiàn)短錨段承導(dǎo)線(xiàn)張力卸載與新渡線(xiàn)短錨段承導(dǎo)線(xiàn)穿線(xiàn)、起錨同步進(jìn)行,既有渡線(xiàn)短錨段、既有分段絕緣器拆除與新渡線(xiàn)長(zhǎng)/短錨段對(duì)接、新分段絕緣器安裝同步完成。新渡線(xiàn)長(zhǎng)、短錨段對(duì)接后,即可完成新分段絕緣器安裝,全面確保了施工安全質(zhì)量。

該施工技術(shù)能夠避免新渡線(xiàn)錨段架設(shè)、既有渡線(xiàn)錨段拆除對(duì)較長(zhǎng)"垂直天窗"的需求:避免在較短"垂直天窗"時(shí)間內(nèi)新分段絕緣器安裝與既有分段絕緣器拆除無(wú)法同步完成的問(wèn)題:避免因"垂直天窗"批復(fù)時(shí)間間隔長(zhǎng),引起新舊線(xiàn)索長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng),造成接觸網(wǎng)設(shè)備長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行,影響接觸網(wǎng)設(shè)備狀態(tài),產(chǎn)生安全隱患。

3.1施工工藝

道岔定位更換一既有渡線(xiàn)錨段分解下錨一新渡線(xiàn)錨段分解后長(zhǎng)度測(cè)量一新渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段架設(shè),既有渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段拆除一新分段絕緣器安裝位置終端頭制作一新渡線(xiàn)短錨段張力預(yù)制一新渡線(xiàn)短錨段及新分段絕緣器整體更換一懸掛調(diào)整,送電運(yùn)營(yíng)。

3.2施工方法

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換施工技術(shù),施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,合理選擇既有渡線(xiàn)錨段分解點(diǎn),布置臨時(shí)錨柱:新渡線(xiàn)錨段分解架設(shè),既有渡線(xiàn)錨段分解拆除。"V型天窗"進(jìn)行新渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段架設(shè),既有渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段拆除:"垂直天窗"進(jìn)行新渡線(xiàn)長(zhǎng)短錨段對(duì)接、分段絕緣器安裝及調(diào)整,同步拆除既有渡線(xiàn)分解后短錨段及分段。

3.2.1道岔定位更換

先利用"V型天窗"對(duì)既有道岔定位新腕臂進(jìn)行安裝,因傳統(tǒng)道岔定位采用單腕臂安裝形式,新道岔定位采用雙腕臂安裝形式,線(xiàn)岔的交叉點(diǎn)、道岔定位點(diǎn)拉出值均發(fā)生變化,更換完成后需保證分段絕緣器參數(shù)滿(mǎn)足行車(chē)要求。若采用軟橫跨定位,利用"垂直天窗"進(jìn)行新軟橫跨安裝,將既有岔區(qū)懸掛點(diǎn)倒移至新軟橫跨上,并調(diào)整達(dá)標(biāo)。

3.2.2既有渡線(xiàn)錨段分解下錨

上行、下行間渡線(xiàn)采用站場(chǎng)站線(xiàn)錨段替代時(shí),站線(xiàn)錨段通常需經(jīng)過(guò)兩組道岔,分別為:站線(xiàn)與正線(xiàn)間相連接道岔,上、下行正線(xiàn)間相連接道岔。在兩組道岔定位間,站線(xiàn)錨段接觸線(xiàn)抬高,為非工作支。既有渡線(xiàn)錨段示意圖如圖1所示。

利用"V型天窗"先進(jìn)行既有錨段分解（分解點(diǎn)選擇在既有渡線(xiàn)錨段兩組道岔定位間且該處渡線(xiàn)錨段接觸線(xiàn)抬高并為非工作支,分解點(diǎn)周邊跨距內(nèi)選擇兩個(gè)錨柱作為臨時(shí)錨柱進(jìn)行下錨,分解后渡線(xiàn)短錨段需延長(zhǎng)一跨下錨,便于分解后既有分段絕緣器調(diào)整）,將既有渡線(xiàn)錨段分解為獨(dú)立的長(zhǎng)錨段和短錨段,分解后延長(zhǎng)區(qū)段利用區(qū)間拆除后既有承力索,錨段分解后接觸網(wǎng)參數(shù)不發(fā)生變化。

