萬國(guó)華

0 引言

低凈空橋梁、隧道由于凈空偏低或者過低的緣故，在線路進(jìn)行電化改造時(shí)，需要接觸網(wǎng)專業(yè)采取特殊方式處理，降低接觸網(wǎng)對(duì)凈空高度的要求；或者對(duì)橋梁、隧道進(jìn)行改造，有落道條件的線路進(jìn)行落道施工，沒有落道條件的線路進(jìn)行落底施工，以增加橋梁、隧道的凈高；或者拆除橋梁、廢棄隧道，按新標(biāo)準(zhǔn)重新建設(shè)，以滿足橋梁、隧道通過接觸網(wǎng)的安全距離要求。筆者在工作中經(jīng)常遇到低凈空橋梁、隧道電化改造的技術(shù)難題，本文擬對(duì)一些典型案例進(jìn)行介紹、分析，簡(jiǎn)述體會(huì)和建議，供相關(guān)設(shè)計(jì)和建設(shè)管理人員參考。

1 低凈空隧道

若干年前在對(duì)鷹廈鐵路進(jìn)行電化改造時(shí)，由于大量隧道的凈空高度不足6 m，采用常見的吊柱式懸掛、水平式懸掛和V 形懸掛、斜交懸掛等接觸懸掛方式，均因接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度較大，對(duì)隧道凈空高度要求高，導(dǎo)致隧道改造的工程量巨大，而未通過鐵路局審查。后來，建設(shè)單位在設(shè)計(jì)單位的支持下，提出了“弓形支架”懸掛方式（圖1），經(jīng)鐵道部同意后用于低凈空隧道電化改造。低凈空隧道內(nèi)接觸網(wǎng)采用“弓形支架”懸掛方式后，由于接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)高度僅120 mm，減少了電化工程對(duì)隧道

凈空高度的要求，從而大大減少了隧道改造工程量，減少了工程施工對(duì)營(yíng)業(yè)線運(yùn)輸生產(chǎn)和安全的影響，并節(jié)省了工程費(fèi)用五千多萬元，很好地解決了低凈空隧道進(jìn)行電化改造的技術(shù)難題。現(xiàn)在，該懸掛方式經(jīng)過了20 余年的運(yùn)行考驗(yàn)，懸掛點(diǎn)處彈性性能良好，導(dǎo)線磨耗低。實(shí)踐證明這是一種非常好的接觸懸掛方式。

圖1 弓形支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖

“弓形支架”是一種形似弓形的隧道內(nèi)接觸網(wǎng)支撐裝置，因?yàn)楣谓Y(jié)構(gòu)和絕緣棒材質(zhì)特點(diǎn)，具有良好的彈性性能和絕緣性能。存在的問題是當(dāng)年“弓形支架”由建設(shè)單位臨時(shí)組建的設(shè)計(jì)組設(shè)計(jì)，委托福建省郭坑的一個(gè)工務(wù)修制廠研制生產(chǎn)，無論是科技成果推廣的力度，還是產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)理念，都存在一定問題。在此，重提舊事，目的是為讓具有良好特性的懸掛方式“弓形支架”為國(guó)內(nèi)鐵路建設(shè)發(fā)揮更大作用。所幸，目前“弓形支架”已由國(guó)內(nèi)著名廠家生產(chǎn)，并通過了電氣化專業(yè)工程局組織的產(chǎn)品技術(shù)鑒定。

2 低凈空立交橋

接觸網(wǎng)通過低凈空立交橋的方式有很多種類，包括接觸懸掛直接通過、承力索絕緣通過、承力索下錨接觸線通過等。當(dāng)立交橋凈空過低時(shí)，應(yīng)考慮由多個(gè)專業(yè)綜合處理的方案，如接觸網(wǎng)專業(yè)降低結(jié)構(gòu)高度，線路專業(yè)落道，橋梁專業(yè)抬升梁底高度等，否則，由接觸網(wǎng)專業(yè)單獨(dú)處理將特別困難?，F(xiàn)以滬杭線封浜站（K19＋113.5）的滬寧公路立交橋和合寧鐵路客運(yùn)專線三十里鋪的102 國(guó)道立交橋?yàn)槔?，分析介紹接觸網(wǎng)通過低凈空立交橋的處理方案。

