铁路营业线增建明洞时接触网过渡方法及装置

谢新民，邵 青

(1.中国土木工程集团有限公司，北京 100038;2.中铁十六局集团有限公司，北京 100018)

1 技术背景

电气化铁路区间路基上有一根根“┃”字形的接触网支柱，每根支柱的顶端由接触网的支持装置固定着接触悬挂［1-3］，接触悬挂上有沿铁轨方向延伸的承力索和接触线，给电力机车取流获得动力在钢轨上滑行创造了条件。

当上述已经投入运营的山区铁路屡遭塌方侵害断道的地段，为抵御再遭侵袭就需要增建明洞。当明洞长度大于接触网支柱的间距时，就必然会出现既有接触网支柱占据了明洞位置的现象，渝怀铁路营业线增建的长82 m“拜幺坡明洞”就遇到上述情形，见图1。这就需要先拆既有支柱，再建明洞。本应将既有支柱上的接触悬挂转移到明洞拱壁上的接触网支架上，可是既有支柱不拆除，该位置的明洞就不能建造，因此拱壁支架也就无从谈起，所以两者之间存在着矛盾。

解决矛盾的方法是为接触悬挂过渡安置，使明洞施工和铁路运营两不误。

2 过渡方法及装置

包括从既有接触网支柱上将接触悬挂转移到过渡装置上，再从过渡装置上转移到拱壁支架上，按图2步骤进行，详述如下:

1)首先，建造既有接触网支柱最近的那一节明洞基础、边墙、侧沟、盖板。由于明洞在边墙混凝土浇筑之前必须立模板，为了固定模板需要在边墙内布设拉杆插入孔，则故意将其中的4根拉杆插入孔按图3所示的位置相向布设。

图1 电气化铁路增建明洞的工况

图2 电气化铁路增建明洞接触网过渡工序流程

2)严格按照计算好的长度下料，预加工一个由无缝钢管制成的如图3所示的“拱门”形支架。其中的横杆是由2根短管对接而成的，但此时暂时不让2根短管对接，而是将1根立杆、1根斜撑、1根短管焊接成图3的左半边，即“左半边门”;再将另外同样的3根杆件焊接成图3的“右半边门”;并且，在每根立杆与斜撑的连接处内侧焊上肋板。另外，在立杆的管壁内钻横向贯穿孔，让贯穿孔的位置与边墙内的拉杆插入孔位置相对应;而且，在每根短管上各钻2个贯穿孔，备夹板2块，带帽螺栓4根。

图3 “拱门”形支架使用状态

3)当明洞边墙形成后，临时封锁线路并接触网停电，在接触线的左、右侧，同时立起前述的“左半边门”和“右半边门”，让各自的短管探高到承力索的上方对接，使用图4所示的夹板、螺栓、螺帽，将2根短管连成图3所示的横杆，这就将两对称的半边门组成了图3所示的完整的“拱门”形钢管支架了。再让立杆的杆底落在明洞侧沟盖板顶面，杆身贴靠明洞边墙，往管壁的贯穿孔内插入拉杆伸出边墙外壁，然后内、外用螺栓固定。再在立杆上敷设接地线，同时在横杆的下方、两斜撑之间安装含4支绝缘子在内的接触网支持装置，再把既有支柱上的接触悬挂转移到“拱门”形钢管支架的横杆下方，由支持装置固定，并拆除既有支柱，检查支持装置中的各绝缘子的就位状态，检查接触线至轨面的高度是否满足《铁路电力牵引供电设计规范》TB 10009—2005第5.1.4条的规定，接触网专业监理及安全监察验收合格后，开通线路。

4)施工既有支柱位置的明洞基础、边墙、拱圈。当拱圈施工好之后，再要封锁点，于拱壁上安装接触网支架，把钢管支架上的接触悬挂转移到拱壁支架上，拆除钢管支架，即完成了接触网过渡的全过程。

图4 支架横管的组成剖面两视图(单位:mm)

3 技术要点

立杆的顶端不超过拱圈的起拱线高度。立杆的底部敷设接地线，即便电力机车驶经支架时恰巧使绝缘子瞬时闪络，泄漏电流或者感应电流均会由接地线进入大地，免除人遭电击。

横杆设置的高度要恰当，既不能碰到上方拱圈衬砌台车，又要为下方的接触悬挂获得空间;横杆的长度也要恰当，既要让焊在两端的斜撑位于行车限界之外，还不能让杆端碰到衬砌台车的拱架。确定合适的长、高方法是，将衬砌台车拱架、接触线和承力索的位置以及列车行车限界，按比例画在明洞的断面图内，就能在图上量出横杆最合适的长度、高度，同样还能量出立杆、斜撑最合适的长度。

夹板的形状选以下三种中的任一种均可:钢板，弧形板，套管。用钢板时，厚10 mm、宽50 mm即可;用弧形板时，其内弧要比钢管的外弧大1～2 mm;用套管时，其内径比横杆外径也要大1～2 mm，就可将套管套在2根短管的外圈。无论用哪种形状，夹板长600 mm，预钻4个螺栓孔，孔位相隔间距160 mm，与短管的贯穿孔对应，见图4。

支架钢管的规格由支架负载计算及容量选择计算得出。由于支架的立杆已经由边墙内的拉杆牢牢地固定在墙壁上，使得支架钢管悬臂短、弯矩小，受力条件得到改善。扣减了拉杆孔眼削弱的有效截面、叠加支架所受的支持装置和接触悬挂的垂直、水平各种负载之后，验算了用φ76 mm(外径)×3 mm(壁厚)的无缝钢管制作支架，其容量能够满足要求，若选同等外径但管壁更厚的钢管，安全系数更大。

支架用料见表1。表中构件规格用于拜幺坡明洞，视明洞净空截面尺寸用料会稍有变化。

表1 钢管支架用料一览

4 应用效果

自制的“拱门”形支架在上述的特殊工况中为接触网过渡，保证了明洞建造地段电力机车受电弓的正常取流，达到了施工、运营两不误目的。其过渡技术及其装置均具有创造性，解决了此前查厂家产品目录中没有为增建明洞接触网过渡的专用设备的难题。该创意不仅开拓了电气化铁路营业线增建明洞施工的新途径、新方法，而且为厂家及设计提供了新的思路。钢管支架还具有结构简单、便于安装和拆卸，价格低廉等优点，容易推广使用。

［1］中国铁路工程总公司教卫处.接触网工［M］.北京:中国铁道出版社，2000.

［2］郭建钢，武永力.武广铁路客运专线路基接口接触网支柱基础施工［J］.铁道建筑，2010(1):167-169.

［3］何生军，夏江河，万婷.武广铁路客运专线接触网支柱参数测量［J］.铁道建筑，2010(1):173-175.