謝新民,邵 青
(1.中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司,北京 100038;2.中鐵十六局集團(tuán)有限公司,北京 100018)
電氣化鐵路區(qū)間路基上有一根根“┃”字形的接觸網(wǎng)支柱,每根支柱的頂端由接觸網(wǎng)的支持裝置固定著接觸懸掛[1-3],接觸懸掛上有沿鐵軌方向延伸的承力索和接觸線,給電力機(jī)車(chē)取流獲得動(dòng)力在鋼軌上滑行創(chuàng)造了條件。
當(dāng)上述已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的山區(qū)鐵路屢遭塌方侵害斷道的地段,為抵御再遭侵襲就需要增建明洞。當(dāng)明洞長(zhǎng)度大于接觸網(wǎng)支柱的間距時(shí),就必然會(huì)出現(xiàn)既有接觸網(wǎng)支柱占據(jù)了明洞位置的現(xiàn)象,渝懷鐵路營(yíng)業(yè)線增建的長(zhǎng)82 m“拜幺坡明洞”就遇到上述情形,見(jiàn)圖1。這就需要先拆既有支柱,再建明洞。本應(yīng)將既有支柱上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到明洞拱壁上的接觸網(wǎng)支架上,可是既有支柱不拆除,該位置的明洞就不能建造,因此拱壁支架也就無(wú)從談起,所以兩者之間存在著矛盾。
解決矛盾的方法是為接觸懸掛過(guò)渡安置,使明洞施工和鐵路運(yùn)營(yíng)兩不誤。
包括從既有接觸網(wǎng)支柱上將接觸懸掛轉(zhuǎn)移到過(guò)渡裝置上,再?gòu)倪^(guò)渡裝置上轉(zhuǎn)移到拱壁支架上,按圖2步驟進(jìn)行,詳述如下:
1)首先,建造既有接觸網(wǎng)支柱最近的那一節(jié)明洞基礎(chǔ)、邊墻、側(cè)溝、蓋板。由于明洞在邊墻混凝土澆筑之前必須立模板,為了固定模板需要在邊墻內(nèi)布設(shè)拉桿插入孔,則故意將其中的4根拉桿插入孔按圖3所示的位置相向布設(shè)。
圖1 電氣化鐵路增建明洞的工況
圖2 電氣化鐵路增建明洞接觸網(wǎng)過(guò)渡工序流程
2)嚴(yán)格按照計(jì)算好的長(zhǎng)度下料,預(yù)加工一個(gè)由無(wú)縫鋼管制成的如圖3所示的“拱門(mén)”形支架。其中的橫桿是由2根短管對(duì)接而成的,但此時(shí)暫時(shí)不讓2根短管對(duì)接,而是將1根立桿、1根斜撐、1根短管焊接成圖3的左半邊,即“左半邊門(mén)”;再將另外同樣的3根桿件焊接成圖3的“右半邊門(mén)”;并且,在每根立桿與斜撐的連接處內(nèi)側(cè)焊上肋板。另外,在立桿的管壁內(nèi)鉆橫向貫穿孔,讓貫穿孔的位置與邊墻內(nèi)的拉桿插入孔位置相對(duì)應(yīng);而且,在每根短管上各鉆2個(gè)貫穿孔,備夾板2塊,帶帽螺栓4根。
圖3 “拱門(mén)”形支架使用狀態(tài)
3)當(dāng)明洞邊墻形成后,臨時(shí)封鎖線路并接觸網(wǎng)停電,在接觸線的左、右側(cè),同時(shí)立起前述的“左半邊門(mén)”和“右半邊門(mén)”,讓各自的短管探高到承力索的上方對(duì)接,使用圖4所示的夾板、螺栓、螺帽,將2根短管連成圖3所示的橫桿,這就將兩對(duì)稱的半邊門(mén)組成了圖3所示的完整的“拱門(mén)”形鋼管支架了。再讓立桿的桿底落在明洞側(cè)溝蓋板頂面,桿身貼靠明洞邊墻,往管壁的貫穿孔內(nèi)插入拉桿伸出邊墻外壁,然后內(nèi)、外用螺栓固定。再在立桿上敷設(shè)接地線,同時(shí)在橫桿的下方、兩斜撐之間安裝含4支絕緣子在內(nèi)的接觸網(wǎng)支持裝置,再把既有支柱上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到“拱門(mén)”形鋼管支架的橫桿下方,由支持裝置固定,并拆除既有支柱,檢查支持裝置中的各絕緣子的就位狀態(tài),檢查接觸線至軌面的高度是否滿足《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10009—2005第5.1.4條的規(guī)定,接觸網(wǎng)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理及安全監(jiān)察驗(yàn)收合格后,開(kāi)通線路。
