・电力／电气化・ 全补偿简单直链型悬挂接触网整体 吊弦的精确安装研究 邓长安 （广东珠三角城际轨道交通有限公司，广州５１０３０８） 摘 要：为提高接触网整体吊弦的安装精度，以全补偿简单直链型悬挂接触网为例，结合施工现场实际情况，分析 如何减小整体吊弦在测量、计算、预制、安装过程中各个环节的误差，从而提高最终的整体安装精度，确保整体吊弦 能精确的、一次性安装到位。整体吊弦的精确安装，提高了接触网的安装质量和运行性能，对改善“弓网”关系起到 了重要的作用。 关键词：电气化铁道；接触网；整体吊弦；安装；精度 中图分类号：Ｕ２２５．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—２９５４（２０１３）０２—０１０１—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｒｏｐｐｅｒｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｓｉｍｐｌｅ Ｃａｔｅｎａｒｙ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｌｉｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ ＤＥＮＧ Ｃｈａｎｇ—ａｎ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｅａｒｌ Ｒｉｖｅｒ Ｄｅｌｔａ Ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３０８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｏｐｐｅｒｓ ｉｎ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｏｎｔａｃｔ ｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ （ＯＣＳ），ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ—ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｓｉｍｐｌｅ ｃａｔｅｎａｒｙ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎ ＯＣＳ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｌｉｎｋ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ，ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ，ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｏｐｐｅｒ ｅｔｃ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｏｐｐｅｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｏｎｅ—ｔｉｍｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｉｎ ｐｌａｃｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｏｐｐｅｒｓ ｗｉｌｌ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＯＣＳ，ａｎｄ ｗｉｌｌ ｐｌａｙ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｎｔｏｇｒａｐｈ—ｃａｔｅｎａｒｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｏｎｔａｃｔ ｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｏｐｐｅｒｓ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ；ａｃｃｕｒａｃｙ １ 概述 接触网为例，结合现场实际情况，分析了如何消除和减 小整体吊弦测量、计算、制作、安装环节中的误差，以提 电气化铁路接触网直接与电力机车受电弓相接 触，良好的“弓网”关系将提高受电弓的取流质量，是 机车高速运行的重要保障。随着我国接触网设备制造 高最终的整体安装精度，确保整体吊弦能一次性、精确 的安装到位。 ２计算数据测量 技术水平的不断提高，早期的环节吊弦由于易损害、导 流性能不好等原因，正逐渐被采用压接工艺制作，具有 接续可靠，机械强度高，耐腐蚀性强，有良好的导电性 能等优点的整体吊弦所取代。