羅 成

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司 湖北 武漢 430074

線路的設(shè)計(jì)與建造是軌道交通工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)，主要有三種方式：軟接觸網(wǎng)、硬接觸網(wǎng)以及三條軌道提供電源。而在國(guó)內(nèi)，由于鋼質(zhì)接觸線纜結(jié)構(gòu)緊湊，安全性高，操作方便，維修方便，所以在各個(gè)城市的軌道交通建設(shè)中得到了普遍的采用。因此，本項(xiàng)目針對(duì)我國(guó)城市軌道交通建設(shè)中存在的問題，提出了一種新的解決方案。

1 地鐵剛性接觸網(wǎng)的概述及構(gòu)成特征

1.1 剛性接觸網(wǎng)概述

在軌道交通電力系統(tǒng)中，剛性接觸網(wǎng)是一個(gè)非常關(guān)鍵的組成部分，它由匯流排、接觸線、支撐定位裝置、絕緣部件及架空地線以及與之相關(guān)聯(lián)的絕緣錨段接頭、中心錨結(jié)、分段絕緣裝置等構(gòu)成。由于剛性接觸網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，所以它對(duì)安裝的空間的需求相對(duì)較少，對(duì)結(jié)構(gòu)布置的技術(shù)也沒有很高的要求，這更有利于它充分地利用它的可擴(kuò)展性，尤其是在地鐵的運(yùn)營(yíng)中，它可以避免由于軸向張力而導(dǎo)致的斷絲的風(fēng)險(xiǎn)，而且也不需要給予運(yùn)營(yíng)中的張力補(bǔ)償，從而提升了地鐵施工技術(shù)的便捷性。在軌道交通項(xiàng)目中，剛性接觸網(wǎng)能夠很好地彌補(bǔ)柔性接觸網(wǎng)的缺陷，比如在軌道交通中，如防溺門等很難觸及的部位，采用柔性接口是不能勝任的，而采用活動(dòng)的剛性接觸網(wǎng)則能很好地解決這一問題，從而滿足了軌道交通的電力供應(yīng)需要。在常規(guī)軌道交通建設(shè)中，由于各種不良因素的存在而導(dǎo)致工程穩(wěn)定性下降，而采用剛體接觸網(wǎng)法，由于其良好的穩(wěn)定性，既可有效防止弓網(wǎng)滑移的發(fā)生，又可有效提升軌道交通的運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性；同時(shí)，還可借助其大斷面的特性，增強(qiáng)其換熱能力，將弓網(wǎng)滑移引起的熱量及時(shí)釋放出去。為此，在我國(guó)軌道交通施工中，采用了大量的硬質(zhì)接觸網(wǎng)作為電力供應(yīng)設(shè)備。該項(xiàng)目在提升剛性接觸線運(yùn)用頻次的同時(shí)，也暴露出目前國(guó)內(nèi)對(duì)于該技術(shù)的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致其失效幾率增加，亟待加強(qiáng)[1]。

1.2 地鐵剛性接觸網(wǎng)的構(gòu)成

地鐵剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要包括了接觸懸掛、支撐定位裝置、絕緣部件和架空地線，而接觸懸掛則包括了匯流排、接觸線、伸縮部件和中心錨結(jié)四個(gè)部件，其中支撐定位裝置，一般都要安裝在隧道的頂面；而觸動(dòng)式懸吊設(shè)備則是將其整個(gè)形狀設(shè)定為一個(gè)正弦波，其中一個(gè)錨部分就構(gòu)成了一半的正弦波，而每一個(gè)懸吊點(diǎn)與受電弓中心的距離都被控制在200 mm之內(nèi)。

1.3 地鐵剛性接觸網(wǎng)的特點(diǎn)

在我國(guó)，由于其具有施工便利、保證施工運(yùn)行中的安全穩(wěn)定、后期維護(hù)工作簡(jiǎn)單、能快速適應(yīng)施工環(huán)境的特殊性、施工成本較低的特點(diǎn)，以及增大供電間距等特點(diǎn)。盡管剛性接觸網(wǎng)出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng)，但它卻憑借自身施工方便、安全穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單、適應(yīng)速度強(qiáng)、成本低以及供電間距長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，以其結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、施工方便、工程造價(jià)低、安全可靠、可維護(hù)性高、供電間距長(zhǎng)以及適應(yīng)速度較高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用于地鐵建設(shè)中。同時(shí)，由于其占用的空間少、不存在軸向拉力等特點(diǎn)，將其與弓網(wǎng)構(gòu)成軌道交通硬弓網(wǎng)體系，可保證列車在充足的能源支持下平穩(wěn)行駛[2]。