上述2 座立交橋，最小凈空6 800 mm，接觸網(wǎng)均按通行雙層集裝箱設(shè)計(jì)。在考慮立交橋處線路行車速度及橋梁寬度等因素后，設(shè)計(jì)選擇接觸懸掛直接通過方式。又由于它們均處于車站咽喉區(qū)，設(shè)計(jì)人員分析咽喉區(qū)線路落道施工對(duì)營(yíng)業(yè)線運(yùn)輸生產(chǎn)、安全的影響后，放棄了落道方案。

在橋梁最小凈空高度為6 800 mm 情況下，如接觸線距軌面最低點(diǎn)高度按6 330 mm、25 kV 帶電體距固定接地體空氣絕緣間隙按300 mm 設(shè)計(jì)，橋梁下剩余高度空間僅170 mm。在這剩余的170 mm空間里，要考慮接觸懸掛的結(jié)構(gòu)高度，以及承力索、接觸線的馳度等因素，在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試的條件太過苛刻。為此，設(shè)計(jì)人員考慮降低接觸線距軌面的最低高度。具體方案如下：

接觸線距軌面最低點(diǎn)高度按6 250 mm、25 kV帶電體距固定接地體空氣絕緣間隙按300 mm、接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度、線索馳度及施工誤差等按250 mm標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)有下述幾點(diǎn)：

（1）《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》中“鐵路雙層集裝箱運(yùn)輸裝載限界及客貨共線鐵路雙層集裝箱運(yùn)輸建筑限界”明確規(guī)定雙層集裝箱的裝載高度（H1）為5 850 mm。

（2）《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第156 條的規(guī)定，接觸網(wǎng)帶電部分至機(jī)車車輛或裝載貨物的距離（H2）不小于350 mm。

（3）工務(wù)維護(hù)抬道（H3）限制在50 mm 以內(nèi)。據(jù)此，接觸線距軌面最低高度（H）可以選擇 6 250 mm。H4= H1+ H2＋ H3= 6 250 mm。

（4）根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第156 條的規(guī)定，接觸網(wǎng)帶電部分至固定接地物的距離（H5）不小于300 mm。

（5）接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)高度、線索馳度及施工誤差等（H6）嚴(yán)格控制在250 mm 以內(nèi)。

以上各參數(shù)合計(jì)：

H1+ H2+ H3+ H5+ H6= 6 800 mm。

由此可見，上述處理方式在技術(shù)上是可行的。但接觸線距軌面最低高度按6 250 mm 設(shè)計(jì)，與現(xiàn)行《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第155 條“雙層集裝箱運(yùn)輸?shù)木€路，接觸線距鋼軌頂面的高度不小于 6 330 mm”的規(guī)定不一致。工程竣工投產(chǎn)后，滬杭線封浜站（K19＋113.5）的滬寧公路立交橋下接觸網(wǎng)設(shè)備，安全穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)正常。合寧鐵路客運(yùn)專線三十里鋪102 國(guó)道立交橋，因?yàn)檫\(yùn)輸方面暫不開行雙層集裝箱，設(shè)備管理單位對(duì)“接觸線距軌面最低高度按6 250 mm 設(shè)計(jì)”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又持有異議，因而暫未實(shí)現(xiàn)開行雙層集裝箱的設(shè)計(jì)使用功能。

3 低凈空鐵路橋梁

既有鐵路線上有許多鐵路橋梁，結(jié)構(gòu)不同，凈高不同，接觸網(wǎng)通過方案也就不同?，F(xiàn)以京滬鐵路南京長(zhǎng)江大橋和濟(jì)南（曹家圈）黃河特大橋?yàn)槔榻B在特別困難條件下，接觸網(wǎng)通過低凈空橋梁的處理方式。

