支柱装配和悬挂调整预配安装一体化工艺优化

5.3.3.1　需求分析

1）新的要求

接触网工程需要一个庞大的团队共同工作来完成，团队成员的组成十分复杂，技术水平千差万别，工作习惯各有不同。这些差异有可能质量不统一而导致整个工程失控。高速铁路接触网的系统性要求大大高于既有的接触网，如此大量而精细的工作，不能按以往既有铁路经验，靠后期反复调整来凑合实现，而是需要寻求科学的系统解决方案。

为保证设计施工安装一步到位，应探究通过某种合理的方式，能让大多数人的工作达到高铁接触网要求的工艺精度高且一致性严格的工艺效果。高铁接触网新的装备材料工艺特点也要求全方位贯彻一体化施工工艺，避免多次松紧的调整，以提高工效且避免应力腐蚀的安全隐患。

2）新工艺研究的改进方向

结合武广高铁工程的设计要求和德国督导提出的质量管理要求，结合工期施工组织计划，制订标准化作业流程及作业方法，对新工艺标准进行必要的研究、培训和改进。

通常的悬挂调整一般在接触线完成蠕伸后（两种方式，自然延伸需要6～8周；超拉需要约72h）再进行，常规的主要施工内容有：定位装置的预配、安装，每套腕臂上要配一套定位装置，接触线架设完毕后，测量承力索高度及支柱受力后的支柱斜率，结合腕臂预配数据，计算出定位装置预配数据，然后进行定位装置预配，定位装置安装需占用轨道，可采用梯车或作业车。吊弦和弹性吊索的安装施工流程则为：测量→计算→预配→安装。现场测量主要数据有承力索高度、跨距（两悬挂点间距）、线路在该跨距内的凹凸变化率等。吊弦计算采用微机计算，预配采用专用设备和操作台。吊弦安装时，要求先在钢轨上测量，作安装位置标记，一般由两悬挂点向跨中测量，把测量误差累积在跨中。吊弦安装时，一般采用梯车安装，需要占用轨道作业。弹性吊索安装调整工艺和精度要求半个锚段内一般只能有一组作业，故以往的弹链安装调整显得比简链安装耗时。综合完成一个锚段接触安装悬挂需要4h。

经研究并在如下方向改进：结合一体化工艺的需要，不再完全独立地分解上述作业环节，而是结合预配工艺，一次性地完成定位装置的预配和吊弦的弹性吊索预配、一体化工艺预配和仿真一旦到位，安装后的调整工序可以减少或取消。武广高铁工程全面应用了改进后的工艺，结合专门的预配工艺软件计算工具，有效地保证了整体工效和质量。具体工艺技术要点如下。

5.3.3.2　支柱装配、悬挂调整预配的工艺要点

1）计算输入

依据程序要求将整理的各部数据依次输入，支柱装配计算包括组合定位装置。

2）加工数据的获取

采用专用软件，将以上腕臂计算参数输入。注意：各工程的参数不可能完全一致，对应的软件一定要经过精心调试和校对，才能确保各方面达到一次性安装到位的精度要求。整体吊弦计算、承力索的高度应根据接触线架设后测量结果进行输入，整体吊弦计算结果打印成表或图。

3）支柱装配预配与安装

各项目单位和工点，可以根据零配件和腕臂结构的特点研发和配置专业工器具，定义对应的预配操作方法。武广高铁工程采用的工器具如表5.4所示。

表5.4　预配工器具

预配操作流程如下：根据预制表做提料单→测量、下料→腕臂打孔→组装腕臂及定位装置→结束。

预配操作方法八步骤：

（1）提料并进行外观检查和型号数量确认。

（2）下料。根据腕臂预制表，在作业台上用钢卷尺测量出平、斜腕臂，定位管及腕臂支撑的下料长度，并用画线笔在管上作标示。将腕臂管、定位管及腕臂支撑管用卡具卡紧，用切割机准确切取预配所需用料，断面应整齐且与本体垂直。

