特殊地段接触网柔性悬挂绝缘锚段关节的优化

徐荣欣

（厦门轨道交通集团，福建 厦门 361000）

0 引言

在前期图纸会审阶段，工程技术人员查看设计院提供的厦门市轨道交通1号线供电系统工程接触网专业柔性接触网集美学村站图纸，经过实地技术调查发现，厦门市轨道交通1号线高架桥区段集美学村站柔性接触网绝缘锚段关节设置位置与现场条件不符，若按照设计图纸提供的曲线段绝缘关节悬挂点的接触网悬挂方式进行施工，无法满足现场施工要求，如果贸然按图施工，必然在后续接触网调整工序时，导致各项技术参数无法满足符合设计要求和质量验收标准，工程技术人员经过对现场调查和测量数据进行分析，并通过并利用CAD软件1∶1进行了模拟对比确认，具体优化设计施工实施方案如下。109#中心柱位于曲线外侧，按曲线内侧悬挂进行装配，其中一支接触线的反定位为正拉出值。110#中心柱位于曲线内侧，按直线悬挂进行装配，2支接触线正、反拉定位。施工条件和施工时间相同时，采用优化后悬挂装配的安装形式，施工方法相同，施工功效相同，同时施工安装质量和外观均不受影响，满足规范和设计要求。

初步测算，若按照原设计曲线段绝缘关节进行施工，必然会造成二次返工，并且无法保证建设单位的工期节点，经测算节约经济成本如下。节省材料（1.1248 万元）+机械台班（1.4750 万元）+工费（21.8750 万元）=24.4748万元。

1 现场问题分析

在我国轨道交通中常见的施工技术是刚性和柔性悬挂接触网，该施工技术区别于传统三轨的供电悬挂方式。因地铁隧道净空有限，地下段是采用绝缘子来悬挂刚性导体的刚性接触网，如同把第三轨架到了隧道顶部；地上段则是采用支撑及定位装置来悬挂导体的柔性接触网，增大了对地距离，提升了车辆上方的空间；接触网相对第三轨供电相对较为安全，因此越来越多的城市轨道交通供电采用接触网。基于此该文对轨道交通接触网施工技术要点进行了分析[1]。厦门市位于厦门岛上，厦门岛与大陆被约2km宽的海峡隔开，厦门市轨道交通1号线一期工程连接厦门岛和大陆，采用跨海大桥的形式跨越海峡，连接岛内与大陆。厦门地铁1号线全长30.3km，其中地下段25.6km，地面段1.9km，高架段2.8km；共设24座车站，除集美学村站其余均为地下站；采用6节编组B型列车，其中地下段接触网采用“П”型刚性悬挂；跨海大桥段，地上段及厦门北车辆段接触网采用支柱加腕臂支撑的全补偿简单链型柔性悬挂。

集美学村站是厦门轨道交通1号线一期工程唯一的地面车站，位于跨海大桥大陆侧的海岸边，连接跨海大桥段和地上段，全线唯一的上下行地铁线路接触网采用双承力索双接触线的全补偿简单链型柔性悬挂。柔性悬挂绝缘锚段关节设置在集美学村站东端，在绝缘锚段关节两侧各设置1个供电臂。由于集美学村站的站台为夹在两线路间的岛式站台，地铁上下行线路在通过集美学村站前，线间距须加宽，因此跨海双线大桥在集美学村站东端分为2个单线桥，受制于现场条件所致，地铁上下行线路均在此形成“S”弯曲线，工程技术人员在图纸会审阶段，通过现场调查发现：该处接触网绝缘锚段关节就设置在“S”弯曲线段。

柔性悬挂接触网绝缘锚段关节一般设置在线路直线段，不宜设置在线路曲线段。根据现场实际条件，接触网绝缘锚段关节有可能设置在直线+曲线段，根据以往施工经验得知在供电系统工程接触网专业，极少绝缘锚段关节设置在曲线+直线+曲线段。绝缘锚段关节一般只在直线段和曲线段设计触网悬挂，此处双承力索双接触导线绝缘锚段关节设置在“S”弯曲线段是一个特例，该接触网绝缘锚段关节由4跨组成，转换柱107#、108#位于第1个线路曲线上，转换柱111#、112#位于线路直线上，109#、110#中心柱位于线路曲线短直线端的缓曲线上，下锚柱位于第2个线路曲线上。而设计院接触网柔性悬挂装配安装图只提供了曲线段的绝缘关节安装图。因此该处接触网绝缘锚段关节不能按设计的曲线段装配形式安装，不能按照设计院提供的施工蓝图进行腕臂预配和安装。

