大张力铜镁150接触线展放工艺研究

在350km/h高速铁路电气化铁路工程建设中，接触线架设是接触网施工的重要组成部分之一，接触线的平直度是决定电力机车受流质量的关键。350km/h高速铁路接触线一般采用铜镁合金接触线（截面为150mm2），该接触线电阻率小，抗拉强度高，拉断力高；但是，该接触线硬度非常高，通常的工程安装过程中，接触线架设的周期也非常的短，要在短时间内平直地完成接触线的架设，对工艺流程、车辆设备的要求都非常高。这就要求根据现场施工的具体情况来引进先进的机械设备或改良传统的机械设备，总结出科学可行的施工工法，来满足高速铁路接触线平直架设的施工要求。

5.3.2.1　工艺原理

1）恒张力放线车与放线过程的机械原理

武广高铁工程采用的恒张力放线车，放线时可保持工作恒定张力为8～30kN（奥地利产的普拉塞车低于8kN不监测张力），具体可根据需要设定。放线的工作张力大，从而有效地保证了理想的恒张力架设接触线顺利实施。CEM-100.121型接触网恒张力架线（Plasser & Theurer）的车组构造如图5.12所示。

图5.12　CEM-100.121型恒张力架线车构造

1.引导员座位；2.床铺间；3.活动升降间；4.升降柱（含导向轮和校直器）；5.线盘张紧机构；6.张力增加机构；7.发动机和齿轮箱间；8.4号轴；9.3号轴；10.柴油箱；11.液压系统紧急泵；12.2号轴；13.1号轴；14.发动机和齿轮箱隔间

法国产吉斯玛恒张力放线车组构造如图5.13所示。

图5.13　吉斯玛恒张力放线车组构造

放线车组由3辆车组成，VMT 980 C-UM1型接触网作业车、VMT 980 C-UM2型接触网作业车、WA 20 DER型接触网恒张力放线作业车。上述3辆车可编组使用，高速运行时可统一控制，也可分解单独使用

额定恒张力放线的机械原理是：根据接触线的额定张力，恒张力放线前，预先给张力控制装置设置接触线的放线的控制张力。控制张力采用张力盘来实现，架线前将接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，通过张力盘控制系统每隔一定时间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对的一致恒定，从而实现恒张力放线。和传统的张力放线相比，恒张力架线车组模式具有以下优点：通过设置一个接触线恒定的张力（此张力大于工厂制造过程中导线收盘卷线时的张力），通常为8～12kN，同时放线过程中通过合理设置导向轮和校直器，可保证接触线的平直度，避免接触线架设时产生的硬弯或扭转等缺陷；可以利用精确的低速自动走行系统，给放线车组提供小于5km/h的平稳匀速行走。

2）工艺操作原理

在进行恒张力架设接触线之前，必须对机械设备情况进行详细的检查，并对放线锚段的现场情况进行调查，制订相关的安全保证措施及应急预案，确保接触线架设施工的顺利实施，在放线的过程中，严格按照施工作业流程进行，并注重每一步的工艺实施，具体详见施工工艺流程及操作要点。

3）使用经验小结

通过这两种主要放线车组的应用，满足了武广高铁工程的实际需要，施工过程中也发现一些今后需要进一步改进的环节，如普拉塞车自动化程度高，但每次只能架设一个锚段的接触线，施工效率偏低，今后有条件时，应改进如图5.14所示的该放线平板车升降柱上方的导向轮直径，应尽量加大并合理安装校直器，以进一步改进放线质量。

图5.14　放线平板车升降柱上方的导向轮和校直器

吉斯玛线盘支架较多，但由于线盘支架和张力盘之间拐角较大，易产生硬弯和扭转，今后应改进其盘架的位置调整方式，使得两个线盘支架始终和张力盘在一条直线上，没有拐角，避免线索在展放过程中的扭转和硬弯。

