陸 霄 （中鐵四局集團電氣化工程有限公司，安徽 蚌埠 233040）

1 引言

供電軌系統(tǒng)是膠輪路軌APM300型系統(tǒng)核心機電部分，擔負著系統(tǒng)車輛的電力供給，具有安裝工程量大、技術新、精度要求高等特點。同時國內尚無現(xiàn)行的工裝標準、規(guī)范可供參考。

為了克服施工中的實際困難，本文對APM300型供電軌系統(tǒng)的技術特點進行分析，總結歸類施工中的難題，通過引入BIM技術、施工過程的試驗與驗證、開展工裝研發(fā)等手段，解決了現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的技術難題，并創(chuàng)新了膠輪路軌APM300型供電軌系統(tǒng)施工技術和施工工藝。

2 施工裝備研制

對供電軌系統(tǒng)的技術分析及預安裝過程中發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有安裝精度要求高（供電軌安裝精度要求不得超過±1.5mm）、工藝復雜，“四新”技術應用量大，獨特的運行軌道造成的冷滑及限界檢測困難等技術難題。通過對技術方案及安裝方法的論證，為了保證施工的質量及施工進度，需研制配套的工藝裝備作為技術支撐。

圖1 供電軌安裝示意圖

2.1 供電軌安裝開孔夾具研制

供電軌饋電組件安裝需要對供電軌進行對穿開孔，上表面開孔孔徑要求15mm，下表面開孔孔徑要求10.5mm，同時需要保持兩安裝孔的中心線在同一垂直線上，因為線路上作業(yè)環(huán)境和條件的局限性，造成了開孔合格率很低，進而引發(fā)材料的浪費，頻繁返工等現(xiàn)象。

供電軌開孔夾具是根據(jù)供電軌剖面形狀研制的一種專用開孔工具，施工中使用夾具進行開孔作業(yè)確保了開孔位置的準確性以及精度要求，在解決上述難題的同時還對供電軌表面也起到了一定的保護作用。

圖2 供電軌專用安裝夾孔模具模型及設計圖

2.2 供電軌安裝精調及檢測研制

供電軌安裝以及后續(xù)精調都需要對接觸面的平整度進行控制，利用傳統(tǒng)的刻度尺、塞尺直接測量對現(xiàn)場作業(yè)條件及操作人員的細心程度要求較高，同時施工進度較慢，不利于現(xiàn)場實際施工。

安裝精調模具采用板材本身加F型夾具配合鋼尺進行精度保證，利用數(shù)控機床將內表面切削1mm來到達供電軌安裝水平誤差±1.5mm的要求，并統(tǒng)一了安裝標準的同一基準線，解決了某些組件（如剛性接頭固定板未安裝好）安裝質量失控導致軌道的不平整現(xiàn)象。

圖3 精調片設計大樣圖及實物應用

2.3 限界檢測、冷滑小車的研制

關于冷滑及限界檢測困難的技術難題，可根據(jù)現(xiàn)場勘查、三維軟件的模擬等方式，模仿電客車底部固定件，研制專用小車，實現(xiàn)檢測及冷滑一體化，提高限界與冷滑檢測的精確度及工作效率。

小車采用四只橡膠輪的平臺車行走在走形道上，四只橡膠輪均自帶剎車裝置，并在平臺車前后各安裝兩組可調節(jié)式導向輪用于定位及控制方向，模仿電客車底部固定件，設置可調式鋼管支架用于固定和調節(jié)集電靴和接地靴，通過彈簧秤測量調節(jié)集電靴和接地靴壓力，通過千分尺以及刻度尺確定集電靴以及接地靴的安裝位置，從而達到模擬電客車集電靴及接地靴正常運行時的工況，能夠準確檢測供電軌安裝精度、限界，且經(jīng)濟實用。

圖4 滑行小車總體布置圖

3 BIM技術應用

供電軌安裝工程量大，現(xiàn)場人工定測困難，同時供電軌其材質是鋁型材和不銹鋼組合而成，現(xiàn)場預彎難度大、精度無法保證。如采用BIM技術，對設計圖紙進行深化及二次解讀，既可大大減少現(xiàn)場定測及核對復測時間，縮短工期，又可以實現(xiàn)定制化、工廠化、模塊化施工，降低施工強度。

