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摘要：对于高速电力牵引铁路来说，如何在较高运行速度下使接触线与机车受电弓保持良好的弓网关系，是项目建設中的核心技术问题，如何保证放线过程中导线不会在悬挂点附近产生硬弯，导线不会产生扭曲变形，不损伤导线，从而提高了架线质量，施工过程中张力的预设和线材初伸长的处理等核心技术控制特别关键，恒张力架线比较好的解决了这些问题，现就有关质量方面控制进行如下探讨。
关键词：接触网 架线 质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1．引言
在高速铁路接触网工程施工中，要求接触网施工质量平、顺、直，受电弓取流可靠、安全，不得有打、碰弓现象，这就对接触网线面安装质量提出了很高要求，接触网架线质量在施工过程控制非常重要。一般设计接触导线选用机械强度高、耐温特性好、导电率较高的单根铜合金导线（CTA-120），承力索也选择了与接触导线相匹配的铜合金绞线（THJ-95）。因导线机械强度较大，采用传统的架线设备和施工技术放线，由于其架线张力变化幅度过大（一般为3～15kN），导线因自重而产生较大的弛度变化，从而造成导线在悬挂点附近产生大量的不可矫正的波浪型硬弯；又因传统的架线设备没有良好的导线引导装置，时常造成导线扭曲变形。这无疑会使架线后的导线质量恶化，不能满足高速行车对弓网关系的要求。在铁建设《新建客货共线铁路工程施工补充规定》和《客货共线铁路电力牵引供电工程施工技术指南》中，明确规定了客运专线宜采用恒张力架线技术。
2. 质量控制原理
2.1预设张力选定原理
预设张力选择的合理与否直接影响到放线质量。张力预设过大（大于额定张力）的话，一则直接构成线索的破坏张力，稍有不慎则对线索直接造成损伤；二则由于张力过大，其通过线索对下锚处坠砣产生的拉力直接将坠砣拉起或来回窜动。根据张力与接触线弛度的关系公式fmax=1.225*10-3gl2/T（fmax—最大弛度，g—导线密度，l—跨距，T—接触线水平方向的张力）可知，如张力预设越小的话，则接触网的架设弛度越大，接触线在悬挂点的弯曲度也越大，由于放线过程中张力是波动的，导致接触线在悬挂点处沿放线方向来回移动，从而形成不易矫正的波浪型硬弯和折弯，这违背了恒张力的设计初衷。传统施工中为克服新线蠕变引起的的初伸长，大都采用坠砣超拉法，缺点额定张力和超拉时间不易控制、误差较大，所以现在选择合理预设张力并保持其恒定，是基本消除新线蠕变的首选施工方法。施工的关键就是预设张力选定，根据国内各条客专专线有关恒张力放线资料，架线张力应根据线材材质、额度张力等因素选取，且不小于线盘绕线张力，总结摸索出有指导意义的经验，对铜绞线和镁铜（银铜）合金等材料，放线的预设张力一般为：铜绞线为设计额定张力的40-60%，镁铜（银铜）合金为设计额定张力的60-80%。在恒张力架线施工中，承力索架线张力2-3kn, 接触网架线张力3-4kn，架线张力偏差不得大于8%，张力要选择合理，放线质量更易于控制。
2.2 新线初伸长处理原理
关于新线初伸长的研究处理，各国都进行了大量的研究，而且对新线初伸长的处理方法，基本上都采用额定张力的50%-70%进行超拉、人为地造成永久性伸长，从而避免线索在安装后产生伸长。在我国解决新线初伸长一般采用坠砣超拉法，承力索超张拉力为其额定张力的1.5倍，超拉时间3h,接触线超张拉力为其额定张力的1.8倍,超拉时间5h比较合适。在坠砣超拉造时要注意应在起、下锚两端同时分级加坠砣，每次增加坠砣的重量为总重量的20%，卸载时锚段两侧起、落锚同时卸载。超拉时间应采用试验确定的基本消除新线蠕变的时间，施工摸索总结出的经验为72h为宜。
