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)
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。
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)
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
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.