5.3.2.2　施工工艺流程及操作要点

1）工艺流程

架线准备→起锚→接触线展放→落锚→结束。

为保证接触线架设的质量，减少硬点数量，防止接触线扭转，要求采用普拉塞架线或吉斯玛架线。架设接触线时，需要用S勾加滑轮将接触线临时悬吊在承力索上，一般每跨需要4处，在吊弦安装完成后，才能取下S勾加滑轮。

接触线架设工艺流程包括：施工准备（线盘吊装、转换柱、曲内柱腕臂加支撑）→运行至起锚柱→安装补偿装置→起锚→恒张力架线车以边放线边用S勾加滑轮的形式，将接触线悬挂在承力索上→紧线调整补偿装置ab值→断线落锚→返回中锚位置，架设接触线中锚。一般1.5h完成一个接触线锚段的架设（1400m）。

2）操作方法

（1）架线准备。

事先向架线人员进行技术交底培训，使每个作业人员均为合格的操作者。技术人员应按设计图纸提前做好放线计划及示意图，发给架线车司机、驻站联络人和施工负责人每人一份。提前将架线封闭线路要点的架线作业计划提交给线路临管单位运输部门调度，以便安排作业封闭点计划。架线当天，架线全体人员应在封闭点前一个小时到达车站，并上车准备。

起锚人员提前到达现场，检查架线锚段的承力索是否已架设且归位。检查补偿装置是否安装正确。检查放线机械、工具与材料的质量及数量是否符合作业要求，并将工具和材料装在架线车上。检查支柱强度及拉线、坠砣及棘轮补偿等是否达到要求。在支柱合适位置安装固定抱箍，把坠砣提到设计位置后，固定在临时抱箍上（或用尼龙套固定在限制框架合适位置上），使坠砣串基本保持在该位置。

架线车编组顺序为：恒张力架线车（头车）+轨道吊车+平板车。施工前应将架线车组停放在需架线区间的邻近车站，将所放锚段的线盘装在车上，并将接触线平直度整正器安装调试好。检查线盘号与锚段号是否符合，打开线盘注意线头方向是否正确。

架线人员配合将卷扬机钢丝绳缠绕在绞盘上，恒张力架线车司机按操作程序将张力和百分比的设定值设为“0”，工况转换开关用“1”号位；将压块与绞盘的间隙适当调大，把卷扬机离合器脱开位（离合器手把在内侧），按走线方向绕过绞盘（绕1圈半），最后从绞盘下面向线盘方向引出（架线作业人员配合），并将接触线与网套连接好。助理司机摇动支架，将立柱顶部张力滑轮抬高。

司机按程序操作，先把线盘与两个绞盘上的线收紧，将百分比设为20％，工况转换开关用“1”号位。将“绞盘缓解”按钮按下后，线盘应缓慢转动，直到把线收紧为止；司机按程序把选择开关（电器柜上）打到遥控位，工况转换开关用“2”号位，把卷扬机离合器扳到接合位，操作遥控器收回卷扬机钢丝绳，同时将线盘上的金属线引出，缠绕在两个绞盘上；司机按程序操作，解除线盘移动定位，并用细绑线将打开后的线盘移动定位板固定住。把工况转换开关扳到“3”号位，用手稍微推、拉摇动杆，线盘应随着左右横向移动；司机按程序操作，将液压装置全部恢复到原始位置，所有的定位销（定位板）置于锁定位。提前将接触线校直器安装在架线上立柱位置，并调整好。

将接触线头与网套分离，将卷扬机离合器扳到脱位，人工将卷扬机钢丝绳收回，把接触线拉向作业台。待放接触线起锚端引过柱顶部张力滑轮（接触线平直度校正器，详见图5.15），将其拉到作业平台，架线人员按“接触线锥套式终端锚固线夹安装（拆卸）指导书”安装好起锚端终端锚固线夹，使终端锚固线夹的位置置于作业平台长度的2/3处，并将接触线放在校正器内，合好校正器，拧紧连接螺栓。

图5.15　在放线过程中的接触线平直度校直器

（2）起锚。

A.接到线路封锁命令后，架线车组运行至起锚支柱位置停车，司机摘开高速运行挡，转换到液压走行挡位。将工作台栏杆扶起固定好，解除作业台回转定位，绞盘架摆动定位。把工况转换开关扳到“1”号位，并在操作室计算机显示器上确认，同时确认张力和百分比皆为“0”。

