城轨道交通接触网刚柔过渡安装施工工法CREC-020133

城市轨道交通接触网刚柔过渡安装施工工法1前言接触网作为城市轨道交通供电系统重要的组成部分，它是沿轨道交通线路安装的向电力机车供电的特殊形式输电线路，它是轨道交通所特有的向电力机车或电动车组提供电能且无备用的供电设备。为了保证对电力机车良好的供电，接触网的安装必须符合严格的参数要求。接触网在机车的高速行使中应能始终保持正常稳定的接触授流，且应具有足够的耐磨性与良好的导电性，寿命尽量长，力求结构简单，性能稳定，易于施工与维修。国内地铁线路正线一般受到净空及造价原因采用刚性接触网，车辆段和停车场等采用柔性接触网。在隧道口，柔性悬挂和刚性悬挂连接的地方，设置刚柔过渡系统。它是刚性悬挂与柔性悬挂实现无缝连接的关键部位，确保受电弓在两种悬挂之间的平稳过渡。通常设在架空柔性接触网和汇流排的交汇点处，适用于车辆段柔性接触悬挂与正线刚性接触悬挂。主要部件由化学锚栓、腕臂支持装置、定位装置、刚柔过渡元件等组成。刚柔过渡元件是根据受电弓由刚性到柔性或由柔性到刚性之间弹性的变化，以及汇流排自身的结构，在汇流排的上部布置一定数量的切槽来满足受电弓接触压力的变化。刚柔过渡元件能够满足刚性沿柔性悬挂方向硬度逐渐变小，即受电弓的弹性在逐渐增加，最终基本与柔性悬挂一致，这样均匀的弹性变化使受电弓能良好的受流，受电弓不论从刚性悬挂进入柔性悬挂，还是由柔性悬挂进入刚性悬挂，受电弓与接触悬挂之间的接触压力逐渐由大变小或由小变大，改善受电弓的受流质量，提高受电弓高速运行的适应性。为了解决柔性悬挂的张力问题，在刚柔过渡元件中部增加夹紧螺栓，接触线导入燕尾槽以后，拧紧夹紧螺栓，满足隧道外柔性悬挂的张力恒定。当电客车进出车场时，受电弓必然要从刚性接触网及柔性接触网衔接处上通过，受电弓能否从过渡处接触网上平稳快速获取电流，将决定着电客车的运营效率，目前全国各地地铁刚柔过渡处因为“硬点”等原因，电客车通过时难免产生拉弧，导致此处的接触网磨耗率比较高，从而限制车速通过，本工法以兰州轨道交通1号线一期供电项目为依托，主要研究刚柔过渡处安装工艺，从而减少“硬点”，减少接触线磨耗率，使电客车快速通过，提高运营效率。2工法特点2.0.1柔性架空接触网的承力索、接触线、架空地线在隧道洞内下锚，接触线嵌入5m切槽式刚性渐变加强加紧汇流排。刚柔过渡处两支接触线等高；在刚柔过渡交界处汇流排对接触线不产生下压或者上升抬力。2.0.2改善受电弓的受流质量，提高受电弓高速运行的适应性。2.0.3无特殊硬点，受流效果好。2.0.4在受电弓通过时平滑无撞击，没有出现拉弧点。2.0.5节约工期，提高工作效率。3适用范围本工法适用于城市轨道交通时速80km/h—120km/h接触网刚柔过渡安装。4工艺原理刚柔过渡元件的截面及材质与汇流排一致，在本体每隔一定的距离开有多个切槽，每个切槽的深度逐渐地朝单一方向增深，使本体的刚性朝单方向逐渐减少、柔性逐渐增大，避免接触网硬点形成，并使接触线进入刚性系统时不会产生金属疲劳、断裂或受损的危险，从而保证受电弓能平滑顺利地通过。装有接触线线夹和防扭装置的刚柔过渡元件，加紧接触线以承受柔性接触线方的全部张力而不会发生滑线和扭曲现象。刚柔过渡是指在柔性悬挂进入刚性悬挂过渡元件前，两根柔性悬挂接触线等高并列运行，然后一根接触线导入刚柔过渡元件，另一根在刚柔过渡元件外面，两根柔性接触线等高并列运行进入刚柔过渡元件约500mm后，在过渡元件外面的接触线逐渐抬高脱离接触线，其最终的抬高量不应小于35mm。在接触线下锚处，绝缘子边距受电弓包络线不得小于75mm；刚性悬挂带电体距离柔性悬挂下锚底座、下锚支悬挂等接地体不得小于150mm。受电弓距离柔性悬挂下锚支底座、下锚支悬挂等接地体不得小于150mm。（见图4）