作为接触网的一个重要 组成部分，整体吊弦准确安装到位，不但能提高接触网 整体性能和质量，改善“弓网”关系，而且还能减少重 整体吊弦的计算数据包括现场测量数据和依据设 计文件、相关技术资料而收集确定的数据。计算数据 采集是否准确直接影响到整体吊弦计算精度，因此对 采集的每一项数据都要保证误差最小，精度最高。 ２．１ 测量要求 复调整工作量，提高工作效率，缩短施工占用线路的时 间，增加铁路运输能力。现以全补偿简单直链型悬挂 收稿日期：２０１２—０６～２１；修回日期：２０１２—０７—０８ 作者简介：邓长安（１９７８一），男，工程师，２００３年毕业于西南交通大学 电气工程及自动化专业，Ｅ．ｍａｉｌ：ｄｃｈａｎ００１＠１６３．ｃｏｍ。 整体吊弦的计算数据采集前，铁路线路不再进行起 道和拨道，达到稳定条件，接触网安装的设备已调整到 位，支柱不再下沉和倾斜，腕臂支持装置垂直线路中心。 对于测量数据，应采用经检验合格的，测量精度高 的专业仪器测量。如悬挂点处的轨距和曲线超高，应 １０１ 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０２） ・电力／电气化・ 邓长安一令补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究 （２）计算承力索对线路中心的偏移距离。 。 ａ ｃ＝ 一 ＝ 一 采用工务专用道尺测量；承力索距轨面的高度及到两 钢轨内缘的距离应采用多功能激光接触网检测仪测 量；跨距应采用全站仪测量；吊弦安装位置距起始悬挂 点的距离及吊弦间距测量应采用吊弦间距测量仪或钢 （２） 式中 ｎ ——承力索对线路中心的偏移距离，ｍｍ； 日——尺测量 ；承力索及接触线的张力应测量实际张力， 采用下锚张力测量仪测量或采用电子称分别测量坠 ． 承力索对轨面的垂直距离，ｍｍ。 ｈ＝Ｈ 一Ｈ （３） （３）计算悬挂点处接触网的结构高度ｈ。 陀、坠陀杆、补偿绳等补偿器件的重量后累加计算得 到；集中荷载大小应采用电子称测量计算得到。 式中 ——悬挂点的结构高度，ｍｍ； 日——接触网的设计导高，ｍｍ。 对于需收集确定的数据，应根据设计文件、材料设 备等的技术资料确定。如线路平面曲线半径、竖曲线 半径的大小及方向应根据线路设计资料得到；承力索、 接触导线、整体吊弦的单位长度自重，接触线的线密度 等应根据生产厂家提供的线材技术参数确定或按照实 际质量进行推算得到。 凡是距离大小方面的测量数据，应精确到ｆｉｌｍ；凡 是质量大小方面的测量数据，应精确到ｇ。 ２．２原始数据测量 如图１所示，依次测量每个锚段内各支柱悬挂点 处承力索距离２条钢轨内沿的距离 和己 ，轨距Ｌ 和曲线超高ｈ ，并依次记录下测量数据。 ｎ接触网的之字值或拉出值，ｍｉｌｌ。 图１ 接触网整体吊弦计算数据测量示意 ２．３原始数据处理 根据测量数据，按照下述公式，依次计算接触网每 个悬挂点的Ｈ ａ 和ｈ，并记录备用。 （１）利用海伦公式，计算承力索对轨面的垂直距 离 ＝ ２×￣／Ｐ×（Ｐ—Ｌ ）Ｘ（Ｐ一 ）×（Ｐ—Ｌ轨） 轨 其中： Ｐ：了１×（ Ａ＋ Ｂ＋ 轨） （１） 式中 、 —～悬挂点处承力索中心分别距２根钢 轨内缘的距离，ｍｌＴｌ； 轨——悬挂点处的轨距，ＩｎｌＴｌ。 １０２ ３整体吊弦长度计算 在现场施工时，由于接触网并不是理想状态下的 等高悬挂状态，实际上整体吊弦的长度除了受到各个 悬挂点不等高的影响外，还与跨距大小、吊弦的安装位 置、集中荷载大小与位置、线路曲线以及锚段关节设置 等多种因素有关。在计算整体吊弦长度时，应考虑上 述各个因素的影响，对等高悬挂状态下的整体吊弦计 算公式加以修正，减小误差，使整体吊弦的长度计算得 更精确，更加符合接触网的实际安装情况，确保接触导 线与轨面的距离始终保持相等。 ３．１ 等高悬挂整体吊弦长度计算公式 当接触网位于无竖曲线设置的直线区段上，且相 邻悬挂点等高时，整体吊弦长度为Ｄ Ｄ ＝ 。一１０００×曼— — （４） 式中 Ｄ ——等高悬挂时吊弦长度计算值，ｍｍ； ｈ ～一悬挂点１处结构高度，ｌＴｌｍ。 ｇ——单位悬挂自重，ｋＮ／ｍ； ｇ ｇ ＋ｇｊ＋ｇｄ。 其中，ｇ 为承力索单位自重，ｋＮ／ｍ；ｇｉ为接触导 线单位自重，ｋＮ／ｍ；ｇ 为吊弦分摊到单位水平距离上 的自重，ｋＮ／ｍ； ——计算点距悬挂点的距离，ＩＴＩ； ￡——跨距，ＩＩ１； ——平均温度时承力索的张力大小，ｋＮ。 等高悬挂整体吊弦的计算 如图２所示。 计算方向 ／ ＼ ＼ ／ ＼ 《 Ｄ． Ｄ ＪＩ ＩＩＤ Ｄ６ 卜 １ 图２等高悬挂整体吊弦长度计算示意 ３．２整体吊弦长度计算修正公式（图３） （１）如图３所示，当相邻悬挂点不等高悬挂时，整 体吊弦长度应增加一个ｈ 值 。 