既有渡線(xiàn)分解后示意圖如圖2所示,分解后既有渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段臨時(shí)下錨采取全補(bǔ)償下錨方式,既有渡線(xiàn)短錨段臨時(shí)下錨采取無(wú)補(bǔ)償下錨方式（分解后短錨段長(zhǎng)度約200m）。

既有渡線(xiàn)錨段分解過(guò)程中弛度控制:利用"V型天窗"進(jìn)行分解時(shí),因分解后既有渡線(xiàn)錨段線(xiàn)索長(zhǎng)度、重量、下錨位置均發(fā)生變化,線(xiàn)索分解后下錨過(guò)程中,需觀察道岔定位柱定位器受力情況,并隨時(shí)觀察和測(cè)量分段絕緣器參數(shù)、垂直投影點(diǎn)位置。

若因分解過(guò)程中線(xiàn)索長(zhǎng)度縮短、下錨角度及安裝方式變化等原因造成分段絕緣器輕微偏移、相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化,通過(guò)接觸網(wǎng)激光測(cè)距儀配合控制分解點(diǎn)終端頭制作位置:調(diào)整分解后既有渡線(xiàn)短錨段下錨補(bǔ)償墜砣數(shù)量改變線(xiàn)索張力:調(diào)整無(wú)補(bǔ)償側(cè)接觸網(wǎng)延長(zhǎng)下錨非支拉出值控制線(xiàn)索轉(zhuǎn)角分力,保證分解后渡線(xiàn)短錨段既有承力索弛度將維持既有狀態(tài),避免分解過(guò)程中道岔定位柱導(dǎo)高、拉出值、分段絕緣器參數(shù)發(fā)生變化。

3.2.3新渡線(xiàn)錨段分解后長(zhǎng)度測(cè)量

新渡線(xiàn)以設(shè)計(jì)分段絕緣器安裝位置為中心進(jìn)行分解,將待架設(shè)新渡線(xiàn)分解為對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)錨段和短錨段。需測(cè)量新渡線(xiàn)短錨段長(zhǎng)度,測(cè)量過(guò)程中,按照線(xiàn)索走向進(jìn)行模擬,先利用接觸網(wǎng)激光測(cè)量?jī)x標(biāo)示出設(shè)計(jì)分段絕緣器中心拉出值投影點(diǎn)、既有道岔定位點(diǎn)拉出值投影點(diǎn)、下錨錨柱中心點(diǎn),再利用50m纖維卷尺進(jìn)行分段長(zhǎng)度測(cè)量。測(cè)量總長(zhǎng)需扣除補(bǔ)償裝置總長(zhǎng)、分段絕緣器中心至終端頭（承力索部分）或分段絕緣器中心至接頭線(xiàn)夾處長(zhǎng)度（接觸線(xiàn)部分）,同時(shí)考慮新渡線(xiàn)線(xiàn)索延伸和錨柱向拉線(xiàn)側(cè)傾斜值對(duì)新渡線(xiàn)短錨段長(zhǎng)度產(chǎn)生的影響。

3.2.4新渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段架設(shè),既有渡線(xiàn)分解后長(zhǎng)錨段拆除

新渡線(xiàn)錨段分解后長(zhǎng)錨段起錨（下錨）支柱改為與股道內(nèi)錨段部分同一側(cè),采取"V型天窗"進(jìn)行線(xiàn)索架設(shè),為滿(mǎn)足新分段絕緣器安裝的需要,分解后新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段需加長(zhǎng)并延長(zhǎng)下錨,保證分段絕緣器安裝需要。

如圖3所示,新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段采取延長(zhǎng)下錨的方式,延長(zhǎng)區(qū)段的長(zhǎng)度需滿(mǎn)足線(xiàn)索調(diào)整后分段絕緣器安裝需要（圖中②表示新分段絕緣器接點(diǎn)）,臨時(shí)錨柱可利用岔區(qū)其余錨柱替代。利用"V型天窗"進(jìn)行新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段承力索架設(shè),架設(shè)完成后投入運(yùn)營(yíng),同步拆除分解后既有渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段承力索。利用"V型天窗"進(jìn)行新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段