（3）平腕臂下料后需在与棒瓶相连端单侧钻孔、打眼。

（4）预配腕臂。按支柱装配预制表尺寸，在斜腕臂上用钢卷尺测量出双套管连接器位置、定位环和安装腕臂支撑的套管单耳安装位置，用画线笔作标示。戴好定位环和套管单耳等连接螺栓处止动垫片，再用梅花扳手拧紧定位环和套管单耳的连接螺栓及斜腕臂的双耳终端线夹，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片煨到位。

按支柱装配预制表尺寸，在平腕臂上用钢卷尺测量出安装腕臂支撑和平、斜腕臂连接的双套筒连接器及承力索支撑线夹的安装位置，用划线笔作标示。戴好连接螺栓处的止动垫片，再用梅花扳手拧紧其连接螺栓，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片煨到位。带上平腕臂管帽。如图5.19所示。

图5.19　加工和组装平台

（5）预配组合定位装置：在安装好双耳套筒的定位管上，按计算长度，用钢卷尺测出安装定位器支座、吊线的钩头定位。

从另一头穿入限位支座线夹，定位管拉线用钩头定位管卡子及55型环头卡子，并按设计要求安装在各自位置，用梅花扳手拧紧其连接螺栓，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片煨到位。安装好管帽。把定位管和定位器连接在一起，用φ2.0铁线捆扎在一起，在定位管上标记安装的支柱号。（正定位可与腕臂捆在一起）。把定位支座与定位器的电连接，固定一端在定位支座，另一端待正式安装时再进行连接。

（6）加工防风拉线和定位管斜拉线：在防风拉线预制平台上，按平台上的刻度测量、下料。用热煨弯器将不锈钢线两头煨成规定的环。

定位管吊线的钢丝绳长度为计算长度（需由现场定位调整后测量验证）再加两头回头的长度，量出后，标出断点，在断点两边绑缠胶带以防散股，用切割机切断不锈钢绳。两头先将压接管套入，再将心形护环套入回头内，用力拉线头，按设计长度测量总长度并确认，用压接钳先压好一头压接管（每个压接管压两个坑），再复测一次，再压接第二个压接管，完成后将两线头压好线鼻子，全部结束后加贴上安装支柱号予以标示。

（7）组装。把定位管腕臂支撑杆、定位器及定位管吊线用φ2.0铁线捆扎好。把平、斜腕臂用φ2.0铁线捆扎成一整体。以锚段为单位整理、标示并标明支柱号。用塑料袋和草袋绑扎好绝缘子，与腕臂分开存放，安装腕臂时一起领取，现场安装前再与腕臂连接，以便运输，使绝缘子不易损坏。

（8）腕臂安装。两人抬起斜腕臂，将斜腕臂棒瓷的连接板插入腕臂底座，一人扶住底座配合，斜腕臂棒瓷连接板的孔与下底座连接板孔对齐，把螺栓销穿入，将腕臂支撑与平、斜腕臂上的套管单耳连接好，按照力矩要求紧固螺帽。如图5.20所示。

图5.20　腕臂安装(https://www.xing528.com)

操作要点与注意事项：支柱装配的预配应采用专用预配台具进行，预配的各项长度尺寸偏差不应大于3mm。预配完毕后，应进行复测，未达标应重新预配。宜在附加悬挂架设完成后，进行支柱装配测量并符合下列规定：支柱倾斜度宜采用经纬仪测量；现场实测线路曲线外轨超高应精确到毫米。

支柱装配各部件尺寸应采用支柱装配软件计算，计算值精确到毫米。所有装配在计算时应仿真验证动态包络线的符合性。

图5.21　腕臂预配计算结果的安全仿真校验

例，如图5.21所示，受电弓红色为动态极限情况下位置，如果拉出值或定位器型号、定位管状态不能满足要求，其部件将侵入动态包络线范围，进而影响弓网安全，此时需要重新进行预配计算或修改安装工艺设计，可通过软件验证调整预配值。

4）整体吊弦的预配与安装

（1）测量的施工程序：施工准备→测量悬挂点承力索高度→测相邻跨距→结束。

（2）测量悬挂点承力索高度。将多功能接触网检测仪放置在悬挂点下轨面上，操作检测仪，测出承力索距钢轨水平面的距离值报记录人。如图5.22所示，测量跨距：曲线沿外轨测量，但要注意“直缓”“缓圆”点的位置。