B.司机按程序把工况控制板上“线盘制动缓解”和“绞盘制动缓解”按钮持续按住，将线盘和绞盘缓解。

C.架线作业人员人工转动线盘与绞盘，将线索端头拉到补偿装置附近。

D.司机按程序操作，将立柱升到工作高度，同时将立柱张力轮托起。

E.架线车司机遥控操作，旋转并升作业平台靠近锚柱补偿装置位置处。起锚人员一人上杆，配合架线车上人员将补偿连接件复合绝缘子递给架线车上人员，并检查补偿绳是否在棘轮槽内、平衡绳是否平顺，架线车上作业人员将接触线终端锚固线夹与复合绝缘子连接上。

F.司机遥控操作，使架线平台归位。将架线车与轨道吊和平板车解体，起锚人员下杆，起锚完成。

（3）接触线展放。

A.架线车司机在操作台上将放线距离数值清零，计算机故障确认（清零）设定架线参数（即张力等）。架线速度选1速。将张力轮下降，司机用遥控器操作放线车开始放线。

B.作业负责人负责观察线条的走向，并负责指挥司机和作业人员操作，1人准备工具吊弦，两人挂工具吊弦和滑轮，架线车边走边挂，每跨不少于4个，工具吊弦上部挂在承力索上，下部挂滑轮，再将接触线挂在滑轮内。如图5.16所示。(www.xing528.com)

图5.16　放接触线挂工具吊弦（捞刀河大桥架线）

C.展放过程中，指挥人员特别注意协调张力车走向速度和挂线作业人员的一致性，恒张力车应尽可能避免停车、启动，并避免两车间距过大（对接触线平直度影响较大）。

D.架线车上的作业平台基本接近下锚柱时停止展线，指挥人员与起锚人员随时联系，掌握起锚处的变化状况，并根据此情况指挥司机和架线人员使架线车停止前进，准备进行落锚。

（4）落锚。

A.架线到落锚地点后，司机将工况选择开关保持在“3”号位不动，司机遥控操作，将作业台转向锚柱，并操作使放线车体倾向下锚侧（田野侧）。

B.落锚施工人员在接触线和下锚连线的适当位置安装紧线器，用链条葫芦把补偿装置与接触线连接。紧链条葫芦，当链条葫芦加力至葫芦逐渐向田野侧偏移，司机配合逐渐降低接触线的张力，待实际张力稳定后，把张力与百分比的给定值同时设为“0”，此时线索基本到下锚方向。

C.链条葫芦继续紧，起、落锚人员观察坠砣串及b值，当b值符合设计要求时，通知紧线作业人员停止紧线。

D.司机将立柱缓慢下落，使立柱顶线索松开。立柱下落后，如张力与百分比值都已到零，但从外观看不出从架线车立柱顶部引出的线索完全松弛，此时可应落锚人员要求向起锚方向稍微移动架线车（距离0.5～1m）以彻底松弛金属线。此时，严禁使用遥控器移动架线车，必须在司机室内操作。

E.断线安装终端锚固线夹。根据“接触线锥套式终端锚固线夹安装（拆卸）指导书”工艺制作要求，先准确对位（在起锚、落锚坠砣高度都符合设计要求的情况下，进行对位剪线）剪线后，严格按接触线终端锚固线夹安装作业指导书安装好终端线夹。

F.将接触线锥套式终端锚固线夹与落锚补偿装置的复合绝缘子连接牢靠，将接触线校正器螺栓松开，抬起校正器，取出接触线。

G.紧线操作人员缓慢松开链条葫芦，拆除链条葫芦和紧线器，架线车归位，即完成正式落锚连接。架线车司机操作使作业平台及车体归位到正常位置。

架线施工的部分过程，如图5.17所示。

图5.17　落锚等架线施工过程

H.架线人员将卷扬机和钢丝绳与剩余线头连接，开关在“1”号位，百分比设25％，张力为“0”。按控制板上线盘制动缓解和绞盘制动缓解钮，把线头收回到立柱滑轮附近。司机将工况转换开关用“2”号位，百分比设25％，用遥控器收线。

