成渝客专接触网提速改造施工技术研究

谌建民

0 引言

成渝客专提速改造项目是推动成渝地区双城经济圈建设，打造中国经济第四增长极，促进成渝城市群由国家级城市群向世界级城市群历史性跨越的重要改造项目。成渝客专提速改造工程是目前国内第一个客专提速改造工程，没有可以直接参照的成熟的施工技术。既有成渝客专接触线张力增加至30 kN后，不只是接触网各线索张力会改变，接触网几何参数也发生明显改变。成渝客专日间正常运营，夜间天窗施工，要保证施工顺利完成，必须尽量减少返工及反复调整等工作，对数据测量、吊弦计算、预制、施工一次到位提出了很高要求。经过前期试验研究，提出一套切实可行的客专接触网改造施工技术方案。

1 工程概况

成渝客专西起四川省成都东客站，向东经简阳、资阳、资中、内江、隆昌后进入重庆市境内，后经荣昌、大足、永川、璧山、沙坪坝到达终点重庆站，线路全长307.931 km。本次接触网提质达速工程范围为成都东—沙坪坝段，线路长度299.805 km，全线时速从300 km提升至350 km。

根据初始设计可知，针对成渝客专，合理提高接触线工作张力（由28.5 kN增至30 kN），对全线吊弦进行更换，对现有补偿装置（增加坠砣）和接触悬挂进行适当调整，可以有效改善弓网受流质量和运行安全性，以达到时速350 km的运行要求。

2 吊弦参数的测量与计算预制

成渝客专日间正常运营，整锚段接触网改造施工必须在夜间有限的天窗内一次完成，前期的吊弦参数测量与计算预制尤为重要。接触网弹性吊弦计算需要测量的参数较多，主要包括弹性吊索张力、承导线参数、集中负载等。测量工具仪器主要包括钢卷尺、激光测量仪、弹吊张力测量仪、投线仪、温度计、接触网参数测量仪等，测量仪器使用前必须经过校验和试验，确保源头准确[1]。

2.1 弹性吊索张力测量

在试验中，弹性吊索张力采用初期设计值3.5 kN进行吊弦计算预制，吊弦安装后，导高最大偏差会达到30 mm，无法满足技术标准要求；当弹性吊索张力采用测量值时，吊弦安装后导高及导线平顺度完全满足技术标准要求。多次测量发现，实际弹性吊索张力与最初设计值3.5 kN均存在一定偏差，说明在吊弦计算时弹性吊索张力必须经实际测量，不能采用最初设计值。试验表明，弹吊张力仪在位置上越接近弹吊线夹，测量数值越准确。综合各种因素，弹吊张力仪固定位置宜设置在距离弹性吊索线夹150 mm处，前后两侧各测量2次，取4次弹性吊索张力平均值作为该悬挂点处弹性吊索张力实际值，如图1所示。

图1 弹性吊索张力测量

2.2 承导线测量

通过吊弦计算模型可知，承力索和接触线的拉出值和拉拽方向测量准确度与吊弦计算精度密切相关。承力索、接触线拉出值正负是相对测量人员前进方向而定，前进方向左侧为正，右侧为负。接触线拉拽方向：0表示固定点（锚支卡子及下锚柱），1表示拉向左侧，-1表示拉向右侧（左右侧是相对测量人员前进方向的左右侧）。

2.3 集中负载测量

经过前期试验论证，一个锚段内某处集中负载未测量，计算出的吊弦会导致集中负载所在跨内的吊弦长度均不满足技术要求。集中负载包含横向电连接、纵向电连接（关节）、上网点（上网引线）、避雷器引线、承力索中锚线夹、接触线中锚线夹、承力索及接触线绝缘子等。所有集中负载的距离均归算到测量方向后方的支柱，测量时，通过投线仪测出线夹对应的纵向位置，再使用钢卷尺测量出线夹到后方支柱的距离。

2.4 吊弦计算预制

国内客专接触网施工中，吊弦计算主要采用的方法有悬链线法、悬线法、抛物线法，使用这3种方法进行吊弦计算，现场安装吊弦后部分偏差较大，造成在关节、线岔区、曲线段吊弦更换较多。针对上述问题，专门开发了更为精确的有限元法，经过前期试验验证，该方法计算准确，完全满足提速改造施工要求。吊弦预制采用吊弦张力预拉平台，压接前检查压接模型腔、压接管、心形护环及压接用线规格的一致性，压接必须保证压接模具上下模合拢，无间隙，一次压接到位。吊弦预配误差控制在1 mm以内，同时设专人对每根吊弦进行复测，确保出库吊弦全部合格。

3 整锚段接触网施工方案

成渝客专白天正常运营，施工只能在夜间天窗内完成，为保证次日线路正常运行，夜间天窗内必须完成整锚段施工，且各项技术参数均应满足线路正常运营300 km的要求。

客专接触网新线施工方案无法满足改造项目施工要求，结合成渝客专接触网提速改造施工情况，确定如下施工方案：施工天窗命令下达后，现场防护人员及接挂地线人员首先进场，随后其他人员、工器具及材料依次进场；对接触线添加下锚坠砣，以增加接触线张力；其他人员更换吊弦；待整锚段吊弦更换完毕后对接触网参数进行测量，根据测量结果对部分不满足要求的参数进行调整，直至完全满足运营要求。

4 整锚段施工关键技术

成渝客专夜间施工天窗时间为5 h左右，如何在有限的时间内优质高效完成全部工作，将成为本次提速改造施工的关键，特别是添加坠砣增加接触线张力、吊弦更换、参数测量、悬挂调整等关键施工工序。成渝客专为国内首条提速改造的客专线路，本文通过现场多次试验对关键施工技术进行总结。