2.3接触网延长接续架设施工原理
从上面施工控制原理分析得知：实际线盘上的张力仅为控制张力的5%。为此，在施工过程中可以采用接触线延长接续架设方案即：准备一盘约为200米的承力索线盘专门用作延长线，固定在放线平板上最远处的一个线盘支架上，待线盘上接触线即将展放完毕时，将接触线临时固定后断线，并利用滑靴连接器将线索和延长线相连，连接牢靠后继续展放直至紧线下锚。
3．施工工序及控制要点
3.1施工工序
工序流程图如图1
图1 施工工序流程图
3.2恒张力架线的技术特点
采用恒张力放线施工技术与传统的施工技术相比，主要具有以下施工技术特点：
（1）恒张力放线设备为引进设备，性能优越，功能齐全，自动化程度高，属国际先进水平，这大大地提高了接触网施工的技术装备水平和施工能力。
（2）放线张力恒定，架线张力偏差不超过8%。
（3）因张力稳定，导线不会产生硬弯，无需进行矫正；导线的引导装置较好，架线过程中不会使导线产生扭转、扭曲变形，提高了架线质量和施工效率。
（4）减少了对下锚补偿调整和接触悬挂调整的工作量，基本上可以做到一次调整到位。
（5）恒张力放线设备运行平稳，安全可靠性高。
3.3 施工技术标准及工艺要求
（1）承力索、接触线的规格、型号、性能应符合设计要求，由生产厂家依据设计资料进行定盘、定长供应，承力索、接触线不允许有接头。
（2）承力索、接触线架设根据线材型号选用相应的放线滑轮和S钩滑轮并带有防护措施，避免线索磨损，架设接触线应在每个跨距内均匀悬挂2-3组S钩滑轮。
（3）张力架线时曲线区段、转换柱处的支柱装配应采取临时加固措施，使腕臂不因架线而偏转，减少对线索的磨损。
（4）线索应采用额定张力进行恒张力架线，架线张力误差不超过5%。
（5）承力索、接触线应进行超拉或进行其他预延伸措施。
（6）承力索、接触线的张力应符合设计要求，补偿坠砣串的重量误差不得大于±1%。
（7）正线接触悬挂工作支改变方向时，与原方向的夹角不宜大于4°，困难情况不宜大于6°。
3.4安全质量控制要点
（1）严格检查前道工序质量，严格检查线材质量，提前排除架线锚段内障碍。
（2）恒张力架线时曲线区段、转换柱处的支柱装配应采取临时加固措施，使腕臂临时固定并与线路方向保持垂直。
（3）控制锚柱强度，以防止支柱反倾或强度过大，影响补偿装置的灵活滑动；补偿坠砣应提前按设计要求安装到位。
（4）承力索、接触线架设用滑轮和S钩滑轮应带有防护措施，避免线索磨损，架设接触线应在每个跨距内均匀悬挂2-3组S钩滑轮。
（5）紧线时用力均匀，避免产生突然的冲击力。
（6）进行起、下锚作业时，严格按照规范要求进行回头制作，确保下锚质量。
（7）驾驶和操作人员必须接受培训并经公司考试合格方能上岗。
（8）编制架线计划时尽量避免穿线，如果必须穿线时，绳索与导线间连接必须可靠。
（9）严格检查放线车组设备运行状况，包括作业平台升降是否平稳灵活、自由旋转是否能满足±90度、制动系统是否可靠灵敏、张力控制能否正常使用、线盘是否稳固可靠等等。
4.施工过程监控要点
4.1 施工检查
（1）检查在曲线区段的每组腕臂上安装一处防偏移临时加固支撑，直线段每4根支柱的腕臂安装一处防偏移支撑，转换柱非工作支压管采用双腕臂支撑加固，将腕臂固定在垂直线路位置。
(2) 检查手拉葫芦将坠砣串提起至下锚高度，将坠砣串用链条葫芦和铁线绑在支柱上固定，防止放线时坠砣上下串动；
(3) 检查确定坠砣高度b值。
4.2 车组就位、起锚
（1）架线车到达起锚柱，架线车平台上将大绳放下，起锚人员将补偿装置用大绳拴好，平台上人员将补偿装置拉上来与线索回头连接。在连接过程中应防止补偿绳跳槽和绞合。连接完毕后开始收线，直至坠砣刚好受力后停止操作，设定放线张力并进入自动放线模式，开始放线。
