设计工作是铁路基本建设的一个重要环节,是一项十分重要的辅助工作。接触网设计是铁道电气化设计中重要的组成部分,是指依据工程项目书、国家的相关政策法规和技术规范对接触网进行参数计算、平面布置、设备选型、工程统计、工程概算等工作的总称。设计工作必须依靠群众,在充分了解设计线路沿线的政治、经济、人文、自然资源的情况下展开,设计文件必须充分反映我国国情和技术政策,同时注意吸收国外先进技术,兼顾技术和经济等各方面的因素。
接触网设计工作纷繁复杂,主要包括(预)可行性研究、初步设计和施工设计三个阶段,具体步骤见图5-1。每个设计阶段需要相应的设计条件,也会形成相应的设计文件,前一阶段的设计文件经相关部门审批后作为下一阶段设计的依据和指导。
图5-1 接触网系统设计的具体步骤
(一)(预)可行性研究阶段
接触网的(预)可行性研究是根据“设计任务书”进行的,是项目立项的依据,应根据项目建设的长远规划,充分利用国家和行业资料,经过调查踏勘后编制。在可行性研究阶段要解决以下几个方面的问题:项目的范围(拟建的规模、线路起终点、线路方案等);项目主要技术标准的确定;各项主要设计原则及配合关系;项目经济技术性能比较;项目工期、主要工程数量、投资预估算、资金筹措等方面概算;宏观分析项目对自然和社会环境的影响等方面。
可行性研究文件经审批后作为接触网今后设计的依据和国家控制建设投资的依据。
可行性研究阶段应从技术、经济两方面进行全面深入的论证,采用初测资料编制,主要内容包括:解决线路方案、接轨点方案、建设规模;项目主要技术标准和主要技术设计原则;主要站段方案和规模、重大施工过渡方案;主要工程数量、主要设备概数、主要材料概数;建设工期、投资估算、资金筹措等;项目对环境、水土保持的影响及防治的初步方案,以及节约能源的措施等。可行性研究的工程数量和投资估算要有较高精度。
可行性研究文件中,与接触网有关的主要内容有:
(1)接触网新建及改建范围(线路基本概况、沿线主要工点和工程说明如车站概况等);
(2)特殊气象区、设计用气象条件及污秽区划分情况;
(3)接触网架设范围;
(4)接触网悬挂类型;
(5)接触网平面布置,主要涵盖内容有:
①接触网平面布置的主要技术原则。
②供电分段:变电所、亭位置及供电方式、分相结构及形式、站场、区间及大型建筑物的纵向、横向分段。
③锚段关节类型及结构形式。
④主要数据:跨距长度、锚段长度及补偿形式、侧面限界及绝缘距离。
⑤支柱设备及支持装置:区间支持装置形式及支柱类型;站场支持装置形式及支柱、基础类型;隧道内支持装置。
⑥附加导线的架设标准:供电线的类型及支持方式;加强线的类型及架设方式;其他附加导线(回流线、架空地线、AF、PW线等)的类型及支持方式。
⑦防护措施:防雷保护(大气过电压防护);支柱防护;接地方式;绝缘间隙及绝缘配合;特殊抗干扰防护。
⑧接触网运营维修机构:供电工区、车间及供电段位置、规模及管辖范围;主要维修设备及交通机具。
(6)重大特殊设计的原则及新技术应用,如四线并行段等存在亟待解决的问题。
(7)主要工程表,主要材料、设备表及工程概算资料。
(二)初步设计阶段
初步设计是在可行性研究审批通过的基础上进行的,目的在于进一步补充、完善可行性研究,解决可行性研究审批中提出的各类问题,包括设计内容是否齐全,选择的设备是否优良、合理,采用的技术是否先进。设计文件包括三个内容:技术说明书、附件和附表及附图。
1.技术说明书
(1)设计依据。
设计依据应说明可行性研究的鉴定及审批意见的执行情况,有关接触网设计的相关重大问题,如电化范围、电化限界及对电化进行技术改造的意见及要求、可行性研究设计确定的技术条件以及受电弓特性及接触线允许的风偏移等。