這 2 座鐵路大橋鋼軌以上鋼梁凈高僅有 6 550 mm。接觸網(wǎng)按通行雙層集裝箱設(shè)計(jì)。由于大橋?yàn)殇摿耗菊砻鳂蛎?，沒有落道條件。面對(duì)既有鋼桁梁特大橋，不可能改變其上部結(jié)構(gòu)，更不可能拆除重建。在極其困難的條件下，接觸網(wǎng)專業(yè)采取了以下特殊處理方式：

（1）承力索在橋梁上部三角形鋼構(gòu)件中穿過。承力索及吊弦采取絕緣防護(hù)，外包絕緣護(hù)套。

（2）接觸線距軌面最低高度（H4）按6 200 mm設(shè)計(jì)（不允許線路抬道），在橋梁橫眉底面加設(shè)絕緣板防護(hù)。

（3）接觸網(wǎng)帶電部分至固定接地物的距離（H5）不小于300 mm。

（4）導(dǎo)線自身高度、馳度及施工誤差等（H6）嚴(yán)格控制在50 mm 以內(nèi)。

以上各參數(shù)合計(jì)：H4+ H5+ H6= 6 550 mm。

同樣，由于接觸線距軌面最低高度按 6 200 mm 設(shè)計(jì)，與現(xiàn)行《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第155 條“雙層集裝箱運(yùn)輸?shù)木€路，接觸線距鋼軌頂面的高度不小于6 330 mm”的規(guī)定不一致。工程實(shí)施前，鐵道部有關(guān)部門就上述2 座橋梁通過接觸網(wǎng)的懸掛方式召開了專題研討，審查批準(zhǔn)了該方案。

4 結(jié)論和建議

以上介紹了幾種特別困難條件下低凈空橋梁隧道進(jìn)行電化改造的設(shè)計(jì)方案。在工程上采用“弓形支架”或“彈性支撐”等裝置后，該設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上是可行的，安全上是滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的。并且，也被多年運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐檢驗(yàn)所證明。了解這些典型做法，能夠豐富設(shè)計(jì)和建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，有助于順利解決低凈空橋隧進(jìn)行電化改造遇到的問題，更好地開展鐵路建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和管理工作。但是，因?yàn)閮艨者^低，在設(shè)計(jì)方案中嚴(yán)格限制工務(wù)維護(hù)抬道，對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備維護(hù)也提出了更高要求，所以設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行方案比選時(shí)，一定要慎用。

類似合寧鐵路客專三十里鋪102 國(guó)道立交橋的問題，從根本上說，就是在現(xiàn)行鐵路《技規(guī)》頒布后，接觸線距軌面最低高度按6 250 mm 設(shè)計(jì)，缺少報(bào)鐵道部審批這一環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)單位在初設(shè)階段勘測(cè)橋梁凈空高度時(shí)測(cè)量值較大，工程實(shí)施時(shí)測(cè)量?jī)艨崭叨葦?shù)值較小，導(dǎo)致原報(bào)鐵道部設(shè)計(jì)方案無法執(zhí)行。為此建議如下：

（1）設(shè)計(jì)單位在可研或初步設(shè)計(jì)階段，增加低凈空橋梁、隧道凈高的測(cè)量點(diǎn)，保證測(cè)量數(shù)據(jù)和報(bào)部資料的準(zhǔn)確性。

（2）鐵路局相關(guān)部門在初設(shè)鑒定前，組織設(shè)備管理單位對(duì)低凈空橋隧的最小凈空進(jìn)行勘測(cè)、核實(shí)，并在困難處所限制工務(wù)維護(hù)抬道。

（3）工程實(shí)施階段，如出現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況嚴(yán)重不符的情況，應(yīng)比照I 類變更設(shè)計(jì)程序，將變更后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、方案，報(bào)初步設(shè)計(jì)審查單位批準(zhǔn)后實(shí)施。