高速铁路桥梁综合接地施工技术要点研究

2021-04-20丁文澜

设备管理与维修 2021年6期

丁文澜

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

作为集成系统，高速铁路桥梁综合接地系统能够将电子信息、通信、牵引供电回流等各种系统与桥梁、建筑等结构连接在一起，保证系统可靠接地，为各种装置的安全运行提供保障。因此，在桥梁工程建设过程中，还应加强综合接地系统施工。通过合理应用技术，保证系统低阻等电位建设目标顺利实现，在提高工程整体质量的同时，确保列车行驶安全。

1 高速铁路综合接地施工技术

在高速铁路运行过程中，列车在轨道上保持高速运行。期间，附近接触网、钢筋网等结构可能发生闪络电流，导致人员、设备承受较大安全威胁。因为在接触网所处环境中，存在电磁场。列车从中以较快速度通过，会产生电流。电流电压较高，将给周围设备通信传输带来明显影响。采用综合接地网施工技术，能够通过铺设，综合贯通地线和连接接地钢筋、接地端子等接地体，有效释放闪络电流，为列车安全通行提供保障。在高速公路桥梁工程中，需要释放列车高速通过引起的电流。具体来讲，就是利用接地线等设施加强与大地连接，为周围设备提供电磁防护。从技术原理上看，就是利用共用接地系统实现等电位连接，使铁路、桥梁构成等电位体，因此可以避免闪络电流给轨道、设备带来的威胁[1]。目前来看，高速铁路综合接地施工复杂度不高，但在桥梁等土建专业施工期间，容易忽视接地端子、贯通地线等结构的施工问题，阻碍综合接地系统建设。因此，还应加强高速铁路桥梁综合接地施工技术要点分析，使得铁路桥梁接地施工作业有序进行。

2 高速铁路桥梁综合接地施工技术要点

2.1 工程概况

赣深铁路GSSG-8 标综合接地工程位于赣州至深圳铁路，属于高速铁路综合接地系统。沿着铁路全线上、下行敷设贯通地线，确保地线的接地电阻不大于1 Ω。标段内建设有双线特大桥、单线特大桥和双线大桥，桥梁地段贯通地线需要与内部非预应力结构钢筋连接，并在接地电阻达不到要求时单设接地极。总体来看，桥梁综合接地施工为工程接地关键工序，直接影响工程整体接地效果。

2.2 接地方案

从结构组成上来看，综合接地系统包含接地极、贯通地线等部分。需要利用连接线进行横向连接，并对分支进行引接，完成接地端子的设置。在灌注混凝土前，应对桥梁各部进行接地连接，完成贯通线敷设、连接，并进行接地极处理。地线需要配置金属护套，实际采用S-DH70 型，为高分子铜缆，截面能够达到70 mm2。这种电缆具有一定耐腐蚀性，具有抗冲击能力强、绿色环保等特点。在桥梁两侧，需要在电缆槽内进行地线铺设。为加强地线保护，需要进行混凝土浇筑，使结构得到包裹密封。过轨采用Φ80 mm 的HDPE管防护，在桥墩基础设置接地装置。从长度上来看，各段不超过1000 m。从电气连接上来看，应做到全线贯通。在接线方面，应使用材料相同的导线。采用T 形方式连接，应做好压接处理。实际操作时，压接力应在12 t 以上，并做好接头防腐工作。端子采用M16，利用孔塞，避免在浇筑混凝土过程中发生堵塞问题。应确保表面与外部结构顺利对接，并做好端头保护。针对接地体非不锈钢部位及焊接部位，应完成水泥浇筑，保证结构得到密封。在接地极配置上，可使用不锈钢棒，规格在20 mm 以上，接地位置相同。

2.3 接地施工要点

2.3.1 基础接地

在施工过程中，桥墩位置属于基础，应做好接地处理。布置接地体，并连接贯通地线，能够降低接地电阻。沿着里程方向，在距离地面20 cm 位置设置接地端子，墩顶在里程侧方向设置2 个端子。通过端子，接地极可以与基础连接，并通过端子开展电阻测试。按规定，电阻应不超过1 Ω，超出这一数值需要配置接地极。

在各桩基中，设置有2 根接地钢筋。采用环接方式，钢筋布置在承台位置，两头分别与承台钢筋和墩帽端子连接。在接地方面，为达到短路电流要求，使用非预应力钢筋。针对钢筋应做好标识，确保后期检查中能够及时找到。对钢筋进行联接，需加强焊接质量控制，采用双面焊接方法，搭接长度至少达到55 m，单面焊接长至少100 mm。在交叉点焊接时，应采用L 形钢筋，焊缝厚不超过4 mm。

