1、大线径导线恒张力放线施工技术模板大线径导线恒张力放线施工技术罗林生 (中铁十一局集团电务工程有限公司 武汉 430013)摘 要: 本文从恒张力放线原理入手,根据合宁客运专线的技术特点并结合铁科院网检车在合宁线的现场检测数据与实际施工检调经验, 重点介绍了高速电气化铁路采用恒张力进行大线径导线及大张力的接触线的展放原理和施工方法,确保了合宁客运专线接触线的展放一次成优, 满足了250Km/h设计要求,为以后高速电气化铁路的接触线展放提供了借鉴依据。关键词: 大线径 接触网 恒张力 展放 借鉴 前言合宁线是中国第一条真正意义上的时速为250Km/h的客运专线。随着中国电气化铁路的迅速发展, 列车
2、速度不断提高, 高速电气化铁路对接触网施工提出了越来越高的要求。特别是接触网架设, 由于其施工质量的好坏直接影响着弓网关系和受流质量, 为确保受电弓高速运行时能良好取流, 避免放线过程中产生硬弯, 我们在展放承导线时采用恒张力车进行。同时因列车运行速度的进一步提高, 基本上都是经过增大接触网张力来满足这一要求的, 而接触网张力的增加使得接触网大多都是采用大线径导线, 增强线材材质强度来实现的。而线材材质强度变强, 截面积增大和额定张力增大, 对展放接触线提出了更高要求。合宁客运专线接触网就是采用了150锡铜合金线, 额定张力采用25KN。为使这一技术难题得到解决, 我们课题研发小组专门对这一课
3、题进行了研究并获得成功。 恒张力放线原理泰斯米克恒张力放线车组的主要组成及其主要作用如下: 2.1 动力车 主要是为放线平板车提供牵引动力, 动力车带有低速自动走行功能。在车组进行恒张力放线时, 将动力系统置为低速自动走行档, 利用其低速自动走行系统为放线车组提供一个平稳的速度; 在车组正常运行时则置为运行档。在低速自动走行时, 司机既能够在驾驶室操作控制, 也能够在作业平台上操作控制, 为便于观察, 更好地配合好挂线作业人员的施工, 规定司机在作业平台操作控制。2.2 放线平板车 放线平板主要用来安装固定整个放线装置, 是整个恒张力放线车组的核心部分。放线装置由线盘支架、 导向轮、 张力盘、
4、 张力控制装置等几个部分组成。线盘支架主要是用来固定放线线盘, 线盘支架安装了直流电机, 保证线盘和张力盘同一转速转动, 并使张力盘和线盘之间的线索张力恒定( 此张力一般为放线预设张力的10%) 。导向轮主要是用来线盘和张力盘、 张力盘和抬拨线柱之间线索的走向, 避免接触线因角度过大产生折弯和硬弯。张力盘和张力控制装置是恒张力技术的核心部分。张力盘是将张力控制装置给定的张力值传递至接触线, 保证接触线的展放过程中的张力, 从而保证了接触线的平直度; 张力控制装置是用电脑控制, 首先是将预先设定的张力传输给张力盘。在张力控制装置中设计一个COMS系统, 经过COMS系统每隔15秒对线索的张力检测
5、一次, 并将检测值和预设值进行对比、 分析和纠偏补偿, 从而使接触线的实际张力始终保持恒定。2.3 挂线车挂线车主要是将展放出来的承力索和接触线固定在支持结构上, 挂线车上安装有一抬拨线柱, 主要用来调整接触线展放过程中的方向, 便于接触线的安装固定。当然, 在实际施工过程中, 还能够根据实际情况在挂线车后安排1-3台作业安装车进行中锚安装和定位安装等接触悬挂等作业。经过上面恒张力放线车的组成及主要作用的介绍, 我们能够总结出恒张力放线的原理是: 根据接触线的设计额定张力, 恒张力放线前, 预先给张力控制装置预设一个约为额定张力的70-80%的控制张力, 控制张力采用张力盘来实现, 架线前将接
6、触线在张力盘上缠绕6圈, 在线盘上缠绕后穿过抬拨线柱进行展放。张力盘采用微机控制, 架线过程中, 经过张力盘控制系统中的CMOS系统每隔15秒自动对线索的张力检测一次, 并根据检测结果, 微机及时进行自动调节, 进行对比分析、 纠偏补偿, 使输出数据始终和输入数据保持相正确一致恒定, 从而实现恒张力放线。为满足客运专线250km/h时速要求, 合宁客运专线接触线设计采用了150锡铜合金线, 额定张力采用25KN。这样因线材材质硬度变强, 截面积增大, 额定张力增大, 导致在接触网架设过程中难度进一步增大, 技术要求更高。为解决这一技术难题, 我们根据以往类似施工经验终于研制出了经过在张力盘和抬
