低净空钢桁梁桥处接触悬挂特殊设计研究

摘要：既有铁路电气化改造工程设计中会遇到各类低净空的钢桁梁桥，针对不同的桥梁形式需因地制宜地采用不同处理方案。大莱龙铁路电气化改造项目中通过对不同方案进行对比分析，确定了低净空钢桁梁桥下接触悬挂的通过方案，满足二级超限货物列车通行的基本限界、装载要求，为以后类似既有线电气化改造接触悬挂设计提供方案借鉴。关键词：电气化改造；钢桁梁桥；接触网；低净空Abstract:Designofrailwayelectrificationreconstructionengineeringwillinevitablyencountervariouslowclearancesteeltrussbridges,andthecorrespondingschemesshouldbemadeaccordinglyforsteeltrussbridgesofdifferenttypes.TheschemehasbeenfinalizedforcontactsuspensionpassingthroughthesteeltrussbridgewithlowclearanceforDalailongrailwayelectrificationreconstructionproject,onthebasisofthecomparisonandanalysisofthedifferentschemes,meetstherequirementsoffundamentalconstructiongaugeforpassingthroughofout-of-gaugefreighttrainofsecondgradeanditsrequirementsofloading,providingreferencesfordesignofsimilarcontactsuspensionofelectrificationreconstructionofexistingrailwaylinesinthefuture.Keywords:Electrificationreconstruction;steeltrussbridge;OCS;lowclearance中图分类号：U225.2文献标识码：B文章编号：1007-936X(2019)04-0020-020引言

既有铁路电气化改造工程设计中会遇到不同1接触网接触悬挂净空要求

根据《铁路电力牵引供电设计规范》（TB类型的跨线建筑物，如公跨铁立交桥、钢桁梁桥、隧道口桥、上跨天桥、各类管道等，这些跨线建筑物决定能否实现接触网平滑布置，并限制列车的装载高度和运行速度。所以，合理化处理接触悬挂安全可靠地通过跨线建筑物是电气化改造工程的关键设计点之一。大莱龙铁路线路总长为166.72km，采用带回流线的直接供电方式，正线及站线接触网悬挂类型均为全补偿简单直链形，一般情况正线、站线均采用可调式铜合金整体吊弦；与正线相关的道岔需安装交叉吊弦（交叉吊弦采用滑动吊弦），站线道岔不需安装交叉吊弦。大莱龙铁路所经路段共有27处跨线建筑物，其中2处跨线建筑物下可以正常安全通过接触悬挂，22处跨线建筑物下可以采用降低接触线的悬挂高度和减少接触悬挂结构高度相结合的方式安全通过接触悬挂，另外3处既有下承式钢桁梁桥处的接触悬挂因受现状约束需进行特殊设计。本文对此3处钢桁梁桥处的不同接触悬挂通过方案进行研究。作者简介：潘家兴.中铁工程设计咨询集团有限公司济南院，助理工程师。10009-2016）的规定，接触线距轨面高度不应大于6500mm，站场和区间范围内接触线悬挂点距离轨顶面的高度不应小于5700mm，遇到跨线建筑物等困难环境时不应小于5650mm，最高运营速度≤160km/h的接触悬挂间吊弦长度不小于400mm（跨线建筑物下的吊弦长度可以酌情减少）。图1为接触悬挂在跨线建筑物下的通过示意图[1]。图1接触悬挂在跨线建筑物下通过示意图（单位：mm）图中C2为最短吊弦，H2为接触悬挂25kV带电线索距离跨线建筑底的安全间隙（一般不小于500mm，特殊环境不应小于300mm），H0为悬挂点处接触线相对于轨顶的一般高度，H1为悬挂点处承力索相对轨顶的一般高度。2接触悬挂通过跨线建筑物方案分析

