趙正路

0 引言

高速鐵路四電與土建工程接口包括接觸網基礎、隧道槽道、電纜槽、電纜上橋鋸齒孔、橋梁及橋墩槽道、電纜過軌、綜合地線接地端子等7類，四電預埋件一般由土建單位施工，其工程質量直接影響到四電工程的施工及工程質量。四電專業(yè)施工前，須對土建施工單位預留接口進行檢查，發(fā)現接觸網基礎存在的問題，主要有基礎型號和位置錯誤、基礎頂面標高超標、基礎扭轉、錨栓間距超標、錨栓外露尺寸超標、錨栓防腐措施不合格、錨栓傾斜扭曲、基礎混凝土不合格等。在京津城際鐵路驗收中雖發(fā)現接觸網支柱限界小于3 m的現象，但未引起足夠重視。在京滬高鐵和杭甬高鐵的驗收中，接觸網基礎限界小于3 mm問題再次顯現，且數量比較大，因此引起各方高度關注。京滬高鐵線路全長 1318 km，橋梁占線路全長 80%，正線支柱52720根，限界小于3 m的6202處，超限比例為11.8%；杭甬高鐵線路全長149.8 km，橋梁占線路全長86.6%，正線支柱5259根，限界小于3 m的760處，超限比例為14.4%。

1 原因分析

收集杭甬高鐵、京滬高鐵支柱限界超標情況相關數據，整理如表1所示。

表1 杭甬高鐵、京滬高鐵支柱限界超標（小于3 m）統(tǒng)計表

經分析研究發(fā)現限界超標規(guī)律如下：橋梁比路基區(qū)段多，且曲線區(qū)段多于直線區(qū)段。按照 ABC質量管理方法，橋梁區(qū)段問題屬于 A類問題，須進行重點分析研究，根據限界超標的規(guī)律，首先從橋梁結構進行分析，從京滬高鐵開始，包括杭甬高鐵均采用《時速350 km客運專線鐵路無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁（預制、雙線、跨度32 m）》[通橋（2008）2322A-Ⅱ]，電力電纜槽仍保留，通信和信號2個電纜槽合并為1個，接觸網支柱基礎由原來位于通信電纜槽中部，外移到電力電纜槽的線路外側，橋梁斷面寬度為12 m，如圖1和圖2所示。

1.1 直線橋梁結構分析

高鐵接觸網采用的 H形支柱類型一般有GH240型、GH260型、GH280型、GH300型、GHT240型等，H形支柱垂直線路方向尺寸分別為240，260，280，300和270 mm，支柱垂直線路尺寸按照邊界300 mm考慮。直線橋梁支柱限界（CX）計算采用式（1）（見圖1）：

通過計算可知，在施工誤差為0的情況下，支柱限界為3 m，考慮土建施工存在誤差，部分支柱限界必然小于3 m。

1.2 曲線橋梁結構分析

高速鐵路運行速度高，曲線區(qū)段超高大，最大達到175 mm，軌面最大傾斜角度7°，在曲線區(qū)段如果線路按橋梁中心和橋墩重合布置，則必然出現曲線內側支柱侵入限界的情況，為此，曲線上橋梁的平面系以梁體中心線平分弦長（等于橋墩中心距或橋臺胸墻面至橋墩中心）之中矢為原則布置。如圖3所示。

圖1 直線上無砟軌道橋面布置示意圖（單位：mm）

圖2 曲線上無砟軌道橋面布置示意圖（單位：mm）

圖3 曲線上梁體平面布置示意圖（單位：mm）

圖3中：

式中，f為中矢值；R為線路曲線半徑；L為橋墩中心線距離。

錨柱基礎與拉線基礎處于同一箱梁，否則將出現溫度變化、橋梁伸縮變化引起拉線變松或拉過緊拉斷的情況，且支柱基礎不宜位于橋梁中間位置，接觸網基礎一般距橋梁端部8 m，由于線路曲線走向造成接觸網基礎限界的變化：