⑵.起锚需要穿线时，检查是否按照穿线原则穿线，穿线后承力索拉至锚柱与补偿装置重新连接。
4.3恒张力放线
放线过程中，车组应控制按3-5km/h的速度匀速前进，尽量不要停车和忽快忽慢。架设承力索时，利用放线滑轮将承力索悬挂固定在腕臂上。架设接触线时，直接利用“S”钩+放线滑轮将接触线悬挂固定在承力索上，在起、落锚两端的转换柱处由于线索的拐角较大，为避免接触线产生硬弯，在两转换柱加挂滑轮悬挂固定，悬挂接触线时，每跨均匀悬挂3个“S”钩+放线滑輪。放线过程中张力控制操作人员应时刻监视张力情况并做好记录，遇有异常情况应立即通知司机停车进行处理。（图1）
图1 恒张力放线过程中
4.4线索延长接续
当线盘线索接近放完时，线盘监视人员应提前通知作业负责人和司机，司机应注意控制车速直至停车。停车后，作业负责人通知张力控制人员关闭自动放线程序，锁闭张力控制开关。并指挥人员将线索临时固定在线盘支架上并断线，断线后，作业人员应迅速将准备好的延长线利用滑靴连接器和导线相连，连接牢固后松开临时固定并重新启动自动放线程序，继续放线。线索延长接续示意图见图2。
图2 线索延长接续示意图
4.5紧线下锚
放线车组至终端锚柱时停车，利用恒张力车上的紧线柱进行紧线。紧线开始时，作业负责人应通知各作业人员注意观察，尤其是起锚人员应注意观察坠砣的情况，一旦坠砣受力后应通知负责人停止紧线。紧线完毕，作业人员应迅速利用导链葫芦或滑轮组将线索和落锚柱的补偿装置连接，并逐渐将负载由紧线柱转向导链葫芦上。导链葫芦完全受力后紧线柱卸载，断线并做终端回头（图3）。
图3 紧线下锚示意图
5.结束语
恒张力架线的施工方法，只要质量安装控制到位，可有效地解决小张力架设施工易产生硬弯、扭面以及线材初伸长等方面的问题，大大减少了接触悬挂的调整量，提高施工一次到位率，工程质量控制到位是保证弓网技术达标的基础。另外采用接触线延长接续架设施工技术，也解决了恒张力架设线材预留长度过长的问题，大大降低了施工成本。从开通运营的客专线看未发生任何弓网事故和相关工程质量事故，设备运行稳定、质量良好，有很好的社会经济效益。
关键词：接触网 架线 质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1．引言
在高速铁路接触网工程施工中，要求接触网施工质量平、顺、直，受电弓取流可靠、安全，不得有打、碰弓现象，这就对接触网线面安装质量提出了很高要求，接触网架线质量在施工过程控制非常重要。一般设计接触导线选用机械强度高、耐温特性好、导电率较高的单根铜合金导线（CTA-120），承力索也选择了与接触导线相匹配的铜合金绞线（THJ-95）。因导线机械强度较大，采用传统的架线设备和施工技术放线，由于其架线张力变化幅度过大（一般为3～15kN），导线因自重而产生较大的弛度变化，从而造成导线在悬挂点附近产生大量的不可矫正的波浪型硬弯；又因传统的架线设备没有良好的导线引导装置，时常造成导线扭曲变形。这无疑会使架线后的导线质量恶化，不能满足高速行车对弓网关系的要求。在铁建设《新建客货共线铁路工程施工补充规定》和《客货共线铁路电力牵引供电工程施工技术指南》中，明确规定了客运专线宜采用恒张力架线技术。
2. 质量控制原理
2.1预设张力选定原理