4.1 张力增加

既有接触线张力为28.5 kN，需增加至30 kN，根据棘轮补偿装置变比，在接触线两端下锚处各增加50 kg坠砣（2块），更换坠砣杆时不得使用扳手敲击，应使用榔头轻击以防损坏螺栓螺纹及破坏镀锌层造成锈蚀。同一锚段两侧增加张力应同时进行以防止锚段线索窜动，并对整个坠砣串进行调整固定，坠砣串底部距地面的高度不得小于200 mm。增加张力后应立即检查棘轮转动是否灵活、有无卡滞，补偿绳绳头是否抽脱，棘轮补偿绳是否磨损严重及跳槽，补偿绳楔子是否松动，压接环是否松动或脱落等情况。

4.2 吊弦更换

接触线张力调整结束后开始进行吊弦更换施工，为提高施工效率，各吊弦更换小组同步施工，吊弦更换时先安装新吊弦，再拆除既有吊弦。首先使用投线仪对新吊弦位置进行定位，吊弦纵向位置允许偏差不超过30 mm，承力索吊弦线夹与接触线吊弦线夹在垂直方向的相对偏差不超过20 mm。接触线吊弦线夹螺栓穿向：直线段由线路侧穿向田野侧，曲线段由低侧轨穿向高轨侧；承力索吊弦线夹螺栓穿向与接触线吊弦线夹相反；吊弦安装必须使用经过校验的力矩扳手，严禁使用未经过校验的力矩扳手或其他扳手，用手钳将止动垫圈的长肢弯折固定在线夹本体侧面，并轻轻敲击使其密贴，同时保证短肢朝上。预紧螺栓，紧固时止动垫圈不得旋转，最后将止动垫圈的短肢弯折固定在螺母最近的六方侧面，并轻轻敲击使其密贴。

4.3 参数测量

整锚段吊弦安装完毕且接触网整体相对平稳后进行参数测量，测量组人员进行导高、拉出值、定位器坡度等相关参数测量，每根吊弦位置的导高均需测量。使用接触线专用检测尺对中锚线夹、集中荷载处、接触线有麻点处进行平直度检查，最大空气间隙不应大于0.1 mm/1 000 mm[2]。

4.4 悬挂调整

根据测量组测量的相关数据，对不满足技术要求的部位进行调整，调整主要原则如下：定位器坡度范围7.5°～13°，接触线悬挂点距轨面高度应符合设计要求，两相邻吊弦高差不得大于5 mm，两定位点高差不得大于10 mm；两弹性吊索吊弦悬挂点与定位悬挂点接触线高度为等高，相对该定位点处接触线高度差不大于5 mm，不得有“V”字形存在；接触线中心锚结线夹处接触线高度与相邻吊线处接触线高度相等，允许偏差0～+10 mm；接触线非工作支和工作支定位器、管之间的间隙不小于50 mm，任何情况下定位管吊线与另一支接触悬挂线索的空间距离不小于100 mm。线与线间隙不得小于100 mm（含线索与吊弦、斜拉线之间间隙），线与管件间隙不得小于50 mm。吊弦更换后，拉出值维持既有数据不变[3]，对车站线岔区的调整是维持既有接触网参数状态。

4.5 平推检查

平推检查由设备管理单位与施工单位共同进行，重点检查吊弦本体是否存在扭曲安装、吊弦线夹是否安装偏斜、线夹穿钉螺杆是否安装正确、接触线线夹是否入槽、承力索吊弦线夹防滑销是否安装正确、导流环安装方向是否正确、止动片是否按要求掰到位、各部螺栓是否紧固到位、定位器坡度是否满足要求等。最后施工单位与设备管理单位共同对施工现场进行全面检查，确保施工现场工完料清，无任何遗留物。

5 关键控制点保障措施

成渝客专为既有运营线路，日间高铁列车以既有300 km时速正常运行，改造施工只能在夜间有限的天窗内进行，全线需要更换吊弦554个锚段，时间仅为45天，每天天窗时间为300 min，施工既要保证安全和质量，又要尽可能提高效率，为此采取了如下保障措施：（1）确保测量准确性，成立专门的测量组，测量组人员经过专门培训并考核合格，所有测量数据均需进行交叉复测；（2）吊弦计算采用精度更高的有限元法，同一锚段由不同的人员进行计算并核对，确保计算无误；（3）预配控制采用吊弦张力预拉平台，确保吊弦预配误差控制在1 mm以内，同时设专人对每一根吊弦进行复测，确保预配吊弦全部合格；（4）所有工器具必须在每日施工前进行相应检查，特别是力矩扳手，杜绝不合格的工器具进入施工现场；（5）吊弦更换班组在进入施工现场前，对本组已经预配的吊弦进行核查，杜绝不合格的吊弦进入施工场地；（6）对所有施工人员严格执行分组制度，每组每人工作内容明确清楚，每日人员进场顺序按照既定计划执行。

6 结语

通过总结适合客专接触网提速改造工程中增加张力和吊弦更换的施工技术，在成渝客专全线接触网提速改造施工中进行应用，解决了既有客专线路接触网改造施工无成熟技术参考的问题，保证了接触线张力增加、吊弦安装和调整等一次到位。静态检测与动态检测的数据表明，改造施工后接触网各项参数完全满足相关标准要求，运行效果良好，得到了建设、监理、检测单位的一致好评，建议在今后客专接触网提速改造施工中推广应用。