(2)确定接触悬挂类型。
站场、区间接触悬挂的类型以及大型建筑物内的悬挂类型及结构高度等。
(3)平面设计。
接触网平面布置的原则、相邻跨距的配合;区间、站场及大型建筑物间的配合;供电与分段形式;锚段关节的结构与类型;允许跨距和许可锚段长度以及之字值与拉出值的取值范围等。
(4)支持装置。
区间支持装置、站场支持装置、桥梁支持装置、隧道内支持装置以及天桥、跨线桥下的支持装置等。
(5)附加导线类型及支持方式。
供电线、回流线、正馈线的类型、张力、支持方式以及架设原则(合架、架空等);对电力架空线路的交叉跨越的要求等。
(6)防护措施。
过电压防护、接地方式、防撞、防落物、绝缘距离及绝缘配合以及其他安全措施等。
主要设备选择:所选设备类型、性能、生产厂家及设备比较选择情况。
(7)接触网工区的设置。
包括工区位置、定员、规模及工器具的配备。
(8)存在问题及概算资料。
概算资料包括材料价格、工资标准、拆迁费等经济概算资料。
2.附件及附表(www.xing528.com)
(1)主要设备表;
(2)主要材料表;
(3)主要工程数量表;
(4)有关协议、相关问题记录与公文指示等;
(5)图纸目录表。
3.附图
(1)供电与分段示意图;
(2)典型安装图包括锚段关节示意图,软(硬)横跨装配示意图,桥梁支柱、支持结构示意图,隧道悬挂结构图及隧道内下锚安装示意图以及典型支柱安装示意图;
(3)其他特殊设计图。
4.建议
初步设计后需要进行施工设计阶段,为了避免后期难以变更的问题出现,建议在施工图开展前,供电处和供电段应及时地与设计联络并确定如下事项。
(1)供电分段:特别是大型车站、长大编组站的供电分束;隔离开关的采用;供电线架设方式。
(2)主要零部件的采用:线夹、下锚装置、电连接线的安装,防松措施等。
(3)主要设备的选择:绝缘子材质和爬距、分段绝缘器的使用,避雷器的设置。
(4)工器具的配备。
(5)其他影响供电检修的事项。
(三)施工设计阶段
施工设计是根据批准的初步设计文件进行的,应完成全部施工图纸,作为接触网工程施工的依据。在施工设计阶段,如因情况变化,发生技术标准与技术设计确定的技术原则或鉴定意见不符合时,应报有关主管部门批准。
1.施工设计应完成的文件
施工设计应完成的文件有以下四部分
(1)施工图设计说明书。
①初步设计审批意见;
②主要技术参数及必要说明;
③施工注意事项;
④运营维护注意事项。
(2)招标文件。
①招标文件;
②技术规格书;
③甲控、甲供物资清单。
(3)附件及附表。
①工程数量表;
②主要设备表;
③主要材料表;
④采用标准图、通用图目录;
⑤有关协议、重要记录与公文指示;
⑥图纸目录表。
(4)附图
附图见表5-1。
表5-1 附图中需提供的图纸
施工图纸是工程实施的依据,根据已审批的初步设计和补充定测资料编制,为施工提供所需的图表和必要的设计说明,详细说明施工注意事项和要求,并编制工程概预算。工程概预算主要包括综合概算表、个别概算表、主要材料和设备表、投资增减原因分析等。
2.施工配合与技术处理
在施工阶段,设计单位要派技术人员到现场进行施工配合或技术处理。在设计中由于各种各样的原因,设计图不免有遗漏、疏忽甚至出差错的地方;还有一些是现场勘测数据不准或不符合实际的地方。这时设计单位的技术人员就应配合工程部门处理现场技术交底、现场定测、变更设计等方面存在或新出现的问题,进行就地协商处理,以免影响工程进度或工程质量。
在整个工程完成以后,设计单位还应参加工程部门与运营单位共同组织的交接验收工作。
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