工程技术人员通过设计院提供的施工蓝图，结合现场实地调查、现场地势条件以及前期土建单位在该处接触网绝缘锚段关节地铁上下行线路，对已经预留好的触网支柱（共计 8 根）的跨距、限界、地铁线路设计标高等接触网数据进行现场测量，并形成接触网专业绝缘锚段关节接触网技术测量数据统计表，为确保后续该处接触网专业绝缘锚段关节在优化设计方案后，相关接触网技术参数满足设计要求，符合相关质量验收标准，工程技术人员又联系铺轨单位工专业工程师，首先进行专业间图纸理论核对，然后又结合现场实地调查，通过两家施工单位工程技术人员的专业技术分析以及针对现场条件的调查，确认集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节确实设置在“S”弯曲线段。

工程技术人员将实际存在的问题，写成图纸会审调查报告，并提出优化集美学村站接触网专业此双承力索双接触导线绝缘锚段关节设计方案，及时向设计单位进行汇报，经过和建设、设计、监理、运营等部门沟通协商，同意结合现场实际情况，在满足规范和设计要求的前提下，优化腕臂装配安装形式。

2 可行性分析及论证

2.1 现场施工分析

工程技术人员对集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节地铁上下行线路接触网悬挂装配数据进行了现场实际测量，并利用CAD软件1∶1进行了电脑模拟对比确认，通过相关接触网绝缘关节的限界、线路标高、轨道超高、拉出值、承力索距钢轨面高度、接触导线距钢轨面高度、承力索与接触线垂直高差、工作支与非工作支承力索的绝缘距离、工作支与非工作支接触导线的绝缘距离、定位器坡度、腕臂支撑和定位管支撑的安装位置、吊弦长度及位置等技术参数对原设计方案和优化设计方案进行模拟对比分析，其模拟的结果和现场存在的技术问题一样：在接触网绝缘锚段关节处现场接触网转换柱设计的悬挂方式基本符合设计要求，只是对该区段接触网拉出值数据做局部调整。而主要存在的现场技术问题就是处于2个反向曲线的109#、110#中心柱装配形式。原设计施工图纸109#支柱接触网悬挂方式为曲外悬挂方式，拉出值均为正值，110#支柱接触网悬挂方式为曲内悬挂方式，拉出值均为负值，与设计安装位置装配形式不一致。发现存在的技术问题后，通过CAD软件1∶1模拟优化设计方案的绝缘锚段关节中心柱的接触网悬挂方式，其相关接触网技术参数符合设计要求和相关质量验收标准，解决问题后，按优化的装配形式进行计算、预配和安装，确保一次安装到位。

2.2 现场施工目标

集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节，按原设计图纸进行悬挂装配形式安装施工，不能满足设计参数要求和相关质量验收标准要求。对悬挂装配安装形式进行优化后，工作支和非工作支接触网悬挂间水平距离、垂直距离、中心柱处4支接触线高度，定位器工作状态等技术参数满足规范和设计要求、确保接触网按期送电开通，为后续维护接触网设备正常运行，提供了一份可靠的技术保障。

3 建议的具体内容

3.1 “S”弯曲线段绝缘关节优化设计实施方案

工程技术人员对集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节的现场调查和相关接触网测量技术数据进行分析，并利用CAD软件1∶1进行了模拟对比确认，确保各项技术参数符合设计和相关质量验收标准要求，具体优化设计施工实施方案如下。集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节地铁下行线109#中心柱位于曲线外侧，按曲线内侧悬挂进行装配，其中一支接触线的反定位为正拉出值。

集美学村站接触网专业双承力索双接触导线绝缘锚段关节地铁上行线 110#中心柱位于曲线内侧，按直线悬挂进行装配，两支接触线正、反对拉定位。

施工条件和施工时间相同时，采用优化后悬挂装配的安装形式，施工方法相同，施工功效相同，同时施工安装质量和外观均不受影响，满足设计和相关质量验收标准要求。

3.2 现场接触网有关技术参数测量记录

厦门市轨道交通1号线一期工程供电系统接触网专业集美学村站-高崎站区间柔性绝缘锚段关节按照优化设计方案进行施工安装，工程技术人员进行了相关接触网专业技术参数测量数据的现场测量和收集，测量说明如下：单位均为mm，现场测量时，请认真确认区分工作支、非工作支接触线的导高和拉出值，拉出值须有±之分，拉出值“正”指的是拉向支柱侧反向；拉出值“负”指的是拉向钢轨线路中心反向。双接触导线水平间距40mm，正定位拉出值测量是靠近支柱侧的那根接触导线的拉出值，反定位拉出值是靠近线路中心方向的最远的那根接触导线的拉出值。

使用接触网专业测量工具相关技术参数要求表详见表1。

表1 接触网专业测量工具相关技术参数要求表

现场工程技术人员测量数据详见表2、表3。

表2 集美学村站地铁上行线路接触网专业柔性绝缘锚段关节技术参数测量记录表

表3 集美学村站地铁下行线路接触网专业柔性绝缘锚段关节技术参数测量记录表

厦门市轨道交通1号线一期工程供电系统接触网专业集美学村站-高崎站区间柔性绝缘锚段关节采用优化设计方案进行施工安装，施工前进行实际状态模拟，一次安装到位，避免了安装后的重复调整或返工，降低施工成本，增加经济效益。