3.1 利用BIM 技術進行設計文件深化

根據(jù)《供電軌平面布置圖》中“供電軌設備布置表”確定供電軌各錨段的分界設備里程，采用Revit軟件參考設計文件進行安裝建模，BIM模型中能形象體現(xiàn)出供電軌長度分配、各錨段分布、絕緣支架排列位置等信息，統(tǒng)計形成初步供電軌系統(tǒng)“配軌表”。

圖5 供電軌安裝BIM模型

圖6 錨段配軌表

利用BIM模型檢查錨段組件、絕緣支架等位置沖突情況，并結合《供電軌安裝圖紙》《Power Rail Installation》文件以及設計反饋意見對錨段、絕緣支架的位置進行優(yōu)化排列，將調整數(shù)據(jù)更新在“配軌表”中，形成最終現(xiàn)場施工指導文件。

3.2 利用BIM 技術實現(xiàn)工廠化預制

供電軌是由鋁型材和不銹鋼組合而成，現(xiàn)場大半徑預彎時施工難度大且精度無法保證，如果通過BIM建模仿真彎曲段以及樞軸道岔段的安裝，導出詳細參數(shù)，再進行工廠化預制將能很好地解決這一難題。根據(jù)線路上供電軌彎曲半徑的要求，利用BIM深化的模型，統(tǒng)計各部位供電軌的長度以及彎曲半徑，完成了全線44組樞軸道岔處曲線段的供電軌模塊化工廠預制，有效的確保了安裝精度，減小了施工難度。

圖7 錨段沖突統(tǒng)計

圖8 絕緣支架與導向軌安裝螺栓沖突

圖9 絕緣支架與剛性接頭間距不符合要求

圖10 樞軸及轉盤道岔處模型

圖11 線路彎曲段模型

4 供電軌施工創(chuàng)新工藝流程

4.1 專用準備及BIM 技術在具體施工中運用

BIM技術運用到供電軌安裝施工準備中，建立模型，深化設計，并實現(xiàn)定制化施工，研制的施工專用裝備分別在供電軌接頭組件安裝、精調以及限界檢測、冷滑等工序中進行應用。

專用開孔夾具在供電軌接頭組件安裝中的運用操作：將開孔夾具滑入供電軌背槽內（如圖11所示），滑行到開孔的位置后，做好限位標記，使用頂部加裝橡膠的緊固螺栓從夾具側面的緊固螺栓孔將夾具固定在開孔位置，再從夾具頂部安裝孔進行對穿開孔。

圖12 開孔夾具滑入供電軌背槽

供電軌安裝精調及檢測模具在供電軌精調中的運用操作：由兩人采用專用模板配合F型夾具進行（如圖12所示），先調整一側的導電軌，利用模板上下側和導電軌各相差1mm的標準進行一側導電軌的基準位置確認，將模板固定好后，兩人配合使用力矩扳手進行絕緣支架的螺栓固定。

圖13 使用模具對絕緣支架和供電軌進行精調

限界檢測、冷滑小車在供電軌限界檢測及冷滑中的運用操作：將小車放置于施工完成的供電軌上，導向輪與供電軌接觸，根據(jù)供電軌安裝數(shù)據(jù)調節(jié)接地靴、集電靴，使集電靴貼緊軌面，推動小車前行，通過小車運行情況以及限界檢查裝置情況實現(xiàn)供電軌安裝精度以及限界檢測。

圖14 使用專用小車進行供電軌限界檢測及冷滑

4.2 供電軌安裝創(chuàng)新工藝流程圖

將BIM技術、研制的工裝與供電軌常規(guī)安裝工藝相結合，形成創(chuàng)新工藝施工流程如圖15所示。

圖15 施工流程圖

5 結語

通過專用工裝設備的研制、BIM技術引入等技術手段運用，優(yōu)化創(chuàng)新了供電軌安裝施工工藝流程，提高了安裝質量，縮短了施工工期，節(jié)約了直接成本投入約50萬元，同時總結的配套工藝流程以及研制的配套工裝也為后續(xù)同類項目施工提供借鑒。