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０２） 邓长安一全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究 ＩＴ异力ｌ口＇ ｅ Ｌ２ ２ ２ ４ 三２ Ｐ悬挂 县村；占／ Ｉ ＼ 、 ＼ 【 ／ ＼ 。’一 避 Ｄｌ Ｄ２ Ｄ３ Ｄ４ Ｄ５ ｉＤ ． １图３ 不等高悬挂及有集中荷载整体吊弦长度计算示意 凡＆ —— 一： （５）） 式中 ，——悬挂点２处结构高度，ｍｍ。 （２）如图３所示，当有集中荷载时，整体吊弦长度 应减去一个ｈ 值 。 此处所指的集中荷载，是指接触悬挂中的绝缘分 段、线岔、电连接等集中负荷。 当ｅ≤Ｘ≤Ｙ时， ｈ ＝ ｖ —————— ——了————一 （６）０ 当Ｙ＜Ｘ≤Ｌ—ｅ时， ｖ —————— ——了————一 （７）Ｌ／ 式中 集中荷载，集中荷重应包括两端的连接 件，ｋＮ； 卜集中荷载作用点距吊弦计算原点的距 离，ｍ。 （３）当线路有平面曲线时，因为外轨超高而引起 的整体吊弦长度应增加一个ｈ 值 。 二 × ｈ＝ × 轨＋Ｔ ｃ２ Ｒ × × Ｌ 妯 （８）、 式中 ——平均温度时接触线的张力，ｋＮ； ——曲线处的外轨超高，ｍｍ； ——线路平面曲线半径，ｍ。 （４）当线路有竖曲线时，整体吊弦长度应增加一 个 值。 ｒｏ 芝— ×（ —ｅ）×（ 一Ｘ—ｅ） ０００ （９） 式中 Ｒ ——线路竖曲线半径，“一”为正（即圆心在 上），“一”为负（即圆心在下），ｍ； ｅ——第一根吊弦距悬挂点的距离，ｍ。 （５）如图４所示，绝缘关节、非绝缘锚段关节转换 跨整体吊弦长度的修正计算 。 （１０） 式中 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０２） ・电力／电气化・ 计算方向 悬挂点２ 图４ 绝缘、非绝缘锚段关节转换跨整体吊弦的计算示意 Ｆ——控制点ｉ处接触线抬高值，ｍｍ； ——，控制点Ｊ距悬挂点２的距离，ｍ； Ｇ——，接触线的线密度，Ｎ／ｍ。 ３．３整体吊弦长度计算公式 综上所述，当考虑各种影响因素时，全补偿简单直 链型悬挂整体吊弦的长度计算公式如下 Ｃ ＝Ｄ 一ｈ ＋＾＆＋ｈ ＋ｈｌｏ一 （１ １） 式中ｃ ——所求整体吊弦长度，ｍｍ。 利用式（１１）进行接触网整体吊弦的长度ｃ 的计 算时，应根据现场的具体情况选用ｈ 、ｈ 、ｈ 、ｈ 等 修正公式，如当接触网位于直线竖曲线区段、不等高悬 挂、有集中荷载、无圆曲线、无绝缘和非绝缘锚段关节 时，其整体吊弦的计算公式为 Ｃ ＝Ｄ 一ｈ ＋ｈ＆＋ｈｒ０ （１２） ４整体吊弦预配 （１）整体吊弦下料、测量、制作应由专业预配小组 负责，使用专用压接钳、力矩扳手等工具，采用成熟的 工艺方法，在工厂内的预配平台上制作。 （２）整体吊弦制作前应对吊弦线进行张力预拉。 （３）整体吊弦预制时，其长度要精确到ｍｍ，误差 不得超过±１．５ ｍｍ。。 。 （４）整体吊弦制作完成后，应按站场／区间、锚段 号、支柱跨号及吊弦顺序等做好标识 ，沿计算方向 依次对应安装。 ５整体吊弦安装 （１）对于新建接触网，在整体吊弦安装前，应对承 力索和接触导线进行超拉，以克服新线蠕变而引起吊 弦偏离正常位置。 （２）整体吊弦安装位置应从悬挂点沿导线向跨中 测量得到，其偏差应在跨中调整，各吊弦安装位置偏差 不得超过＋５０ ｍｍ¨ 。 （３）整体吊弦安装应在平均气温下进行，顺线路 方向应垂直安装 ，承力索吊弦线夹与接触线吊弦线 夹在垂直方向的相对允许偏差＋２０ ｍｍ。 （４）整体吊弦应采用接触网作业车或梯车进行安 装，安装时采用力矩扳手安装，安装过程中不得踩踏接 触网线…，也不得给导线施加外力。 １０３ 电力／电气化・ ・邓长安一全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究 于缩短了施工占用线路的时间，可以开行更多的列车， （５）全补偿简单直链型悬挂接触网的承力索和接 触线布置在同一垂直面，否则应按照整体吊弦半斜链 型、斜链型悬挂处理，对长度再进行修正计算。 ６ 结论 因此能提高铁路的运输能力，取得更大的经济效益；此 外，整体吊弦的一次性的精确安装到位，还能提高接触 网的整体运行性能，保证“弓网”之间的良好关系，减 少运行事故，提高列车运行速度。 参考文献： ［１］ 铁道部经济规划研究院．ＴＢ１０２０８－－２００８客货共线铁路电力牵 对于全补偿简单直链型悬挂接触网，影响整体吊 弦安装精度的因素很多，只有结合现场实际情况，对这 些因素进行全面、细致、深入地分析，并逐一加以克服， 或尽量减小每个施工环节中产生的误差，提高每个安 引供电工程施工技术指南［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００８ ［２］ 于万聚．高速电气化铁路接触网［Ｍ］．成都：西南交通大学出版 社．２００３：２０—２２． 