2 軌道交通硬質(zhì)接觸網(wǎng)在工程中的應(yīng)用

2.1 為建設(shè)做好前期的工作

在實(shí)際的施工中，對(duì)于剛性懸掛接觸網(wǎng)的施工質(zhì)量有一定的要求，因此，為了保證施工工作的順利進(jìn)行，持續(xù)提高施工的水平，必須做好前期的準(zhǔn)備工作，這既要進(jìn)行測(cè)量，也要進(jìn)行打孔。其中測(cè)量的準(zhǔn)備主要有以下幾點(diǎn)：第一，起測(cè)點(diǎn)的測(cè)量工作中應(yīng)當(dāng)在施工地段的范圍之內(nèi)尋找一個(gè)起測(cè)點(diǎn)，在此找出一個(gè)站點(diǎn)，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的標(biāo)注，進(jìn)行測(cè)量之前的準(zhǔn)備工作；第二，進(jìn)行縱向測(cè)量，就是指每一個(gè)入口到每一個(gè)標(biāo)志的距離，也就是整個(gè)路段的長(zhǎng)度。第三，橫測(cè)，即從弓弦中心到吊掛點(diǎn)的距離，在實(shí)踐中，可以采用高精度的儀器。在打孔工作中，為了保證每一個(gè)孔的位置都與最初的清晰位置相似，一般情況下都是利用模型來完成打孔，在采購(gòu)施工中使用的配件，從而促進(jìn)了施工工作的順利進(jìn)行。

2.2 基礎(chǔ)構(gòu)件的裝配

為了保證剛性懸掛接觸網(wǎng)施工工作的順利開展，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行前期的準(zhǔn)備工作，并且當(dāng)好后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范，對(duì)懸掛點(diǎn)位置、匯流排長(zhǎng)度、位置和順序、剛?cè)徇^渡部分進(jìn)行安裝，并在進(jìn)行下一步[3]。

2.3 對(duì)某些具體構(gòu)成進(jìn)行了重新安排

因?yàn)閯傂詰覓旖佑|網(wǎng)的特性，所以必須遵循有關(guān)的程序，對(duì)其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)置，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證了結(jié)構(gòu)的設(shè)置工作能夠成功地進(jìn)行，并持續(xù)地提高其精度。一是對(duì)懸架部位的高度，方向及拉力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，對(duì)錨截面進(jìn)行了調(diào)節(jié)，以防止因間距過小而對(duì)實(shí)際的隔離效果產(chǎn)生影響。

2.4 在具體實(shí)施過程中應(yīng)考慮的問題

在進(jìn)行地鐵施工的時(shí)候，技術(shù)人員應(yīng)該時(shí)刻注意到地鐵剛性接觸網(wǎng)施工的細(xì)節(jié)問題，并做好地鐵切槽匯流排的安裝工作，不能在柔性端區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于地鐵支路和錨，技術(shù)人員要保證這兩個(gè)部分在直接接觸時(shí)，與母線端子的中心線在同一延伸線上，并且無(wú)論是電連接線，還是地線，都要保證其全部連接。施工人員要做好裝配工作，并在具體的裝配中，保證裝配間距和位置的布置，在固定范圍內(nèi)，保證誤差的波動(dòng)[4]。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 改善彈性絕緣組件偏磨情況

普通安裝時(shí)，緊固力使定位線夾發(fā)生不同程度的偏斜，造成彈性絕緣組件與匯流排偏磨的現(xiàn)象，致使匯流排不能在定位線夾里自由的竄動(dòng)，影響熱脹冷縮，影響弓網(wǎng)關(guān)系。通過限制彈性絕緣組件安裝時(shí)扭動(dòng)空間技術(shù)，確保彈性絕緣組件安裝時(shí)與匯流排垂直，提高彈性絕緣組件一次安裝成功率，偏磨與新技術(shù)安裝樣例如圖1所示。

圖1 偏磨與新技術(shù)安裝樣例

3.2 改善T型頭安裝質(zhì)量

T型頭螺栓在安裝過程中，由于T型頂部在槽鋼內(nèi)，無(wú)法肉眼觀看它的安裝質(zhì)量，致使有的T型頭安裝完成后與槽鋼不垂直，沒有完全卡緊在槽鋼上，有脫落風(fēng)險(xiǎn)。采用固定扭面技術(shù)，確保T型頭完全卡入槽內(nèi)，提高T型頭安裝質(zhì)量，改裝T型頭安裝如圖2所示。