曲線外側接觸網基礎限界變化值為 f1-Δf，Δf為曲線原因造成接觸網基礎限界的變化，Δf =；曲線內側接觸網基礎限界變化值為-（f1-Δf）。

對于31.5 m箱梁，不同曲線半徑的跨中矢值f、f1、Δf、曲線外內側限界變化值如表2所示。

表2 不同曲線中矢值f、f1、Δf、曲線外內側限界變化值變化表

表2結果顯示：曲線上橋梁的平面系以梁體中心線平分弦長布置（f1），減小到中矢值（f）的1/2，接觸網基礎順線路方向的位置處曲線偏移（Δf）部分抵消橋梁等分弦長布置，使曲線區(qū)段接觸網基礎限界值變化為f1的1/2。曲線橋梁區(qū)段，曲線外側支柱限界將加大3～6 mm，不考慮施工誤差，滿足3 m限界要求；曲線內側支柱限界將減小3～6 mm，即使不考慮施工誤差，也不滿足3 m限界要求。

1.3 小結

從橋梁結構分析：直線橋梁，假設施工誤差為0，能夠滿足3 m限界要求，考慮土建施工誤差存在，必然出現部分支柱限界小于3 m；曲線橋梁結構上曲線內側支柱不能夠滿足3 m限界要求，考慮土建施工誤差存在，出現支柱限界小于3 m情況不可避免。

2 解決方案探討

2.1 運營安全方面探討

按照《高速鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準》中5.4.8條規(guī)定，支柱側面限界應符合設計要求，施工允許偏差符合如下規(guī)定，在任何情況下，嚴禁侵入基本建筑限界。《高速鐵路設計規(guī)范（試行）》（TB 10621-2009）規(guī)定的基本建筑限界輪廓及基本尺寸（圖略）中，區(qū)間及站內正線（無站臺）建筑限界為2440 mm，曲線內側建筑限界加寬計算點高度為4000 mm。

根據《鐵路技術管理規(guī)程》（鐵科技[2008]205號）規(guī)定，基本建筑限界輪廓及基本尺寸在曲線上需要考慮車輛在經過區(qū)段時，車輛兩端、車輛中部超出基本尺寸的數值和由于線路超高引起車輛頂部超出基本尺寸的數量，基本建筑限界加寬計算公式見式（4）和式（5）。

曲線內側加寬（mm）：

曲線外側加寬（mm）：

式中，R為曲線半徑，m；H為計算點自軌面算起的高度，mm；h為外軌超高，mm；(40500 / R)為曲線內側車輛中部超出基本建筑限界輪廓及基本尺寸數值；(44000 / R)為曲線外側車輛兩端超出基本建筑限界輪廓及基本尺寸數值；[(H / 1500)h]為超高導致車輛頂端超出基本建筑限界輪廓及基本尺寸數值。

通過式（4）和式（5）分析，加寬最大值出現在曲線內側，且超高最大175 mm時，曲線內側建筑限界最大加寬值：

W1= 40500 / 5500 + (4000 /1500)×175 =474 mm

滿足安全運營建筑限界值：

區(qū)間及站內正線（無站臺）建筑限界+ W1=2440 + 474 = 2914 mm。

2.2 從接觸網安裝要求進行分析

對于京滬高速用接觸網腕臂及定位裝置型式，滿足接觸網正常安裝要求所需的最小限界：直線2600 mm；曲線外側 2800 mm；曲線內側2950 mm。根據現場統(tǒng)計資料，京滬高速全線限界小于3000 mm的接觸網支柱不連續(xù)，通過調整上下腕臂底座間距，適當減小拉出值或改變定位方式（如改為反定位）等，限界小于3000 mm的支柱可滿足接觸網的安裝要求?，F場接觸網腕臂結構已經安裝完成，且結構滿足設計要求。

3 建議

京滬高速鐵路公司發(fā)現該問題時已經開始聯調聯試，考慮到問題的復雜性和整改數量的巨大，采用滿足安全運營建筑限界值2914 mm（適當考慮安全余量并取整2930 mm）進行控制，對68處限界小于2930 mm進行了整改，大于2930 mm且小于3000 mm，共計6102處，由該公司報鐵道部備案。今后類似情況高速鐵路中可參照執(zhí)行。

高速鐵路或客運專線直線基本建筑限界2440 mm可否適當減小，建議部相關部門研究確定，以便制訂相應的整改方案。

[1]TB10621-2009 高速鐵路設計規(guī)范（試行）[S].北京：中國鐵道出版社.

[2]TB10758-2010 高速鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準[S]. 北京：中國鐵道出版社.

[3]鐵道部經濟規(guī)劃研究院.時速 350公里客運專線鐵路無咋軌道后張力法預應力混凝土簡支梁 通橋（2008）2322A.

[4]鐵科技[2008]205號 鐵路技術管理規(guī)程. 北京：中國鐵道出版社.