接觸線(xiàn)架設(shè),架設(shè)完成后投入運(yùn)營(yíng),同步拆除分解后既有渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段接觸線(xiàn),完成該項(xiàng)施工共需要2個(gè)"V型天窗"。

采取"V型天窗"進(jìn)行新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段架設(shè),既有渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段拆除,施工作業(yè)項(xiàng)目單一,線(xiàn)索架設(shè)完成后有較充足的時(shí)間進(jìn)行施工調(diào)整、參數(shù)復(fù)查,確保送電前接觸網(wǎng)參數(shù)滿(mǎn)足行車(chē)要求。"V型天窗"作業(yè),可使接觸網(wǎng)施工作業(yè)具有連續(xù)性,避免出現(xiàn)新線(xiàn)架設(shè)后,既有線(xiàn)索不能及時(shí)拆除,導(dǎo)致接觸網(wǎng)懸掛裝置負(fù)載增大,長(zhǎng)期投運(yùn)影響接觸網(wǎng)狀態(tài),安全隱患大的問(wèn)題。

3.2.5新分段絕緣器安裝位置終端頭制作

新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段承導(dǎo)線(xiàn)更換完成后,將所有定位點(diǎn)承力索、接觸線(xiàn)拉出值調(diào)整就位,避免后期因拉出值調(diào)整造成新分段絕緣器產(chǎn)生位移。測(cè)量已調(diào)整達(dá)標(biāo)道岔處渡線(xiàn)錨段定位點(diǎn)投影點(diǎn)至設(shè)計(jì)新分段絕緣器中心位置投影點(diǎn)的水平距離,結(jié)合分段絕緣器與承力索終端、接觸線(xiàn)接頭線(xiàn)夾連接情況進(jìn)行扣料,進(jìn)行新分段絕緣器接點(diǎn)處終端頭安裝(在距接頭線(xiàn)夾2m處預(yù)制接觸線(xiàn)終端接頭,方便后期"垂直天窗"內(nèi)新分段絕緣器對(duì)接、接觸線(xiàn)斷線(xiàn)）。

新分段絕緣器安裝位置精確測(cè)量:為保證新分段絕緣器安裝位置符合設(shè)計(jì)要求,已架設(shè)長(zhǎng)錨段終端頭制作需考慮引起線(xiàn)索變化的兩個(gè)影響因素:(1）溫度引起的的變化量:(2）新線(xiàn)初伸長(zhǎng)引起的變化量。結(jié)合道岔處渡線(xiàn)錨段定位點(diǎn)投影點(diǎn)至設(shè)計(jì)新分段絕緣器中心位置投影點(diǎn)的水平距離以及引起線(xiàn)索變化的影響因素,對(duì)距離值進(jìn)行修正,從而確定終端頭的準(zhǔn)確位置。

3.2.6新渡線(xiàn)短錨段張力預(yù)制

采用新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段架設(shè)完成后線(xiàn)盤(pán)剩余線(xiàn)索,根據(jù)測(cè)量的新渡線(xiàn)短錨段長(zhǎng)度,選擇開(kāi)闊平整場(chǎng)地按設(shè)計(jì)張力進(jìn)行預(yù)制。預(yù)制過(guò)程中在鏈條葫蘆末端加裝張力測(cè)量?jī)x,保證線(xiàn)索張力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,對(duì)預(yù)制長(zhǎng)度進(jìn)行反復(fù)復(fù)核,在線(xiàn)索上用油漆標(biāo)記出吊弦安裝位置。待分段絕緣器承力索終端頭、接觸線(xiàn)接頭線(xiàn)夾預(yù)制完成后,需與新分段絕緣器連接進(jìn)行試裝,確保準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.2.7新渡線(xiàn)短錨段及新分段絕緣器整體更換