图2所示为大莱龙铁路辛沙路1号中桥（32020低净空钢桁梁桥处接触悬挂特殊设计研究潘家兴接触网省道）（K333+475.92），辛沙路2号中桥（K357+514.26），218省道中桥（K412+805.17）3处下承式钢桁梁桥，桥门架下横梁净空分别为6.11、6.08、6.086m，不满足“V≤160km/h客货共线铁路建筑限界”中电气化轨道区段中跨线建筑物基本建筑限界的要求。下文将对几种通过方案进行对比分析。图2既有3处钢桁梁桥现状2.1线路落道方案通过线路落道实现接触网悬挂，根据《铁路路基设计规范》（TB10001-2016）的规定，降低轨面高程需挖切道床时，个别地点道床的厚度可相对规定标准减小5cm，但道床的厚度整体不应小于25cm。所以，不宜通过挖切路基的方法降低轨顶高度，仅在特殊地段并经管理单位允许后方可采用。落道后需要进行线路坡度调整，轨顶标高需进行限行过渡。根据现场调查和实际测量，既有3处钢桁梁桥处的道床厚度已不满足设计规范要求，且由于落道线路长及两侧有梁桥连接限制，工程投资较大，方案实施对既有线运输影响较大，不宜采用。2.2改造既有桥方案参考其他相似工程经验，京九线的泺口黄河特大桥（钢桁梁桥）上接触悬挂安装方式：线索在与钢桁梁桥接近处增设绝缘钢绞线防护和铠装护线条，钢梁桥增设绝缘垫。该方式的接触悬挂对钢桁梁桥的绝缘距离较小，在不良天气时容易发生放电跳闸等安全事故，不利于运营安全。2.3刚性悬挂方案架空式刚性悬挂安装形式较为简单，所需净空距离较低，日常维管内容较少。架空式刚性悬挂点间距一般不大于12m，通常采用垂直悬吊方式或水平腕臂方式安装悬挂固定，刚性悬挂基本结构为刚度适应的汇流排加单根接触线。目前已有采用架空式刚性接触悬挂的成功案例，所选材质一般为硬质铝合金，相对柔性接触悬挂的调整性较小，如果施工出现微小的错误偏差，极可能导致整条刚性悬挂不可使用，并在接触悬挂进行刚柔过渡时容易形成弓网接触硬点，导致打弓。本线钢桁梁桥不具备在底板植化学锚栓的条件，且钢梁桥施工年代较早，产权部门不同意在桥上钻孔，即使采用刚性悬挂，也只能满足货物装载高度5000mm，另外该特殊结构对以后维护管理不便。2.4承力索加装绝缘，接触线维持带电通过方案通过对不同方案的对比分析，本线设计3处钢桁梁桥处接触网采用降低导高及结构高度，接触线与承力索采用分别通过下承式钢桁梁桥门架方式，承力索通过位于钢桁梁桥门架横梁的上部空间，接触线通过位于钢桁梁桥门架横梁的下部空间。受桥门架既有空间限制，桥门架大小里程处承力索分别加设绝缘子，桥门架两侧承力索不带电，同时设置架空供电线连接承力索，确保不减小列车通行所需载流量。低净空跨线桥两侧增设避雷器。该方案的实施采取降低跨线建筑物两侧悬挂点的悬挂高度以及相对应位置处的结构高度的措施，在确保接触悬挂点对轨顶的高度及接触悬挂间的安全绝缘间隙的前提下，跨线建筑物两侧的承力索采用复合绝缘子实现断电通过，但保证跨线建筑物下接触线能够带电通过；跨线建筑物两侧绝缘子安装位置需考虑不同温度变化时的变动。该方式与正常链形悬挂相比，所需跨线建筑物下的安全空间较小。该方案具体安装形式如图3所示。图3承力索加装绝缘、接触线维持带电通过示意图3跨线建筑物下接触网防护

为加强接触网设备管理，提高设备运行可靠性，根据相关规定、规范，对新建、改建工程接触网设备需进行防护[2

，3]

。根据中国铁路总公司《关于做好特殊处所接触网线索防护的通知》（2015年9月28日）的相关要求，（下转第24页）21