图4刚柔过渡示意图5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图图5.1施工工艺流程图施工准备内业技术准备1实施性施工组织设计已编制，并报建设单位及监理工程师审批。开工报告已获建设单位审核，已批复。2在开工前，组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和专业是技术标准。编制作业指导书，制定施工安全措施，提出应急预案。3作业指导书编制后，应在进行安装作业前2日内进行技术交底，所有参与施工人员必须参加技术交底。所有技术交底除口头交底外，要有书面交底记录，交底双方应履行签名手续。4对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。外业技术准备1确认刚柔过渡架设区段无其他轨道车辆通过。2按照设计图纸检测隧道净空、限界、隧道口断面里程、隧道结构。3刚柔过渡处的柔性悬挂段接触悬挂调整已完成，相邻刚性悬挂段接触悬挂细调已完成。4确定放线车组方向，吊装好按设计编号的接触线线盘，确认工具及材料齐全。5确认各工序作业人员已配备齐全。支持及下锚装置定位测量图5.3-1刚柔过渡平面布置图

阳嗣桐检制巡|甘「"】；二IT图阳嗣桐检制巡|甘「"】；二IT图5.3-2刚柔过渡立面布置图I：」匕’.■(:支持装置定位与测量1纵向测量根据设计图纸，从隧道口开始起测，用钢卷尺顺着钢轨进行纵向放线测量，确定刚柔过渡处7组支持装置纵向位置，测量定位时，应避开隧道结构缝、渗水点等地方，中间4组关节处跨距允许误差士200mm，见图5.3.1-1。图5.3.1-1确定定位点纵向位置2横向测量横向定位测量时，一般以距线路中心线1300mm处为腕臂安装位置，增大限界距离，避免吊柱外露部分与电客车顶部碰撞，保证运行安全，见图5.3.1-2。图5.3.1-2确定钻孔位置接触线下锚装置定位与测量刚柔过渡处总共有两处接触线下锚装置，分别为非工作支下锚、工作支下锚，非工作支下锚纵向距离隧道口12.3m处，横向在隧道内侧距离线路中心线100mm处，工作支下锚纵向距离隧道口35.3m处，横向在隧道内侧距离线路中心线100mm处，两处下锚装置吊柱长为均应能保证接触线能调整到距离轨平面4.5m处，外露200mm。下锚吊柱不宜过长确保不侵入车辆限界。承力索下锚装置定位与测量承力索下锚装置纵向距离隧道口16.5m，横向在隧道内侧距离线路中心线100mm处，下锚吊柱长度为能保证承力索能调整到距离轨平面4.7m处，外露200mm。下锚吊柱不宜过长确保不侵入车辆限界。架空地线下锚装置定位与测量架空地线下锚装置纵向距离隧道口约20m处，横向在隧道外侧距离线路中心线1.3m处。支持装置安装腕臂式悬挂装置考虑到柔性下锚跨越的刚性悬挂点避免出现与柔性悬挂间的绝缘距离不够的问题，国内目前刚柔过渡处的支持悬挂装置大多采用腕臂式结构，腕臂吊柱通过4套M16化学锚栓锚栓与隧道顶连接，安装时通过调整螺母调节，确保吊装垂直轨面，倾斜度误差一般均不应大于1°，从而确保水平腕臂与轨面平时，达到接触线与受电弓均匀磨耗，水平腕臂长度一般保证拉出值调整到位后，外露30〜100mm为宜（不含管帽厚度）