7、拨线柱之间增加一套线面矫正装置, 该装置能够有效的克服因张力加大, 截面积增大, 材质硬度变强导致线面易扭曲, 线材易窜动, 张力难以控制等施工技术难题。该装置既有以下特点: 1)、 能有效保证线索的平直度, 避免接触线架设时产生的硬点和扭面等缺陷。2)、 能有效的避免因张力增大后使得架设时线材易窜动, 张力难以控制。3)、 如在作业中因某处产生硬点需进行处理时, 能够利用张力装置的收卷功能进行收线, 再经过线面矫正装置对该硬点进行处理, 这比一般采用线面矫正器效果更明显。 关键技术分析与控制经过上面的分析和介绍, 恒张力放线施工技术中主要有以下几个关键技术需要重点研究分析, 制定出科学的控制
8、措施。3.1 预设张力的选定预设张力选择的合理与否直接影响到放线质量甚至安全。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, 其经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,
9、这违背了恒张力的设计初衷。为此, 为选择合理的预设张力并保持其恒定, 根据我们实际施工过程中摸索总结出的经验, 对铜绞线和锡铜( 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%, 锡铜( 银铜) 合金为设计额定张力的70-80%。在合宁线施工中, 承力索架设采用10kN, 导线采用17kN, 张力选择合理, 放线质量良好。3.2 新线初伸长的处理关于新线初伸长的研究, 各国都进行了大量的研究, 而且对新线初伸长的处理方法, 各国都不尽相同。德国、 法国及日本采取的超拉方法主要如下表: 法国德国日本承力索1.2倍额定张力额定张力自然伸长1.6倍额定张力72h4-
10、8周10min接触线1.5倍额定张力额定张力自然伸长2.0倍额定张力72h4-8周30 min根据中国国情及当前中国普遍采用的架线施工技术, 我们基本都参照德国的方法采取额定张力自然伸长的方法进行处理。3.3 线索的预留长度过长及解决方案恒张力放线是经过张力盘向线索施加张力的, 放线过程前, 须将线索在张力盘上缠绕6圈, 然后穿过抬拨线柱进行展放。而且线盘和张力盘之间的线索必须始终处于受力状态。这就要求我们在线材订货配盘时必须在原锚段的基础上增加一定的预留长度( 此长度为线盘到张力盘之间的长度+张力盘上缠绕的长度, 一般约为80米左右) 。如果线材的价格按90000元/吨计算的话, 这样每个锚
11、段承、 导线共增加了约 元的成本。为解决这一技术难题, 我们根据以往施工经验, 我们采用了接触线接续延长线的架设方案, 也即: 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, 待接触线即将展放完毕时, 将线材断线, 并利用滑靴连接器和延长线相连, 连接牢靠后继续进行展放直至紧线落锚。 施工组织及工艺流程新建线正线接触线线材采用CTSH-150锡铜合金, 额定张力为25KN, 承力索采用JTMH-120铜合金绞线, 额定张力为20KN。为确保受电弓高速运行时能良好取流, 避免放线过程中产生硬弯, 我们在展放承导线时采用恒张力车进行, 同时因线材材质强度
12、变强, 截面积增大和额定张力增大, 对展放接触线提出更高要求。下面介绍其施工工艺流程。4.1 施工工艺流程4.1 施工方法4.1.1施工准备1. 工具准备: (放线滑轮100个、 对讲机6台、 断线钳1把、 手棰1把、 紧线器2套、 链条葫芦( 3t) 1套、 链条葫芦( 1.5t) 2套、 温度计1个、 钢丝套3个、 大绳( 15m 20) : 5根、 多功能激光测量检测仪、 腕臂预偏测量仪、 脚扣2把、 镀锌铁线( 4.0) 若干)。2. 材料检查: 检查机具准备是否齐全、 线盘的长度、 线型、 线盘的规格是否合适, 线盘是否安装牢固。3. 测量现场环境温度, 用手拉葫芦将坠砣串提起至下锚