装环节的准确性，才能提高最终的整体安装精度，确保 整体吊弦一次性的、准确安装到位，使之符合设计和验 收标准的相关规定。在焦柳洛张段电气化改造工程、 ［３］徐金平．接触网施工计算软件编制及应用［Ｄ］．成都：西南交通大 学电气：￡程学院，２００７：１３． ［４］ 铁道第四勘察设计院．改建铁路沪汉蓉通道武汉至老河口增建二 线工程施工图［Ｚ］武汉：铁道第四勘察设计院，２００６． 改建铁路沪汉蓉通道增建第二线武襄段工程的建设 中，按照上述方法计算和制作的整体吊弦，均能一次性 安装到位，经检查合格率在９８％以上。 提高整体吊弦的安装精度，具有重大的意义。对 于施工单位来讲，整体吊弦一次性的、准确安装到位， 既减少了由于测量、计算等不准确而造成的吊弦材料 浪费，又避免对接触悬挂反复进行调整，提高了＿丁作效 率，因此能大大节约施工成本；对于铁路运营单位，由 ●●● ［５］ 刘正大．简单链型悬挂接触网整体吊弦计算［Ｊ］．铁道建设， ２００４（３）：５４—５５ ［６］ 卫明博．高速电气化铁路接触网施工技术研究一整体吊弦技术 ［Ｊ］科技资讯，２００９（３６）：２２ ［７］ 周巍．高速铁路接触网整体吊弦施工技术探讨［Ｊ］．电气化铁道， ２００６（５）：３７ ［８］ 中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０４２１—２００３铁路电力牵引供电工 程慈工质量验收标准［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００４． （上接第１００页） ４ 沉降具有很大优势，核心土的留设对隧道控制沉降具 有重大意义。 吕０ 赢一４ 避一８ 运一ｌ２ （４）地下工程施工风险具有不可预测性，基于施 工现状（上半断面开挖完成未留设核心土），下半断面 开挖施工风险较大，必须做好应急动态处理开挖方案， 车站拱顶下沉监测 图１４车站水平 净空收敛监测 ｌ６ 图１ ３以确保施工安全。 （５）通过易于操作的有限元分析，掌握车站洞室 在开挖过程中引起的地层变形，通过监控量测及实践 ７ 结论 证明，有限元计算的结果对隧道施工具有一定的参考 价值，为保证隧道施工安全和工程质量起到重要作用。 参考文献： ［１］ 中华人民共和国建设部．ＧＢ５０５ｌ７—２Ｏ０３地铁设计规范［Ｓ］北 京：中国汁划出版社，２００３． 以重庆某地铁暗挖车站设计为背景，结合具体工 程实例，得出结论如下。 （１）岩质地层暗挖车站建议采用双侧壁导坑法进 行施工，此工法成功范例较多，施工中需严格按照双侧 ［２］ 中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０００３－－２００５铁路隧道设计规范 ［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００５． ［３ｊ 中华人民共和国铁道部ＴＢＩＯ１０８－－２００２ Ｊｌ５９ ２００２铁路隧道 喷锚构筑法技术规范［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００２． 壁导坑法工序进行，不得任意省略；在实际施工中，暗 挖车站上半断面开挖完成并未留设核心土（已等效为 “上下台阶法”施工），施工安全难以保证需提出补救 ［４］ 中华人民共和国铁道部．ＴＢｌ０２０４－－２００２ Ｊ１６３－－２００２铁路隧道 施工规范［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００２． ［５］ 关宝树．隧道工程设计要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３． ［６］关宝树．隧道工程施工要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３． 处理方案的情况下，类似地层采用文章所述的方案施 工单拱大跨暗挖车站下半断面是安全可行的。 （２）车站上半断面开挖支护完成后，为降低施工 风险可采取墙柱支护体系对上半断面进行加强；同时， 下半断面开挖时，下部核心土设置对拉锚杆并进行张 ［７］ 施仲衡．地下铁道设计与施工［Ｍ］．西安：陕西科技出版社，２００６． ［８］ 徐振，任志亮浅埋暗挖单拱大跨结构在地铁车站的应用［Ｊ］．铁 道标准设计，２０１１（１０）：９３—９５． ［９ｊ 刘钊，佘才高，周振强．地铁工程设计与施工［Ｍ］北京：人民交通 出版社，２００４． 拉，可有效增强下部核心土的承载力。 （３）根据有限元计算结果，双侧壁导坑法相比上 半断面开挖完成＋墙柱支护体系的方法，对控制拱顶 １０４ ［１０］王毅才隧道工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００２． 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１３（０２）