绝缘子绝缘电阻试验合格，浇筑水泥部分不得有松动和辐射性裂纹。绝缘子字安装端正，绝缘子瓷釉表面光滑、清洁，无裂纹、缺釉、斑点、气泡等缺陷，瓷釉剥落总面积不大于30mm2。紧固件齐全，安装稳固可靠，图5.4.1-1。瓷釉剥落总面积不大于30mm2。紧固件齐全，安装稳固可靠，图5.4.1-1。3、腕臂吊柱4、吊柱腕臂底座5、棒式绝缘子6、腕臂7、'；汜流排定位线夹8、1、锚栓2、平垫圈管帽9、地线线夹10、地线安装底座图5.4.1-1腕臂式悬挂装置下锚装置安装接触线下锚装置绝缘子绝缘电阻试验合格，浇筑水泥部分不得有松动和辐射性裂纹。绝缘子字安装端正，绝缘子瓷釉表面光滑、清洁，无裂纹、缺釉、斑点、气泡等缺陷，瓷釉剥落总面积不大于30mm2。紧固件齐全，安装稳固可靠。最后采用激光测距仪将导线调整到距轨面4.5m的位置，见图5.5.1-1，5.5.1-2。1、下锚安装底座2、D型单耳连接器3、下锚绝缘子4、Z150齿形双耳楔型线夹5、终端下锚吊柱6、倒锥形化学锚栓7、平垫圈图5.5.1-1接触线下锚装置立面图

图5.5.1-2接触线下锚装置平面图^3图5.5.1-2接触线下锚装置平面图^3q的Til承力索下锚装置双承力索时两条承力索的受力务必均衡，三角联板不得出现扭斜，承锚底座应与吊柱密贴，横平竖直，安装牢固。绝缘子绝缘电阻试验合格，浇筑水泥部分不得有松动和辐射性裂纹。绝缘子字安装端正，绝缘子瓷釉表面光滑、清洁，无裂纹、缺釉、斑点、气泡等缺陷，瓷釉剥落总面积不大于30mm2。紧固件齐全，安装稳固可靠。与隧道壁相贴近的吊柱，在不密贴时可加螺帽垫片进行调至水平，最后采用激光测距仪将导线调整到距轨平面4.7m处的位置，见图5.5.2-1，5.5.2-2。1_/ALLL1、下锚安装底座2、D型单耳连接器3、下锚绝缘子4、D1型双联板5、T1型三角调节板6、T150型中锚线夹7、终端下锚吊柱150X1508、倒锥形化学锚栓9、16型平垫圈图5.5.2-1承力索下锚装置立面图