13、高度, 将坠砣串用链条葫芦和4.0铁线绑在支柱上, 防止放线时坠砣上下串动。4.1.2 架线车组就位在施工准备完成后, 架线车组按施工命令进入指定位置, 准备架设。4.1.3 起锚准备1. 封锁点开始后, 架线车到达起锚柱, 架线车平台上人员将大绳放下, 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接触线终锚线夹相连。在连接过程中应防止补偿绳跳槽和绞合。连接完毕后施工负责人通知张力控制的操作人员收线, 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。2. 起锚需要穿线时, 架线车停在需穿线位置然后穿线。穿线后起锚人员将接触线拉至锚柱与补偿装置连接。3.
14、 技术标准: 等效张力时下锚坠串砣高度计算bx=bmin+n( tmax-t) bx 坠砣串至地面的距离; bmin 设计最高温度时坠砣串至地面的距离; n 补偿装置传动比的倒数; lk 中心锚结至下锚端各跨的跨距; 线胀系数; t 现场环境温度。Tmax 最高计算温度, 取值为60度。 补偿滑轮转动灵活, 铁坠砣排列整齐, 缺口方向错开180, 重量标示处于正确位置, 并保证坠砣不被支柱或其它物件卡滞。4.1.4架线1. 起锚后, 恒张力放线车组以5km/h的速度行驶。放线人员直接利用”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
15、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+放线滑轮。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。2. 看管线盘人员认真看管好线盘, 当线盘卡住、 散股或线索剩余几圈时要及时通知施工负责人。3. 技术标准: 架线时, 张力控制在额定张力的70%80%, 由线盘车上看线人员执行。架线车架线时运行速度要求5公里/小时。 挂线的放线滑轮轮径应和接触线线材配套, 以免刮伤接触线。4.1.5 落锚1. 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, 施工负责人应通知各作业人员注意观察,
16、 特别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。手板式链条葫芦紧线下锚示意图2. 复核环境温度, 若与开始放线时的温差较大, 需按无载承力索安装曲线增减坠砣。3. 技术标准: 坠砣堆码标准与起锚相同。 检查补偿绳是否在滑轮槽内, 拉线是否合乎要求。否则进行处理。 两端坠砣高度, 如紧线时未经超拉, 应考虑新线伸长预留量。4.1.6 中心锚结安装终端制作完毕应将起、 落锚处的导链葫芦卸载, 让坠砣完全受力。并拆除
17、所有导链葫芦。线索完全受力后, 车组退回至中锚处, 进行中锚安装, 防止接触网来回窜动。 结束语由我公司负责施工的巢北( 不含) 至南京枢纽全长216条公里接触网全部采用了该放线技术。施工伊始, 我们先在巢北黄庵区间创立了一个试验段, 经过试验段的不断摸索和总结, 我们编制了大线径导线恒张力放线作业指导书HN-DH-06, 该施工工艺大大提高了施工效率, 节约了材料和其它费用。铁道部组织的动态试验和动车组试验多次检测数据显示: 接触网各项参数良好, 弓网受流良好, 试验最高时速高达282Km/h。工程质量得到了铁道部、 上海局以及合宁公司等建设、 设计及监理单位的一致高度评价。大线径导线恒张力放线的成功运用为今后我公司及兄弟单位在高速电气化接触网施工中提供了宝贵的经验。作者简介: 罗林生: 1982年8月, 男, 助理工程师, 本科学历, 7月毕业于华东交通大学电气工程及其自动化, 中铁十一局集团电务工程有限公司接触网事业部副总工兼技术部部长.
