鐵路營業(yè)線增建明洞時接觸網(wǎng)過渡方法及裝置

謝新民，邵 青

(1.中國土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038;2.中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018)

1 技術(shù)背景

電氣化鐵路區(qū)間路基上有一根根“┃”字形的接觸網(wǎng)支柱，每根支柱的頂端由接觸網(wǎng)的支持裝置固定著接觸懸掛［1-3］，接觸懸掛上有沿鐵軌方向延伸的承力索和接觸線，給電力機(jī)車取流獲得動力在鋼軌上滑行創(chuàng)造了條件。

當(dāng)上述已經(jīng)投入運(yùn)營的山區(qū)鐵路屢遭塌方侵害斷道的地段，為抵御再遭侵襲就需要增建明洞。當(dāng)明洞長度大于接觸網(wǎng)支柱的間距時，就必然會出現(xiàn)既有接觸網(wǎng)支柱占據(jù)了明洞位置的現(xiàn)象，渝懷鐵路營業(yè)線增建的長82 m“拜幺坡明洞”就遇到上述情形，見圖1。這就需要先拆既有支柱，再建明洞。本應(yīng)將既有支柱上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到明洞拱壁上的接觸網(wǎng)支架上，可是既有支柱不拆除，該位置的明洞就不能建造，因此拱壁支架也就無從談起，所以兩者之間存在著矛盾。

解決矛盾的方法是為接觸懸掛過渡安置，使明洞施工和鐵路運(yùn)營兩不誤。

2 過渡方法及裝置

包括從既有接觸網(wǎng)支柱上將接觸懸掛轉(zhuǎn)移到過渡裝置上，再從過渡裝置上轉(zhuǎn)移到拱壁支架上，按圖2步驟進(jìn)行，詳述如下:

1)首先，建造既有接觸網(wǎng)支柱最近的那一節(jié)明洞基礎(chǔ)、邊墻、側(cè)溝、蓋板。由于明洞在邊墻混凝土澆筑之前必須立模板，為了固定模板需要在邊墻內(nèi)布設(shè)拉桿插入孔，則故意將其中的4根拉桿插入孔按圖3所示的位置相向布設(shè)。

圖1 電氣化鐵路增建明洞的工況

圖2 電氣化鐵路增建明洞接觸網(wǎng)過渡工序流程

2)嚴(yán)格按照計算好的長度下料，預(yù)加工一個由無縫鋼管制成的如圖3所示的“拱門”形支架。其中的橫桿是由2根短管對接而成的，但此時暫時不讓2根短管對接，而是將1根立桿、1根斜撐、1根短管焊接成圖3的左半邊，即“左半邊門”;再將另外同樣的3根桿件焊接成圖3的“右半邊門”;并且，在每根立桿與斜撐的連接處內(nèi)側(cè)焊上肋板。另外，在立桿的管壁內(nèi)鉆橫向貫穿孔，讓貫穿孔的位置與邊墻內(nèi)的拉桿插入孔位置相對應(yīng);而且，在每根短管上各鉆2個貫穿孔，備夾板2塊，帶帽螺栓4根。

圖3 “拱門”形支架使用狀態(tài)

3)當(dāng)明洞邊墻形成后，臨時封鎖線路并接觸網(wǎng)停電，在接觸線的左、右側(cè)，同時立起前述的“左半邊門”和“右半邊門”，讓各自的短管探高到承力索的上方對接，使用圖4所示的夾板、螺栓、螺帽，將2根短管連成圖3所示的橫桿，這就將兩對稱的半邊門組成了圖3所示的完整的“拱門”形鋼管支架了。再讓立桿的桿底落在明洞側(cè)溝蓋板頂面，桿身貼靠明洞邊墻，往管壁的貫穿孔內(nèi)插入拉桿伸出邊墻外壁，然后內(nèi)、外用螺栓固定。再在立桿上敷設(shè)接地線，同時在橫桿的下方、兩斜撐之間安裝含4支絕緣子在內(nèi)的接觸網(wǎng)支持裝置，再把既有支柱上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到“拱門”形鋼管支架的橫桿下方，由支持裝置固定，并拆除既有支柱，檢查支持裝置中的各絕緣子的就位狀態(tài)，檢查接觸線至軌面的高度是否滿足《鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范》TB 10009—2005第5.1.4條的規(guī)定，接觸網(wǎng)專業(yè)監(jiān)理及安全監(jiān)察驗收合格后，開通線路。