图5.5.2-2承力索下锚装置平面图架空地线下锚装置架空地线落锚底座安装完成后，两侧采用120mm2软铜绞线将正线架空地线与车场架空地线连接起来，构成接触网系统接地保护回路；架空地线下锚装置安装完成后，必须保证架空地线在最大弛度时距接触网带电体不小于150mm，架空地线下锚处调整螺栓长度处于许可范围内，并有不少于30mm的调节余量。见图5.5.3。1、倒锥形化学锚栓2、平垫圈3、终端下锚吊柱4、下锚安装底座5、调整螺丝6、T型终锚线夹7、120mm2软铜绞线8、D2型电连接线夹图5.5.3架空地线对向下锚立面图刚柔过渡元件安装刚柔过渡本体安装在柔性悬挂与刚性悬挂两个刚度不相同的系统，在柔性悬挂整个锚段安装调整完毕，相邻刚性悬挂段接触悬挂细调到位后，在相连接处的衔接点上，利用刚柔过渡元件本身刚度的方向逐渐改变，使受电弓能在两个刚度绝然不同的系统之间顺利地及平滑地过渡，刚柔过渡元件上还有多只M10螺钉，它们应在接触线装入刚柔过渡本体后拧紧至16N-M，以保证刚柔过渡元件不因本体上开有切槽而影响了对接触线原来应有的夹紧力。柔性悬挂系统中的接触线是承受张力的，当接触线接入刚柔过渡元件后，其张力由刚柔过渡元件上的接触线线夹予以承担，线夹上的螺钉应拧紧至50N-M的力矩。以确保线夹能承受接触线来自柔性悬挂系统的张力而不会滑线，见图5.6.1。图5.6.1刚柔过渡元件立面布置图接触线线夹在承受张力后可能现扭动而影响了受电弓与接触线之间的正常接触，为防止此现象的发生，刚柔过渡元件上设有防扭装置，其上的固定螺钉应拧紧至力矩为40N-M，刚柔过渡本体与柔性悬挂系统相连的一侧端部设有馈线线夹，为柔性悬挂的承力索的馈线电缆提供电连接点，馈线线夹的紧固螺母应拧紧力矩至70N-M，见图5.6.2。图5.6.2刚柔过渡元件结构图在汇流排作业平台上对接装配好汇流排终端和刚柔过渡元件（长度为5000mm）,按设计外露长度（汇流排终端头距悬挂定位点的距离为1800mm）安装汇流排终端和刚柔过渡元件，然后在接触线凹槽内均匀涂抹导电油脂，用放线小车将接触线导入汇流排，然后用扭矩扳手紧固刚柔过渡元件上的紧固螺栓和汇流排终端上的紧固螺栓，见图5.6.3。图5.6-3用放线小车将接触线导入汇流排及刚柔过渡元件内电连接安装通过电连接导线安装将接触网悬挂各导线连接起来，保证电路畅通，通过电连接可以实现并联供电，减少电阻，减少电能损耗，提高末端电压和供电质量5.7.2刚柔过渡电连接由柔性悬挂与切槽式汇流排之间电连接、刚性关节电连接及接触线下锚处与汇流排之间电连接三部分组成，其中柔性悬挂与切槽式汇流排之间电连接由2根软铜绞线（TJR-120）、2套直式接触线电连接线夹（CTAH150+TJR-120）、2套D1型电连接线夹组成，电连接线在柔性悬挂承力索上需要线夹连接，并在线夹两端用直径为1.5mm的铜线进行紧密绑扎，绑扎长度为100mm；刚性关节电连接由汇流排电连接线夹、软铜绞线（TJR-120）、铜铝过渡电连接线夹组成，见图5.7.2-1、5.7.2-2。

图5.7.2-1柔性悬挂与刚柔过渡元件之间电连接安装图5.7.2-2刚性关节及下锚处与汇流排之间电连接安装汇流排电连接线夹与汇流排及铜铝过渡线夹的接触面都应均匀涂抹导电油脂。汇流排电连接线夹距悬挂点的距离一般不小于500mm，以免影响汇流排的正常伸缩。汇流排之间的电连接线每根约长500mm，具体长度由现场确定，但必须满足温度变化时的要求。线夹安装端正牢固，螺栓紧固力矩应符合设计要求。见图5.7.3图5.7.3电连接线夹处涂抹导电油脂刚柔过渡处调整汇流排、接触线等安装完毕后，通过对各悬挂点拉出值、接触线高度、接触线工作面、锚段关节等部位的调整，使整个刚柔过渡处的接触线拉出值和接触线高度满足设计标准，以达到机车受电弓的受流条件。刚柔过渡处接触悬挂调整作业一般分为三步进行，即初调、细调、综合检测调整。1初调按设计标准值调整接触线高度与拉出值，同时检查各悬挂支持装置紧固件是否齐全稳固；调整腕臂平行于轨面，检测汇流排上平面与轨面平行，调整汇流排定位线夹与汇流排包夹良好，满足汇流排在温度变化时能顺线路自由滑动，见图5.8.1-1o图5.8.1-1拉出值调整2细调用激光测距仪逐点检查接触线高度及拉出值，对超过允许偏差范围的进行调整，导高误差不超过±3mm，拉出值误差不超过±5mm；锚段关节采用两段接触网相互侧向平行错开，平行锻的长度为4m，端部向上弯曲70mm左右，两网的水平距离根据需要定，一般非绝缘关节距离为200mm。锚段关节处的两支接触线在关节中间悬挂点处应等高，转换悬挂点处非工作支比工作支高出0—4mm。且受电弓在双向通过时应平滑无撞击和拉弧现象，见图5.8.1-2。