I.在一个锚段找3～5个跨距用接触线平直度检测尺检测所放锚段接触线平直度是否符合要求，如图5.18所示。

图5.18　接触线平直度现场检测及检测尺

（5）经验和措施。

A.复线曲线处加固应根据曲线半径和承力索的张力计算，水平张力大于垂直张力时，方可采取加固措施。

B.工具吊弦的长度应事先根据设计额定张力计算，分为A、B两种，即靠近悬挂点为A，跨中为B，放线时按型号位置安装。放出的接触线应处于平顺状态，避免有明显上下起伏，该要求对接触线平直度影响较大。

C.起锚处，用φ4.0镀锌铁线将接触线棘轮与棘轮框架固定在一起，使棘轮不能转动。

D.放线采用恒张力架线车，行驶速度3～5km/h，接触线架线张力由接触线生产厂家设定，宜为8～12kN。

E.接触线展放后，应及时按照施工程序将定位器卡上，否则自由放置的导线会引起自然扭转。扭转后的导线，如果实施矫正，波浪弯无法彻底根除。

3）资源配备情况

架设恒张力接触线的劳动力配置如表5.1所示。

表5.1　额定恒张力接触线架设劳动力配置表

工机具包括恒张力放线车、作业车以及放线需要的各类辅助工器具，配置如表5.2所示。

表5.2　主要设备机具配置

材料与设备主要包括接触线、下锚装置、绝缘子等，详细材料设备，如表5.3所示。

表5.3　主要材料设备需求表

4）施工现场质量控制要点

（1）悬挂用临时吊弦应采用两种长度，在悬挂点两端和跨中长度不一样，确保接触线临时悬挂的平直度。

接触线的平直度检测标准：在一个锚段找3～5个跨距用接触线平直度检测尺检测所放锚段接触线平直度或每隔300m，在不同悬挂点用塞尺检查导线与检测尺之间的间隙，其间隙不得大于0.05mm。

（2）安装前将线夹拆开，并确认锥套式终端锚固线夹是否使用过二次，安装前事先加贴一永久标记（如刻一凹槽），确认不了不得使用，并做出标记隔离存放。

（3）对接触线端（落锚和起锚处）实际张力进行测量。采用线材张力测量仪对接触线实际张力进行测量，确保张力值达到设定要求。

（4）接触线应按设计锚段长度对号架设。承力索、接触线不得有接头。正线接触网悬挂工作支改变方向时，该线与原方向的水平夹角不宜大于4°，困难情况下不宜大于6°。站场正线及重要线的接触线应在下方，侧线及次要线的接触线应在上方。

（5）补偿装置应符合设计要求，补偿绳应无磨支柱现象，坠砣完整无损。补偿滑轮转动灵活，坠砣完整无损，排列整齐，缺口方向错开180°并保证坠砣不被支柱或其他物件卡滞。坠砣串重量与标准相差不超过1％。

（6）编制架线作业计划表应把各工序需要时间编入计划，以利掌握施工总时间。

（7）在架线过程中，严禁停止牵引车，在匀速运行过程中，张力控制在额定放线张力±1％以内；在落锚处停车，停车时恒张力装置的张力变化率不得大于±5％。架线车架线时运行速度为3km/h。控制张力变化从而控制接触线的放线质量。

通过上述高速接触网恒张力架设施工技术的研究攻关，培养锻炼了技术管理队伍，通过考察调研、收集资料、对比试验、分析研究，总结出的一套完整的高速电气化铁路接触网恒张力架设施工技术，在全线所管辖的各项目部全面推广，得到了建设单位和德国督导专家的充分肯定，受到外界的一致好评。采用恒张力架设150mm铜镁合金接触线并满足时速350km的高速铁路接触网施工质量精度要求的上述工法，尚属国内首次，这个新的精确施工工法填补了我国铁路电气化接触网架设的空白。