高速鐵路350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段接觸線更換施工方法探討

引言

隨著高速鐵路的快速發(fā)展,我國(guó)已進(jìn)入"高鐵時(shí)代",高鐵已成為人們出行必不可少的交通工具,特別是隨著350km/h"復(fù)興號(hào)"動(dòng)車組開(kāi)行,我國(guó)成為世界上高鐵運(yùn)營(yíng)速度最快的國(guó)家。高速鐵路350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段接觸線更換需克服夜間天窗時(shí)間有限、工序復(fù)雜、新投入設(shè)備穩(wěn)定性要求高等因素,目前國(guó)內(nèi)高速鐵路350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段暫無(wú)接觸線更換的成熟經(jīng)驗(yàn)。

基于此,本文通過(guò)對(duì)京滬高鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)的探索、實(shí)踐、總結(jié),提煉出一套完整、成熟、先進(jìn)的350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段接觸線更換施工方法,具有良好的借鑒意義。

1"三個(gè)一次到位"接觸線更換方法

高速鐵路350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段的接觸線更換三個(gè)難點(diǎn)主要在于"技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、天窗時(shí)間有限、運(yùn)營(yíng)壓力大",為此,本文提出"三個(gè)一次到位"接觸線更換方法,主要包括"接觸線一次更換到位""接觸網(wǎng)一次精調(diào)到位""動(dòng)態(tài)檢測(cè)一次恢復(fù)到位"等三大項(xiàng)。

一是"接觸線更換一次到位",即利用第一個(gè)天窗對(duì)接觸線進(jìn)行更換,主要零部件安裝到位,主要技術(shù)參數(shù)達(dá)標(biāo),次日線路滿足開(kāi)通運(yùn)營(yíng)條件,動(dòng)車組在該錨段內(nèi)按照160km/h限制速度運(yùn)行:二是"接觸網(wǎng)一次精調(diào)到位",即利用第二個(gè)天窗對(duì)接觸懸掛各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)精調(diào),次日動(dòng)車組在該錨段內(nèi)按照200km/h限制速度運(yùn)行:三是"動(dòng)態(tài)檢測(cè)一次恢復(fù)到位",即在第三個(gè)天窗前開(kāi)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)列車,天窗點(diǎn)內(nèi)對(duì)發(fā)現(xiàn)超限數(shù)據(jù)當(dāng)日天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,次日線路恢復(fù)常速運(yùn)行。

按照高速鐵路接觸網(wǎng)一般設(shè)計(jì)錨段長(zhǎng)度,人力資源配置可分為施工總指揮、安全組、技術(shù)組、物機(jī)組、放線組、作業(yè)車組、車梯組、測(cè)量組、后勤組等,如圖1所示。

2350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段接觸線更換關(guān)鍵點(diǎn)分析

2.1接觸線更換施工天窗調(diào)查分析

在組織換線施工前,首先利用封閉天窗點(diǎn)組織專業(yè)技術(shù)人員、安全管理人員開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查,結(jié)合接觸網(wǎng)平面布置圖,調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)接觸網(wǎng)平面布置、接觸懸掛結(jié)構(gòu)、電連接的位置及長(zhǎng)度、補(bǔ)償裝置參數(shù)、涉及相關(guān)線岔、分段絕緣器技術(shù)參數(shù),制定接觸線更換初步的人力組織、軌行車輛的運(yùn)行路徑、人員出入路徑、起錨及放線方向、電連接破拆方案等。

2.2接觸線更換軌行車輛配置分析

軌行車輛建議配置為1輛恒張力放線車和2輛接觸網(wǎng)作業(yè)車,軌行車輛編組由錨段的起錨端向落錨端編組,采用接觸網(wǎng)作業(yè)車(A)＋恒張力放線車＋接觸網(wǎng)作業(yè)車(B),軌行車輛編組后,在指定位置解列(一般在起錨位置),作業(yè)車(B)運(yùn)行至下錨側(cè),因此軌行車輛編組如圖2所示。

2.3車梯作業(yè)組工作量分析

(1)在新接觸線架設(shè)完畢后,需要對(duì)新接觸線進(jìn)行理線面,接觸線理線面從中心錨結(jié)處向兩側(cè)下錨處進(jìn)行傳遞,因此中心錨結(jié)處車梯組理完線面后可直接進(jìn)行新舊線倒換,其余車梯組需要等待線面?zhèn)鬟f到本車梯組后方可進(jìn)行作業(yè),同時(shí),考慮到中心錨結(jié)處車梯組也要負(fù)責(zé)接觸線中心錨結(jié)繩的倒換,關(guān)節(jié)處車梯組要負(fù)責(zé)電連接的壓接,因此中心錨結(jié)處車梯組一般安排作業(yè)范圍2個(gè)跨距,關(guān)節(jié)處車梯組一般安排作業(yè)范圍2個(gè)跨距,其他區(qū)段車梯組一般安排4個(gè)跨距,按照高鐵線路錨段長(zhǎng)度的特點(diǎn),每個(gè)錨段接觸線更換需要8個(gè)車梯組,各組工作量按照上述要求進(jìn)行安排,作業(yè)效率可大幅度提升。

(2)車梯組承擔(dān)工作范圍內(nèi)的舊線裁剪、捆扎工作,可大幅度縮短舊線回收的時(shí)間。

2.4抑制接觸線蠕變效應(yīng)分析

(1)新線架設(shè)過(guò)程中后,考慮到蠕變伸長(zhǎng),通過(guò)查詢不同型材、不同張力體系、不同錨段長(zhǎng)度的接觸線蠕變量,確定接觸線下錨位置,做好標(biāo)記,制作終端錨固線夾。