预设张力选择的合理与否直接影响到放线质量。张力预设过大（大于额定张力）的话，一则直接构成线索的破坏张力，稍有不慎则对线索直接造成损伤；二则由于张力过大，其通过线索对下锚处坠砣产生的拉力直接将坠砣拉起或来回窜动。根据张力与接触线弛度的关系公式fmax=1.225*10-3gl2/T（fmax—最大弛度，g—导线密度，l—跨距，T—接触线水平方向的张力）可知，如张力预设越小的话，则接触网的架设弛度越大，接触线在悬挂点的弯曲度也越大，由于放线过程中张力是波动的，导致接触线在悬挂点处沿放线方向来回移动，从而形成不易矫正的波浪型硬弯和折弯，这违背了恒张力的设计初衷。传统施工中为克服新线蠕变引起的的初伸长，大都采用坠砣超拉法，缺点额定张力和超拉时间不易控制、误差较大，所以现在选择合理预设张力并保持其恒定，是基本消除新线蠕变的首选施工方法。施工的关键就是预设张力选定，根据国内各条客专专线有关恒张力放线资料，架线张力应根据线材材质、额度张力等因素选取，且不小于线盘绕线张力，总结摸索出有指导意义的经验，对铜绞线和镁铜（银铜）合金等材料，放线的预设张力一般为：铜绞线为设计额定张力的40-60%，镁铜（银铜）合金为设计额定张力的60-80%。在恒张力架线施工中，承力索架线张力2-3kn, 接触网架线张力3-4kn，架线张力偏差不得大于8%，张力要选择合理，放线质量更易于控制。
2.2 新线初伸长处理原理
关于新线初伸长的研究处理，各国都进行了大量的研究，而且对新线初伸长的处理方法，基本上都采用额定张力的50%-70%进行超拉、人为地造成永久性伸长，从而避免线索在安装后产生伸长。在我国解决新线初伸长一般采用坠砣超拉法，承力索超张拉力为其额定张力的1.5倍，超拉时间3h,接触线超张拉力为其额定张力的1.8倍,超拉时间5h比较合适。在坠砣超拉造时要注意应在起、下锚两端同时分级加坠砣，每次增加坠砣的重量为总重量的20%，卸载时锚段两侧起、落锚同时卸载。超拉时间应采用试验确定的基本消除新线蠕变的时间，施工摸索总结出的经验为72h为宜。
2.3接触网延长接续架设施工原理
从上面施工控制原理分析得知：实际线盘上的张力仅为控制张力的5%。为此，在施工过程中可以采用接触线延长接续架设方案即：准备一盘约为200米的承力索线盘专门用作延长线，固定在放线平板上最远处的一个线盘支架上，待线盘上接触线即将展放完毕时，将接触线临时固定后断线，并利用滑靴连接器将线索和延长线相连，连接牢靠后继续展放直至紧线下锚。
3．施工工序及控制要点
3.1施工工序
工序流程图如图1
图1 施工工序流程图
3.2恒张力架线的技术特点
采用恒张力放线施工技术与传统的施工技术相比，主要具有以下施工技术特点：
（1）恒张力放线设备为引进设备，性能优越，功能齐全，自动化程度高，属国际先进水平，这大大地提高了接触网施工的技术装备水平和施工能力。
（2）放线张力恒定，架线张力偏差不超过8%。
（3）因张力稳定，导线不会产生硬弯，无需进行矫正；导线的引导装置较好，架线过程中不会使导线产生扭转、扭曲变形，提高了架线质量和施工效率。
（4）减少了对下锚补偿调整和接触悬挂调整的工作量，基本上可以做到一次调整到位。
（5）恒张力放线设备运行平稳，安全可靠性高。
3.3 施工技术标准及工艺要求
（1）承力索、接触线的规格、型号、性能应符合设计要求，由生产厂家依据设计资料进行定盘、定长供应，承力索、接触线不允许有接头。
（2）承力索、接触线架设根据线材型号选用相应的放线滑轮和S钩滑轮并带有防护措施，避免线索磨损，架设接触线应在每个跨距内均匀悬挂2-3组S钩滑轮。
（3）张力架线时曲线区段、转换柱处的支柱装配应采取临时加固措施，使腕臂不因架线而偏转，减少对线索的磨损。
（4）线索应采用额定张力进行恒张力架线，架线张力误差不超过5%。
（5）承力索、接触线应进行超拉或进行其他预延伸措施。
（6）承力索、接触线的张力应符合设计要求，补偿坠砣串的重量误差不得大于±1%。
（7）正线接触悬挂工作支改变方向时，与原方向的夹角不宜大于4°，困难情况不宜大于6°。
3.4安全质量控制要点
（1）严格检查前道工序质量，严格检查线材质量，提前排除架线锚段内障碍。
