既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器整體更換

引言

我國普速鐵路接觸網(wǎng)整體設備壽命周期一般為20～25年,隨著鐵路運能的不斷增長及列車時速的不斷提高,接觸網(wǎng)整體設備的損耗加大,使得部分鐵路接觸設備運行年限提前達到了壽命周期。目前京廣、石太、豐沙大、滬昆等干線、繁忙干線鐵路,均已展開接觸網(wǎng)整體設備更換工作。

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器更換施工涉及鐵路上、下行同時停電,必須利用"垂直天窗"進行施工。該項施工工藝復雜,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)改造施工的重難點工程。

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

我國運行時速≤160km的電氣化鐵路,接觸網(wǎng)上、下行間渡線多數(shù)采用站場站線錨段替代。傳統(tǒng)接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器更換,涉及站場上、下行間渡線錨段架設及分段絕緣器更換,通常采取"垂直天窗"內(nèi)整錨段架設的方式。先進行新承力索架設、新接觸線架設（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,再進行分段絕緣器安裝,同步拆除既有渡線及設備。新承力索、接觸線整錨段架設,既有渡線承力索、接觸線拆除所需"垂直天窗"有效施工時間長,每處渡線及分段絕緣器更換均需利用3個"垂直天窗"才能完成。

2國內(nèi)現(xiàn)狀

因既有電氣化鐵路繁忙干線、干線行車數(shù)量較多,"垂直天窗"需上、下行同時停電,對鐵路運輸影響較大。豐沙大線每月批復"垂直天窗"封鎖時間60min,停電施工時間約為40min,每月每個車站僅批復2個"垂直天窗"。

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

3既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器整體更換施工技術

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段整體更換施工技術,由中國鐵建電氣化局集團豐沙大線擴能改造工程項目部創(chuàng)新并推廣應用。

該施工技術先利用"V型天窗"將既有渡線錨段以該錨段在相鄰兩個道岔間的接觸線非工作支處為分解點進行分解,將新渡線錨段以分段絕緣器中心為分解點進行分解架設。既有渡線錨段、新渡線錨段均分解為兩個獨立錨段。待新渡線錨段分解后長錨段架設、調(diào)整完成后,同步拆除既有錨段分解后長錨段。再利用"垂直天窗"做到既有渡線短錨段承導線張力卸載與新渡線短錨段承導線穿線、起錨同步進行,既有渡線短錨段、既有分段絕緣器拆除與新渡線長/短錨段對接、新分段絕緣器安裝同步完成。新渡線長、短錨段對接后,即可完成新分段絕緣器安裝,全面確保了施工安全質(zhì)量。

該施工技術能夠避免新渡線錨段架設、既有渡線錨段拆除對較長"垂直天窗"的需求:避免在較短"垂直天窗"時間內(nèi)新分段絕緣器安裝與既有分段絕緣器拆除無法同步完成的問題:避免因"垂直天窗"批復時間間隔長,引起新舊線索長期運營,造成接觸網(wǎng)設備長期超負荷運行,影響接觸網(wǎng)設備狀態(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錨段分解下錨一新渡線錨段分解后長度測量一新渡線分解后長錨段架設,既有渡線分解后長錨段拆除一新分段絕緣器安裝位置終端頭制作一新渡線短錨段張力預制一新渡線短錨段及新分段絕緣器整體更換一懸掛調(diào)整,送電運營。

3.2施工方法

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器整體更換施工技術,施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況,合理選擇既有渡線錨段分解點,布置臨時錨柱:新渡線錨段分解架設,既有渡線錨段分解拆除。"V型天窗"進行新渡線分解后長錨段架設,既有渡線分解后長錨段拆除:"垂直天窗"進行新渡線長短錨段對接、分段絕緣器安裝及調(diào)整,同步拆除既有渡線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"對既有道岔定位新腕臂進行安裝,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,線岔的交叉點、道岔定位點拉出值均發(fā)生變化,更換完成后需保證分段絕緣器參數(shù)滿足行車要求。若采用軟橫跨定位,利用"垂直天窗"進行新軟橫跨安裝,將既有岔區(qū)懸掛點倒移至新軟橫跨上,并調(diào)整達標。