(2)金屬蠕變主要是通過(guò)金屬內(nèi)部位錯(cuò)滑移、原子擴(kuò)散及晶界滑移等機(jī)理進(jìn)行。銅鎂合金接觸線雖然抗蠕變性能較好,但在接觸線架設(shè)過(guò)程中以及架設(shè)完畢后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),存在接觸線隨著線索應(yīng)力、溫度變化發(fā)生蠕變導(dǎo)致接觸網(wǎng)幾何參數(shù)發(fā)生變化,造成弓網(wǎng)受流性能下降甚至誘發(fā)弓網(wǎng)故障的可能性。因此,除了加強(qiáng)恒張力架線的工藝控制外,還需要考慮新線的蠕變長(zhǎng)度。

(3)接觸線蠕變是指在一定張力下,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(一般兩年)之后,其長(zhǎng)度比新使用的要增加,形成塑性伸長(zhǎng),其用蠕變率來(lái)量化,即蠕變引起的線材伸長(zhǎng)與原始長(zhǎng)度之比,用百分?jǐn)?shù)表示,計(jì)算公式如下:

式中:r表示蠕變率:AL表示全錨段接觸線的蠕變伸長(zhǎng)量:L表示全錨段接觸線總長(zhǎng)度。

接觸線蠕變過(guò)程如圖3所示。

(4)結(jié)合京滬高鐵350km/h區(qū)段運(yùn)行試驗(yàn),總結(jié)出CTMH150型接觸線蠕變伸長(zhǎng)量與錨段長(zhǎng)度和張力體系存在如下經(jīng)驗(yàn)值(計(jì)量單位為m),如表1所示。

2.5接觸線倒換工藝分析

接觸線倒換需要預(yù)先安排的各車梯組通力合作,一般錨段長(zhǎng)度在1200m左右共計(jì)需要8個(gè)車梯組,每個(gè)車梯組需要1名作業(yè)組負(fù)責(zé)人、2名平臺(tái)作業(yè)人員、4名輔助人員。

(1)理線面:新線起、落錨完成后,及時(shí)將中錨處相鄰定位進(jìn)行倒換,理好線面后依次從中錨向下錨方向兩端傳遞至相鄰車梯。

(2)中錨倒換:進(jìn)行中錨倒換,保證中錨兩側(cè)張力相同。

(3)定位、吊弦倒換:下錨后接中錨方向清理線面,先安裝定位,后安裝吊弦。放線滑輪閉口統(tǒng)一朝向支柱側(cè)(防止線索導(dǎo)入方向不一致,新舊導(dǎo)線交叉),倒出的舊廢導(dǎo)線掛在定位管靠近定位環(huán)位置,如圖4所示。倒換定位前,確認(rèn)線面,確認(rèn)換下的舊線在田野側(cè),無(wú)誤后即可開(kāi)始進(jìn)行吊弦和定位的倒換,避免發(fā)生舊線和新線交叉帶來(lái)的不利因素。各零部件嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)力矩進(jìn)行緊固,同時(shí)定位偏移量比對(duì)腕臂偏移鉛錘設(shè)置。

(4)電連接倒換:

①考慮到在接觸線更換完畢后,重新裁剪、壓接整組電連接耗時(shí)較長(zhǎng),可先將與舊接觸線連接位置的電連接從承力索端部剪斷進(jìn)行綁扎,僅重新壓接承力索和新接觸線間的電連接:

②若電連接長(zhǎng)度裕量足夠,也可從舊接觸線位置對(duì)接觸線電連接線夾進(jìn)行破拆,利用既有電連接線重新壓接接觸線電連接線夾:

③通過(guò)①或②兩種工藝,可大幅度縮短作業(yè)時(shí)間。

2.6廢舊導(dǎo)線回收工藝分析

(1)舊線拆除、回收作為接觸線更換的最后一個(gè)環(huán)節(jié),其重要性和緊迫性非常明顯。在新線落錨后,由施工總負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)起、落錨組卸載舊線,當(dāng)卸載至一定程度后,通知中錨范圍內(nèi)的車梯組進(jìn)行舊線斷線。各車梯組負(fù)責(zé)將本組負(fù)責(zé)范圍的接觸線按照2m為1截進(jìn)行裁剪、捆綁,放置在上下行兩線間。廢舊導(dǎo)線回收人員利用車梯底盤從起錨端到落錨端同步進(jìn)行裝車回收,節(jié)約回收時(shí)間,確保天窗時(shí)間充足,不影響線路開(kāi)通運(yùn)行。

(2)舊線運(yùn)輸:區(qū)間范圍舊線通過(guò)車梯底盤運(yùn)輸至就近通道口用汽車運(yùn)輸,車站范圍舊線可通過(guò)車梯底盤直接運(yùn)輸至保養(yǎng)點(diǎn),汽車可到達(dá)站臺(tái)的車站,也可利用汽車進(jìn)行運(yùn)輸。

3結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展,高速鐵路接觸網(wǎng)350km/h運(yùn)營(yíng)區(qū)段接觸線更換將成為高鐵運(yùn)營(yíng)維管中必不可少的工作,是運(yùn)營(yíng)單位必備的能力,因其具有很高的通用性,可推廣應(yīng)用至其他高鐵線路上,其社會(huì)效益和推廣價(jià)值將日益顯現(xiàn)。