桥墩施工阶段，还应在底面完成1 m×1 m 钢筋网设置。利用钢筋网，可以对接地极进行水平连接。针对交叉点，应采用焊接方式处理，使结构保持L 形。结构外围应进行闭合处理。施工期间，应加强节点绑扎。在中间位置，需要完成接地钢筋设置，并直接用于接地。在钢筋网外部和混凝土表面，应加强间距控制。对节点进行焊接，加强焊接质量控制，施工时完成标识。各桥墩需设置接地装置，最终接入综合接地系统。

2.3.2 连续梁接地

桥梁施工采用连续梁，按照图1 所示进行接地。在地线施工前，应做好接续工作。采用直型热缩套管加强防护。采用压接方式，针对端头位置，应将25 mm 内的外包去掉。去掉毛刺后，可以对铜芯进行压接处理。根据截面进行配管，然后进行钳压。在接套中，应插入钢绞线。对头位置应进行压接，利用套管加强保护[2]。与分支铜缆接续，需锉掉50 mm 外护套，压接后外部用铅锡焊料封焊。在地线施工过程中，还应做好梁部处理。考虑结构方向，应做好水平连接。

图1 桥梁连续梁接地

在梁体位置进行接地施工，还应在垂直方向上完成钢筋设置。具体来讲，就是在保护层上布置钢筋。可以在防护墙、轨道底座板之间大约1/3 和2/3 的位置布置钢筋，使结构在垂直方向上保持地线联通。在钢筋与表面保护层间，需要维持100 mm 以上距离。连接水平钢筋时，应确保连接牢固。施工期间，钢筋连接采用双面焊和单面焊施工技术，应加强焊接质量控制，并做好标识。

2.3.3 接触网接地

铁路桥梁施工需要进行接触网施工，需要做好接地处理。在桥梁面上，需要进行接触网施工。具体来讲，就是建设支柱基础。结合施工图，可以预留相应螺栓用于接地。螺栓应与法兰匹配，能够达到基础结构施工要求。在桥墩附近，可以进行基础施工，保证与跨中隔有一段距离。实际根据接触网施工情况，同时考虑梁跨长，应在距梁端4 m、6 m、8 m 位置设置接触网支柱基础，双柱间距为2.5 m。在施工期间，需要做好螺栓材料选择。实际可以采用Q345，并做好防腐工作。在垂直方向上，应确保尺寸误差不超过±1 mm，同时应加强间距误差控制不超过±2 mm。在接地网与信号网之间，还应设置钢筋。通过焊接连接后，实现接地连接。对预埋件进行焊接，应保证钢结构牢固，做好端子预留。针对相邻钢筋，根据接触网参数，可以选择进行搭接。具体应满足短路电流大于25 kA、并且截面不小于200 mm2的条件。期间，应做好焊缝处理，保证节点焊接质量。针对锚杆和环接钢筋，应保证焊接面积至少达到360 mm2。在钢筋外露情况下，需要做好防腐工作。针对带电体5 m 范围内的构件和线路20 m 内的设备，应加强与接地系统的连接，避免有电流流过构件和设备，威胁接触网和设备运行安全。

2.4 注意事项

在综合接地施工方面，需要提前做好端子预埋。具体来讲，就是在梁端槽底位置，提前埋设用于连接地线的端子。应使用引接线，保证连接可靠。在防撞墙的位置，应在距离上表面355 m 位置预留接地端子。对桥梁梁体接地端子进行预埋，应在墩顶和梁体中布置接地体，确保与水平面齐平或高出水泥面不超过5 mm。若施工过程中发现未能进行接地端子预埋，但预留钢筋，还要在墩身和梁体中设法进行接地体预埋，同时保证桥梁结构质量不受影响。针对桥墩基础或者墩身底部侧面，应在地面10 cm 以下进行接地端子预埋。在墩台内部，做好Φ30 mm 接地钢筋预埋，并进行绝缘和外接接地极的处理。在顶端位置，应进行预制接地预埋，利用70 mm2电缆连接梁体和墩台内的接地钢筋。连接承台内的桩中接地钢筋时，如果钢筋直径小于Φ16 mm，需要对2 根钢筋进行并联焊接。桥长超出500 m，每500 m 对一个综合接地过轨管路进行预留。对基础承台进行扩大的基础上，完成钢筋网的安设，并对结构钢筋进行环接，最后与桥墩内的接地钢筋进行焊接连接。