4)施工既有支柱位置的明洞基礎(chǔ)、邊墻、拱圈。當(dāng)拱圈施工好之后，再要封鎖點(diǎn)，于拱壁上安裝接觸網(wǎng)支架，把鋼管支架上的接觸懸掛轉(zhuǎn)移到拱壁支架上，拆除鋼管支架，即完成了接觸網(wǎng)過渡的全過程。

圖4 支架橫管的組成剖面兩視圖(單位:mm)

3 技術(shù)要點(diǎn)

立桿的頂端不超過拱圈的起拱線高度。立桿的底部敷設(shè)接地線，即便電力機(jī)車駛經(jīng)支架時恰巧使絕緣子瞬時閃絡(luò)，泄漏電流或者感應(yīng)電流均會由接地線進(jìn)入大地，免除人遭電擊。

橫桿設(shè)置的高度要恰當(dāng)，既不能碰到上方拱圈襯砌臺車，又要為下方的接觸懸掛獲得空間;橫桿的長度也要恰當(dāng)，既要讓焊在兩端的斜撐位于行車限界之外，還不能讓桿端碰到襯砌臺車的拱架。確定合適的長、高方法是，將襯砌臺車拱架、接觸線和承力索的位置以及列車行車限界，按比例畫在明洞的斷面圖內(nèi)，就能在圖上量出橫桿最合適的長度、高度，同樣還能量出立桿、斜撐最合適的長度。

夾板的形狀選以下三種中的任一種均可:鋼板，弧形板，套管。用鋼板時，厚10 mm、寬50 mm即可;用弧形板時，其內(nèi)弧要比鋼管的外弧大1～2 mm;用套管時，其內(nèi)徑比橫桿外徑也要大1～2 mm，就可將套管套在2根短管的外圈。無論用哪種形狀，夾板長600 mm，預(yù)鉆4個螺栓孔，孔位相隔間距160 mm，與短管的貫穿孔對應(yīng)，見圖4。

支架鋼管的規(guī)格由支架負(fù)載計算及容量選擇計算得出。由于支架的立桿已經(jīng)由邊墻內(nèi)的拉桿牢牢地固定在墻壁上，使得支架鋼管懸臂短、彎矩小，受力條件得到改善?？蹨p了拉桿孔眼削弱的有效截面、疊加支架所受的支持裝置和接觸懸掛的垂直、水平各種負(fù)載之后，驗算了用φ76 mm(外徑)×3 mm(壁厚)的無縫鋼管制作支架，其容量能夠滿足要求，若選同等外徑但管壁更厚的鋼管，安全系數(shù)更大。

支架用料見表1。表中構(gòu)件規(guī)格用于拜幺坡明洞，視明洞凈空截面尺寸用料會稍有變化。

表1 鋼管支架用料一覽

4 應(yīng)用效果

自制的“拱門”形支架在上述的特殊工況中為接觸網(wǎng)過渡，保證了明洞建造地段電力機(jī)車受電弓的正常取流，達(dá)到了施工、運(yùn)營兩不誤目的。其過渡技術(shù)及其裝置均具有創(chuàng)造性，解決了此前查廠家產(chǎn)品目錄中沒有為增建明洞接觸網(wǎng)過渡的專用設(shè)備的難題。該創(chuàng)意不僅開拓了電氣化鐵路營業(yè)線增建明洞施工的新途徑、新方法，而且為廠家及設(shè)計提供了新的思路。鋼管支架還具有結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝和拆卸，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，容易推廣使用。

［1］中國鐵路工程總公司教衛(wèi)處.接觸網(wǎng)工［M］.北京:中國鐵道出版社，2000.

［2］郭建鋼，武永力.武廣鐵路客運(yùn)專線路基接口接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工［J］.鐵道建筑，2010(1):167-169.

［3］何生軍，夏江河，萬婷.武廣鐵路客運(yùn)專線接觸網(wǎng)支柱參數(shù)測量［J］.鐵道建筑，2010(1):173-175.