（2）恒张力架线时曲线区段、转换柱处的支柱装配应采取临时加固措施，使腕臂临时固定并与线路方向保持垂直。
（3）控制锚柱强度，以防止支柱反倾或强度过大，影响补偿装置的灵活滑动；补偿坠砣应提前按设计要求安装到位。
（4）承力索、接触线架设用滑轮和S钩滑轮应带有防护措施，避免线索磨损，架设接触线应在每个跨距内均匀悬挂2-3组S钩滑轮。
（5）紧线时用力均匀，避免产生突然的冲击力。
（6）进行起、下锚作业时，严格按照规范要求进行回头制作，确保下锚质量。
（7）驾驶和操作人员必须接受培训并经公司考试合格方能上岗。
（8）编制架线计划时尽量避免穿线，如果必须穿线时，绳索与导线间连接必须可靠。
（9）严格检查放线车组设备运行状况，包括作业平台升降是否平稳灵活、自由旋转是否能满足±90度、制动系统是否可靠灵敏、张力控制能否正常使用、线盘是否稳固可靠等等。
4.施工过程监控要点
4.1 施工检查
（1）检查在曲线区段的每组腕臂上安装一处防偏移临时加固支撑，直线段每4根支柱的腕臂安装一处防偏移支撑，转换柱非工作支压管采用双腕臂支撑加固，将腕臂固定在垂直线路位置。
(2) 检查手拉葫芦将坠砣串提起至下锚高度，将坠砣串用链条葫芦和铁线绑在支柱上固定，防止放线时坠砣上下串动；
(3) 检查确定坠砣高度b值。
4.2 车组就位、起锚
（1）架线车到达起锚柱，架线车平台上将大绳放下，起锚人员将补偿装置用大绳拴好，平台上人员将补偿装置拉上来与线索回头连接。在连接过程中应防止补偿绳跳槽和绞合。连接完毕后开始收线，直至坠砣刚好受力后停止操作，设定放线张力并进入自动放线模式，开始放线。
⑵.起锚需要穿线时，检查是否按照穿线原则穿线，穿线后承力索拉至锚柱与补偿装置重新连接。
4.3恒张力放线
放线过程中，车组应控制按3-5km/h的速度匀速前进，尽量不要停车和忽快忽慢。架设承力索时，利用放线滑轮将承力索悬挂固定在腕臂上。架设接触线时，直接利用“S”钩+放线滑轮将接触线悬挂固定在承力索上，在起、落锚两端的转换柱处由于线索的拐角较大，为避免接触线产生硬弯，在两转换柱加挂滑轮悬挂固定，悬挂接触线时，每跨均匀悬挂3个“S”钩+放线滑輪。放线过程中张力控制操作人员应时刻监视张力情况并做好记录，遇有异常情况应立即通知司机停车进行处理。（图1）
图1 恒张力放线过程中
4.4线索延长接续
当线盘线索接近放完时，线盘监视人员应提前通知作业负责人和司机，司机应注意控制车速直至停车。停车后，作业负责人通知张力控制人员关闭自动放线程序，锁闭张力控制开关。并指挥人员将线索临时固定在线盘支架上并断线，断线后，作业人员应迅速将准备好的延长线利用滑靴连接器和导线相连，连接牢固后松开临时固定并重新启动自动放线程序，继续放线。线索延长接续示意图见图2。
图2 线索延长接续示意图
4.5紧线下锚
放线车组至终端锚柱时停车，利用恒张力车上的紧线柱进行紧线。紧线开始时，作业负责人应通知各作业人员注意观察，尤其是起锚人员应注意观察坠砣的情况，一旦坠砣受力后应通知负责人停止紧线。紧线完毕，作业人员应迅速利用导链葫芦或滑轮组将线索和落锚柱的补偿装置连接，并逐渐将负载由紧线柱转向导链葫芦上。导链葫芦完全受力后紧线柱卸载，断线并做终端回头（图3）。
图3 紧线下锚示意图
5.结束语
恒张力架线的施工方法，只要质量安装控制到位，可有效地解决小张力架设施工易产生硬弯、扭面以及线材初伸长等方面的问题，大大减少了接触悬挂的调整量，提高施工一次到位率，工程质量控制到位是保证弓网技术达标的基础。另外采用接触线延长接续架设施工技术，也解决了恒张力架设线材预留长度过长的问题，大大降低了施工成本。从开通运营的客专线看未发生任何弓网事故和相关工程质量事故，设备运行稳定、质量良好，有很好的社会经济效益。