3.2.2既有渡線錨段分解下錨

上行、下行間渡線采用站場站線錨段替代時,站線錨段通常需經(jīng)過兩組道岔,分別為:站線與正線間相連接道岔,上、下行正線間相連接道岔。在兩組道岔定位間,站線錨段接觸線抬高,為非工作支。既有渡線錨段示意圖如圖1所示。

利用"V型天窗"先進行既有錨段分解（分解點選擇在既有渡線錨段兩組道岔定位間且該處渡線錨段接觸線抬高并為非工作支,分解點周邊跨距內(nèi)選擇兩個錨柱作為臨時錨柱進行下錨,分解后渡線短錨段需延長一跨下錨,便于分解后既有分段絕緣器調(diào)整）,將既有渡線錨段分解為獨立的長錨段和短錨段,分解后延長區(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。

既有渡線分解后示意圖如圖2所示,分解后既有渡線長錨段臨時下錨采取全補償下錨方式,既有渡線短錨段臨時下錨采取無補償下錨方式（分解后短錨段長度約200m）。

既有渡線錨段分解過程中弛度控制:利用"V型天窗"進行分解時,因分解后既有渡線錨段線索長度、重量、下錨位置均發(fā)生變化,線索分解后下錨過程中,需觀察道岔定位柱定位器受力情況,并隨時觀察和測量分段絕緣器參數(shù)、垂直投影點位置。

若因分解過程中線索長度縮短、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、相關參數(shù)發(fā)生變化,通過接觸網(wǎng)激光測距儀配合控制分解點終端頭制作位置:調(diào)整分解后既有渡線短錨段下錨補償墜砣數(shù)量改變線索張力:調(diào)整無補償側(cè)接觸網(wǎng)延長下錨非支拉出值控制線索轉(zhuǎn)角分力,保證分解后渡線短錨段既有承力索弛度將維持既有狀態(tài),避免分解過程中道岔定位柱導高、拉出值、分段絕緣器參數(shù)發(fā)生變化。

3.2.3新渡線錨段分解后長度測量

新渡線以設計分段絕緣器安裝位置為中心進行分解,將待架設新渡線分解為對應的長錨段和短錨段。需測量新渡線短錨段長度,測量過程中,按照線索走向進行模擬,先利用接觸網(wǎng)激光測量儀標示出設計分段絕緣器中心拉出值投影點、既有道岔定位點拉出值投影點、下錨錨柱中心點,再利用50m纖維卷尺進行分段長度測量。測量總長需扣除補償裝置總長、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夾處長度（接觸線部分）,同時考慮新渡線線索延伸和錨柱向拉線側(cè)傾斜值對新渡線短錨段長度產(chǎn)生的影響。

3.2.4新渡線分解后長錨段架設,既有渡線分解后長錨段拆除

新渡線錨段分解后長錨段起錨（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"進行線索架設,為滿足新分段絕緣器安裝的需要,分解后新渡線長錨段需加長并延長下錨,保證分段絕緣器安裝需要。

如圖3所示,新渡線長錨段采取延長下錨的方式,延長區(qū)段的長度需滿足線索調(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）,臨時錨柱可利用岔區(qū)其余錨柱替代。利用"V型天窗"進行新渡線長錨段承力索架設,架設完成后投入運營,同步拆除分解后既有渡線長錨段承力索。利用"V型天窗"進行新渡線長錨段

接觸線架設,架設完成后投入運營,同步拆除分解后既有渡線長錨段接觸線,完成該項施工共需要2個"V型天窗"。

采取"V型天窗"進行新渡線長錨段架設,既有渡線長錨段拆除,施工作業(yè)項目單一,線索架設完成后有較充足的時間進行施工調(diào)整、參數(shù)復查,確保送電前接觸網(wǎng)參數(shù)滿足行車要求。"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)新線架設后,既有線索不能及時拆除,導致接觸網(wǎng)懸掛裝置負載增大,長期投運影響接觸網(wǎng)狀態(tài),安全隱患大的問題。

3.2.5新分段絕緣器安裝位置終端頭制作

新渡線長錨段承導線更換完成后,將所有定位點承力索、接觸線拉出值調(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。測量已調(diào)整達標道岔處渡線錨段定位點投影點至設計新分段絕緣器中心位置投影點的水平距離,結(jié)合分段絕緣器與承力索終端、接觸線接頭線夾連接情況進行扣料,進行新分段絕緣器接點處終端頭安裝(在距接頭線夾2m處預制接觸線終端接頭,方便后期"垂直天窗"內(nèi)新分段絕緣器對接、接觸線斷線）。