圖2 T型頭安裝改善示意圖

3.3 改善放線頂升力不足造成脫槽情況

以往線路采用7.2米匯流排終端，現(xiàn)采用5.95米匯流排終端，匯流排在進(jìn)行接觸線放線時(shí)，由于匯流排終端變短，終端轉(zhuǎn)角位置角度變大，致使該位置易出現(xiàn)接觸線脫落情況。采用新型頂升技術(shù)，提高剛性接觸網(wǎng)放線小車頂升力，當(dāng)緊線小車通過未完全入槽的接觸線時(shí)，會(huì)強(qiáng)制將導(dǎo)線壓入槽內(nèi)，確保接觸線不脫槽,優(yōu)化緊線技術(shù)如圖3所示。

圖3 新型緊線技術(shù)

3.4 改善小錨段腐蝕、易刮弓情況

以往線路小錨段安裝時(shí)，由于安裝可斷式匯流排和線路電阻加大，致使可斷匯流排位置處造成一系列電化學(xué)腐蝕，并出現(xiàn)硬點(diǎn)，造成刮弓現(xiàn)象。通過對(duì)小錨段布置研究，改善電纜布置和采用第三代可斷匯流排裝置，有效減少小錨段的過渡電阻，改善可斷位置處出現(xiàn)腐蝕和刮弓現(xiàn)象，優(yōu)化后小錨段安裝如圖4所示，電纜優(yōu)化布局如圖5所示[5]。

圖4 優(yōu)化后小錨段安裝

圖5 電纜優(yōu)化布局

3.5 用鋼絲繩錨桿在隧洞中的施工工藝

在地鐵隧道中，通常都會(huì)采用保留的吊柱槽道作為主要形式，從而使吊柱能夠達(dá)到安裝施工的目的。此外，在地鐵隧道成型之后，還可以減少直接進(jìn)行接觸網(wǎng)打眼作業(yè)的現(xiàn)象，從而避免對(duì)隧道的受力造成影響。同時(shí)，在進(jìn)行吊柱安裝過程中，無(wú)論是打眼，還是施工安裝位置定位，都要防止不精確。槽道埋設(shè)的好壞直接影響著隧洞的施工和施工，因此，檢測(cè)時(shí)必須將埋設(shè)的質(zhì)量作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)加以重視。

3.6 留意接觸線上的死彎和硬點(diǎn)

在實(shí)際施工中，要注意采用恒張力施工法。特別要重視電氣聯(lián)結(jié)的導(dǎo)線夾具，在對(duì)固定件進(jìn)行減震的情況下，要對(duì)減震關(guān)節(jié)的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并要有一定的提升幅度。所安裝的定位儀必須對(duì)極限提升進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以保證弓網(wǎng)能夠安全地穿過定位儀[6]。

3.7 施工完畢的注意事項(xiàng)

在完成了地鐵剛性接觸網(wǎng)的建設(shè)安裝工作之后，技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地鐵網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試，還要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，監(jiān)理人員應(yīng)該對(duì)激光儀器進(jìn)行重新的檢驗(yàn)，特別是對(duì)曲線過渡段以及剛?cè)峤佑|網(wǎng)接頭等部位進(jìn)行冷滑檢驗(yàn)，在這一點(diǎn)上應(yīng)該重視對(duì)受電弓的運(yùn)用。無(wú)論是剛?cè)徇^渡段接頭還是剛?cè)徇^渡接頭，都不應(yīng)該存在硬性點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)保證切槽式剛軟過渡元素有彈性。另外，在裝配硬質(zhì)接觸網(wǎng)架時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)硬質(zhì)接觸網(wǎng)架的檢驗(yàn)，定期對(duì)硬質(zhì)接觸網(wǎng)架進(jìn)行檢驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

剛性接觸網(wǎng)作為地鐵供電系統(tǒng)重要一環(huán)，是列車運(yùn)營(yíng)的前提條件，其穩(wěn)定性直接影響地鐵安全平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)。剛性接觸網(wǎng)施工技術(shù)局部提升，從細(xì)節(jié)出發(fā)，改善安裝工藝及質(zhì)量，為設(shè)備延長(zhǎng)使用壽命提供助力，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。