4)施工既有支柱位置的明洞基礎(chǔ)、邊墻、拱圈。當(dāng)拱圈施工好之后,再要封鎖點(diǎn),于拱壁上安裝接觸網(wǎng)支架,把鋼管支架上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到拱壁支架上,拆除鋼管支架,即完成了接觸網(wǎng)過(guò)渡的全過(guò)程。
圖4 支架橫管的組成剖面兩視圖(單位:mm)
立桿的頂端不超過(guò)拱圈的起拱線高度。立桿的底部敷設(shè)接地線,即便電力機(jī)車(chē)駛經(jīng)支架時(shí)恰巧使絕緣子瞬時(shí)閃絡(luò),泄漏電流或者感應(yīng)電流均會(huì)由接地線進(jìn)入大地,免除人遭電擊。
橫桿設(shè)置的高度要恰當(dāng),既不能碰到上方拱圈襯砌臺(tái)車(chē),又要為下方的接觸懸掛獲得空間;橫桿的長(zhǎng)度也要恰當(dāng),既要讓焊在兩端的斜撐位于行車(chē)限界之外,還不能讓桿端碰到襯砌臺(tái)車(chē)的拱架。確定合適的長(zhǎng)、高方法是,將襯砌臺(tái)車(chē)拱架、接觸線和承力索的位置以及列車(chē)行車(chē)限界,按比例畫(huà)在明洞的斷面圖內(nèi),就能在圖上量出橫桿最合適的長(zhǎng)度、高度,同樣還能量出立桿、斜撐最合適的長(zhǎng)度。
夾板的形狀選以下三種中的任一種均可:鋼板,弧形板,套管。用鋼板時(shí),厚10 mm、寬50 mm即可;用弧形板時(shí),其內(nèi)弧要比鋼管的外弧大1~2 mm;用套管時(shí),其內(nèi)徑比橫桿外徑也要大1~2 mm,就可將套管套在2根短管的外圈。無(wú)論用哪種形狀,夾板長(zhǎng)600 mm,預(yù)鉆4個(gè)螺栓孔,孔位相隔間距160 mm,與短管的貫穿孔對(duì)應(yīng),見(jiàn)圖4。
支架鋼管的規(guī)格由支架負(fù)載計(jì)算及容量選擇計(jì)算得出。由于支架的立桿已經(jīng)由邊墻內(nèi)的拉桿牢牢地固定在墻壁上,使得支架鋼管懸臂短、彎矩小,受力條件得到改善??蹨p了拉桿孔眼削弱的有效截面、疊加支架所受的支持裝置和接觸懸掛的垂直、水平各種負(fù)載之后,驗(yàn)算了用φ76 mm(外徑)×3 mm(壁厚)的無(wú)縫鋼管制作支架,其容量能夠滿足要求,若選同等外徑但管壁更厚的鋼管,安全系數(shù)更大。
支架用料見(jiàn)表1。表中構(gòu)件規(guī)格用于拜幺坡明洞,視明洞凈空截面尺寸用料會(huì)稍有變化。
表1 鋼管支架用料一覽
自制的“拱門(mén)”形支架在上述的特殊工況中為接觸網(wǎng)過(guò)渡,保證了明洞建造地段電力機(jī)車(chē)受電弓的正常取流,達(dá)到了施工、運(yùn)營(yíng)兩不誤目的。其過(guò)渡技術(shù)及其裝置均具有創(chuàng)造性,解決了此前查廠家產(chǎn)品目錄中沒(méi)有為增建明洞接觸網(wǎng)過(guò)渡的專(zhuān)用設(shè)備的難題。該創(chuàng)意不僅開(kāi)拓了電氣化鐵路營(yíng)業(yè)線增建明洞施工的新途徑、新方法,而且為廠家及設(shè)計(jì)提供了新的思路。鋼管支架還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝和拆卸,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),容易推廣使用。
[1]中國(guó)鐵路工程總公司教衛(wèi)處.接觸網(wǎng)工[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2000.
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