新分段絕緣器安裝位置精確測量:為保證新分段絕緣器安裝位置符合設計要求,已架設長錨段終端頭制作需考慮引起線索變化的兩個影響因素:(1）溫度引起的的變化量:(2）新線初伸長引起的變化量。結(jié)合道岔處渡線錨段定位點投影點至設計新分段絕緣器中心位置投影點的水平距離以及引起線索變化的影響因素,對距離值進行修正,從而確定終端頭的準確位置。

3.2.6新渡線短錨段張力預制

采用新渡線長錨段架設完成后線盤剩余線索,根據(jù)測量的新渡線短錨段長度,選擇開闊平整場地按設計張力進行預制。預制過程中在鏈條葫蘆末端加裝張力測量儀,保證線索張力滿足設計要求,對預制長度進行反復復核,在線索上用油漆標記出吊弦安裝位置。待分段絕緣器承力索終端頭、接觸線接頭線夾預制完成后,需與新分段絕緣器連接進行試裝,確保準確無誤。

3.2.7新渡線短錨段及新分段絕緣器整體更換

在"垂直天窗"開始前,將預制完成的新渡線短錨段線材轉(zhuǎn)運至施工現(xiàn)場擺放就位,檢查現(xiàn)場材料工具準備情況,避免侵限。"垂直天窗"內(nèi)新渡線短錨段承導線人工架設進行穿線同時,同步拆除與既有渡線短錨段相連的電連接線夾、定位線夾、線岔,然后卸載既有渡線短錨段承導線下錨墜砣,將既有分段絕緣器用大繩拴牢,隨線索慢慢放下,待既有渡線短錨段線索下錨張力全部卸載完成后,分段剪斷既有渡線。

既有渡線承導線卸載張力的同時,同步進行新渡線短錨段承導線的穿線、起錨工作。新渡線穿線完成后先與下錨裝置連接進行起錨,再利用兩組滑輪組同時進行新分段絕緣器兩端錨段承導線對接,安裝新分段絕緣器完成。對接過程為:將滑輪組一端通過緊線器連接至新渡線長錨段承力索終端處線索(接觸線接頭線夾處線索）,另一端通過緊線器連接至新渡線短錨段承力索終端處線索(接觸線接頭線夾處線索）。緊線過程中根據(jù)線索弛度情況,同步進行新渡線長錨段延長區(qū)段下錨墜砣卸載。對接過程中嚴格控制線索穿向,及時調(diào)整接觸線線面方向,防止出現(xiàn)接觸線扭面。

調(diào)整過程中接觸網(wǎng)非工作支可安裝E型可調(diào)整體吊弦方便現(xiàn)場調(diào)整,新分段絕緣器對接完成后,立即檢查接觸線線面方向,進行新分段絕緣器、線岔調(diào)整,定位器、線岔、吊弦、電連接安裝(圖4）。

圖4渡線及分段絕緣器整體更換

3.2.8懸掛調(diào)整,送電運營

新分段絕緣器及相鄰線岔調(diào)整達標后,采用接觸網(wǎng)激光測量儀復查新分段絕緣器、線岔參數(shù)、線索硬彎、接觸線扭面、電連接安裝等情況。復查完成后,待人員、機具撤離至安全地帶,方可拆除臨時接地線,進行送電開通。

4結(jié)語

既有電氣化鐵路接觸網(wǎng)渡線及分段整體更換施工技術,有效解決了豐沙大線"垂直天窗"數(shù)量少、有效施工時間短、兌現(xiàn)率低,既有渡線錨段分解安全卡控要點多,渡線及分段絕緣器整體更換施工工藝復雜、施工難度大、安全隱患多等相關難題:確保了在"垂直天窗"40min的有效時間內(nèi)完成渡線及分段絕緣器整體更換,施工過程中施工作業(yè)影響范圍縮小,渡線更換的施工效率提高,擺脫了該項施工對較長"垂直天窗"的完全依賴性,實現(xiàn)了接觸網(wǎng)渡線及分段絕緣器整體更換一次達標,真正做到了"一個垂停、一條渡線"。豐沙大線擴能改造工程已順利完成標段內(nèi)32個錨段渡線及分段絕緣器更換,所有施工均正點送電開通,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)的順利進行。