经过施工（土建、铺轨、接触网等专业）、建设、监理、设计、运营等关联单位现场实地调研，并进行设计校核，满足接触网绝缘锚段关节接触网悬挂相关设计参数要求，经过专题会议谈论一致确定采用该方案。

优化设计方案确定后，施工单位积极准备，按优化设计后新的方案进行腕臂、吊弦装配计算和预配，并按新方案组织安装施工，接触网悬挂装配安装结构横平竖直，经现场测量，相关接触网绝缘关节区域的接触线高度、拉出值以及绝缘距离符合相关技术要求和工程质量验收标准。

4 “S”弯曲线段接触网绝缘关节优化设计实施方案的经济效益

在城市轨道交通系统中,其供电系统中的接触网是其不可缺少的组成部分[2]。厦门市轨道交通1号线一期工程供电系统接触网专业集美学村站-高崎站区间柔性绝缘锚段关节如果按照原设计院施工蓝图设计进行施工，由于特殊的地理位置，前期土建单位已经将接触网支柱提前施工完毕，因此，该处地铁上下行线路的2处接触网绝缘锚段关节位置无法更改，工程技术人员在设计院图纸会审阶段，理论联系实际，不仅要在设计院施工图纸上去发现理论问题，而且要结合现场，进行多单位、多专业全方位无死角的各专业间的施工图纸对接，联合现场进行技术调查，及时发现问题，并实事求是地进行一系列的专业之间的技术分析，并形成可实施的优“S”弯曲线段接触网绝缘关节优化设计实施方案进行施工安装，确保了厦门市轨道交通1号线按照建设单位既定的工期节点，如期送电开通，为后续地铁联调联试和电客车上道试跑打下夯实的理论基础，避免了后续运营单位正常开展的维护接触网设备正常运行工作，由于接触网绝缘锚段关节实际设置位置位于“S”弯曲线段，根据现场条件，工作悬挂方式与原设计图纸发生变化，进而引起接触网材料长度的变化，若前期工程技术人员只是在设计院施工蓝图上进行图纸阶段会审工作，不结合现场实际情况和地理位置，贸然按照设计院提供的施工蓝图进行施工安装，那么在厦门市轨道交通1号线一期工程供电系统接触网专业集美学村站-高崎站区间柔性绝缘锚段关节处的平腕臂、斜腕臂、正定位管、反定位管、定位器、定位支撑，腕臂支撑、吊弦等接触网材料均需报废，势必造成二次返工，所需投入人力、物力、机械等经济成本成倍提高，更为关键的是，若按照设计院提供的施工蓝图进行施工安装，就无法按照建设单位既定的工期节点如期保证接触网送电开通，若接触网专业不能按期送电开通，那后续的电客车上道试跑及联调联试工作就无法开展，进而影响整条地铁线路的正常开通运营，会给施工单位在后续地铁工程建设市场开发工作带来负面影响，工程技术人员在实施优化“S” 弯曲线段接触网绝缘关节设计方案后，联合物资、工经、财务、安质等部门，从材料、机械、人力等方面，进行经济效益综合分析，情况如下。

4.1 材料

接触网专业腕臂支持装配（平、斜腕臂、定位管、定位器、支撑、长定位环）：8套。1套：1406元，合计：11248元。节省：11248元。

4.2 机械台班

若按照原设计进行施工，需要进行二次倒锚作业及调整。

作业车：6个台班。每个台班：1500元，共计：9000元。

送工车：25个台班。每个台班：230元；共计：5750元。

合计：5750+9000=14750元。

4.3 工费

需要25人（含施工、司机，技术、安质等）。每个工时：350元（含各种保险费用）/日，按照25个工作日计算，共计：218750元。

初步测算；若按照原设计曲线段绝缘关节进行施工，必然需要二次返工，并且无法保证建设单位的工期节点，经测算节约经济成本如下。节省材料（11248元）+机械台班（14750元）+工费（218750元）=244748元。

在满足施工进度和施工质量的条件下，在短时间内与有关部门进行联络沟通。经济效益显著，采用该方法施工避免损失直接经济效益24.4748万元。

5 结论

设计院图纸是设计理论，现场施工情况千变万化，因此作为一线工程技术人员，拿到设计院施工蓝图后，在图纸会审过程中，必须要到现场进行技术调查，并将现场调查情况与设计图纸进行比对，发现问题，形成相关优化设计实施方案，并及时与设计人员进行沟通，设计部门要对优化设计方案的相关技术参数进行验算，在保证符合相关技术标准后，及时提醒业主组织施工、监理、设计、建设和运营等单位召开专题会议，经上会讨论，一致通过，形成会议纪要后，方可进行后续施工安装。