在"垂直天窗"開(kāi)始前,將預(yù)制完成的新渡線(xiàn)短錨段線(xiàn)材轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)擺放就位,檢查現(xiàn)場(chǎng)材料工具準(zhǔn)備情況,避免侵限。"垂直天窗"內(nèi)新渡線(xiàn)短錨段承導(dǎo)線(xiàn)人工架設(shè)進(jìn)行穿線(xiàn)同時(shí),同步拆除與既有渡線(xiàn)短錨段相連的電連接線(xiàn)夾、定位線(xiàn)夾、線(xiàn)岔,然后卸載既有渡線(xiàn)短錨段承導(dǎo)線(xiàn)下錨墜砣,將既有分段絕緣器用大繩拴牢,隨線(xiàn)索慢慢放下,待既有渡線(xiàn)短錨段線(xiàn)索下錨張力全部卸載完成后,分段剪斷既有渡線(xiàn)。

既有渡線(xiàn)承導(dǎo)線(xiàn)卸載張力的同時(shí),同步進(jìn)行新渡線(xiàn)短錨段承導(dǎo)線(xiàn)的穿線(xiàn)、起錨工作。新渡線(xiàn)穿線(xiàn)完成后先與下錨裝置連接進(jìn)行起錨,再利用兩組滑輪組同時(shí)進(jìn)行新分段絕緣器兩端錨段承導(dǎo)線(xiàn)對(duì)接,安裝新分段絕緣器完成。對(duì)接過(guò)程為:將滑輪組一端通過(guò)緊線(xiàn)器連接至新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段承力索終端處線(xiàn)索(接觸線(xiàn)接頭線(xiàn)夾處線(xiàn)索）,另一端通過(guò)緊線(xiàn)器連接至新渡線(xiàn)短錨段承力索終端處線(xiàn)索(接觸線(xiàn)接頭線(xiàn)夾處線(xiàn)索）。緊線(xiàn)過(guò)程中根據(jù)線(xiàn)索弛度情況,同步進(jìn)行新渡線(xiàn)長(zhǎng)錨段延長(zhǎng)區(qū)段下錨墜砣卸載。對(duì)接過(guò)程中嚴(yán)格控制線(xiàn)索穿向,及時(shí)調(diào)整接觸線(xiàn)線(xiàn)面方向,防止出現(xiàn)接觸線(xiàn)扭面。

調(diào)整過(guò)程中接觸網(wǎng)非工作支可安裝E型可調(diào)整體吊弦方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整,新分段絕緣器對(duì)接完成后,立即檢查接觸線(xiàn)線(xiàn)面方向,進(jìn)行新分段絕緣器、線(xiàn)岔調(diào)整,定位器、線(xiàn)岔、吊弦、電連接安裝(圖4）。

圖4渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換

3.2.8懸掛調(diào)整,送電運(yùn)營(yíng)

新分段絕緣器及相鄰線(xiàn)岔調(diào)整達(dá)標(biāo)后,采用接觸網(wǎng)激光測(cè)量?jī)x復(fù)查新分段絕緣器、線(xiàn)岔參數(shù)、線(xiàn)索硬彎、接觸線(xiàn)扭面、電連接安裝等情況。復(fù)查完成后,待人員、機(jī)具撤離至安全地帶,方可拆除臨時(shí)接地線(xiàn),進(jìn)行送電開(kāi)通。

4結(jié)語(yǔ)

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段整體更換施工技術(shù),有效解決了豐沙大線(xiàn)"垂直天窗"數(shù)量少、有效施工時(shí)間短、兌現(xiàn)率低,既有渡線(xiàn)錨段分解安全卡控要點(diǎn)多,渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換施工工藝復(fù)雜、施工難度大、安全隱患多等相關(guān)難題:確保了在"垂直天窗"40min的有效時(shí)間內(nèi)完成渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換,施工過(guò)程中施工作業(yè)影響范圍縮小,渡線(xiàn)更換的施工效率提高,擺脫了該項(xiàng)施工對(duì)較長(zhǎng)"垂直天窗"的完全依賴(lài)性,實(shí)現(xiàn)了接觸網(wǎng)渡線(xiàn)及分段絕緣器整體更換一次達(dá)標(biāo),真正做到了"一個(gè)垂停、一條渡線(xiàn)"。豐沙大線(xiàn)擴(kuò)能改造工程已順利完成標(biāo)段內(nèi)32個(gè)錨段渡線(xiàn)及分段絕緣器更換,所有施工均正點(diǎn)送電開(kāi)通,施工合格率l00%,縮短了整體施工工期,保證了既有電氣化改造施工安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。