图5.22　激光测量仪测量

（3）整体吊弦的预制：加工程序为施工准备→计算吊弦长度→预制第一个心形环→测量切割长度预制第二个心形环→复核吊弦长度→压接包装→结束。

加工准备：领取预制计算单，并根据预制计算单、载流式整体吊弦的部件（如图5.23所示）和整体吊弦类型从库房领取预制所需数量。检查外观质量并放置在预配作业台旁。

图5.23　载流式整体吊弦部件和心形环、线鼻子排列方向

预制前应将适当长度的吊弦线进行适度预张拉。按照预配计算得到的“吊弦预制单”说明加工。

加工工艺：预制心形环，即将吊弦线穿过压接套环，在线的终端形成一个环后，再将线头穿回压接套环并拉出，将压接套环放入压接钳的压模内，操作压接钳压接。如图5.24所示。

图5.24　压接套环在压钳模内

复核吊弦长度：在预制平台上检查吊弦长度，用销钉A钩住一个心形环，用刻度尺（E）读取另一个套环内缘的尺寸，与计算表中的值进行对比，确定预制的精确度（即偏差）、心形环和线鼻子的排列方向，如图5.23所示。

（4）预制加工的质量控制要点。吊弦必须在库房并采用专用平台和专用工具预制；预制操作人员应经培训合格后方可预制作业；切割吊弦线时，应在切割处两边绕扎胶带，以免线头散股；两压接套环应在同一平面内，两端线鼻子的弯曲方向相反；预制吊弦按站区并按一个锚段为大单元，五跨吊弦为一捆，一跨吊弦为一个小单元；每根吊弦应贴标签，标签应注明××锚段××——××支柱第×根吊弦；吊弦总长度（LH）不应小于500mm。吊弦线在使用前应预张拉张力3.5kN左右。

（5）整体吊弦的安装。

施工程序为：施工准备→检测腕臂顺链路偏移值→测量吊弦位置，安装吊弦→测量导高→结束。

施工工艺：测量吊弦安装位置，安装吊弦，如图5.25所示。

图5.25　接触线吊弦线夹安装图

1.线鼻子；2.心形环；3.线夹箍；4.吊环；5/6.六角螺栓及螺母M10

一个锚段吊弦安装全部完成后，应逐悬挂点、吊弦点检测接触线下缘距轨面连线的高度。接触线高度变化的坡度及预留弛度均为0。相邻两根吊弦间的导高差不大于10mm（通常不大于5mm）。

（6）质量检验要点。整体吊弦布置应符合设计要求，位置偏差应在±50mm范围内，吊弦预制长度偏差应在±1.5mm以内。吊弦应无散股和断股现象。线夹连接螺栓紧固力矩符合设计要求。

平均温度时，整体吊弦顺线路方向垂直安装，承力索吊弦线夹与接触线吊弦线夹在垂直方向的相对误差为±20mm，直线区段吊弦线夹应端正、牢固，曲线区段吊弦线夹应垂直于接触线工作面。

一个锚段全部安装完毕后，应逐悬挂、吊弦点检测接触线下缘距轨面连线的高度，并应符合下列规定：悬挂点导高差不得大于10mm，跨中吊弦处导高差应满足预留弛度为0的要求。接触线高度变化的坡度为0。

简单链形悬挂同一跨内相邻吊弦处的接触线高度差应符合设计预留弛度的要求，允许偏差不得大于5mm。弹性链形悬挂相邻吊弦点处接触线的高度差不应大于10mm。作业过程严禁踩踏接触线或给接触线施加外力，以保证接触线的平直度。

注意事项：吊弦间距按计算值布置，安装应从中心锚结向下锚侧进行。吊弦的导线环，接触线端朝向行车前进方向侧，承力索端朝向行车的反方向侧，如图5.25所示。吊弦应端正、垂直，若线夹倾斜角度小于15°时（谨慎执行），线鼻子1应安装在螺栓头8侧，如图5.26所示。吊弦间距测量的起测点与闭合点均以悬挂点为准。每一悬挂点拉出值方向应在布置表中明确，并注明吊弦线夹螺栓穿向。

图5.26　螺栓安装允许偏转角度示意图

1.线鼻子；8.六角螺栓；9.六角螺母