图5.8.1-2用接触网测距仪检查导高及拉出值3综合检测调整1）汇流排调整汇流排终端至相邻悬挂点的距离为1800mm，允许误差-100〜200mm，汇流排对接口应密贴、开口过渡应平滑顺直，不平顺度不大于0.3mm。连接端缝的平均宽度不大于1mm。汇流排中轴线应垂直于所在位置的轨道平面，偏斜不应大于1°。受电弓双向通过时应平稳顺滑，刚柔过渡点和关节不应出现硬点，刚柔过渡元件应富有弹性，接触线与汇流排的连接应平顺，不应对汇流排产生附加压力或拉力，造成硬点，见图5.8.1-3。图5.8.1-3调整后的刚柔过渡元件2）关节处调整调整使受电弓与锚段关节重合过渡部分，使两支悬挂等高，误差不超过1mm,并使两接触线工作面与两轨面连线平行，锚段关节处两汇流排以受电弓中心线为中心两边对称分布，间距符合设计标准，一般为200mm；接触线无弯曲、扭转、碰弓、脱弓现象，线面角度正确。在作业车上安装受电弓，对过渡处状态进行往返检查，对出现打弓、碰弓的地方进行调整，调整时注意始触点处两接触导线应完全等高，受电弓过渡平稳，不应出现打弓、刮弓、脱弓现象，受电弓对接触线的压力调整范围为100〜140N。3）绝缘距离刚性接触悬挂拉出值、高度及工作面调整完毕，检调刚性接触悬挂与架空地线、接触悬挂与接地体、架空地线与接地体间电气绝缘距离，其值不小于150mm,困难情况下不小于115mm。对于特殊地点至汇流排绝缘距离不能满足150mm时，应使用汇流排绝缘保护罩使之满足绝缘要求。4）设备防护刚柔过渡处调整到位后，所有悬挂定位点的活动关节、绞接部位、调整螺栓等部位均匀涂抹黄油防腐；所有贴近隧道壁的底座，与隧道壁间的间隙，应采用C15素混凝土进行填充，填充时注意保护并防止污染其他设备。填充密实、表面平整美观。见图5.8.1-4、图5.8.1-5。图5.8.1-4调整完成后的刚柔过渡处

图5.8.1-5调整完成后的刚柔过渡处6劳动组织本工法实施过程中劳动组织情况见表6表6劳动力组织表序号项目分工人数说明1支持及下锚装置定位测量测量主管工程师1负责制定测量方案及组织实施工作2测量员2负责测量仪器的操作、数据记录及现场标记3防护员2负责轨行区测量安全防护工作4支持及下锚装置安装施工负责人1全面负责支持及下锚装置安装工作5作业梯车防护人员4配合梯车上作业人员移动梯车并保证上部人员作业时，梯车平稳牢固6防护员2负责轨行区安全防护工作7作业人员2负责划线、钻孔、锚栓安装、支持及下锚装置安装8刚柔过渡元件安装施工负责人1全面负责刚柔过渡兀件安装工作9作业梯车防护人员4配合梯车上作业人员移动梯车并保证上部人员作业时，梯车平稳牢固10防护员2负责轨行区安全防护工作11作业人员2负责刚柔过渡兀件的安装12电连接安装施工负责人1全面负责电连接安装工作13作业梯车防护人员1配合梯车上作业人员移动梯车并保证上部人员作业时，梯车平稳牢固14防护员5负责轨行区安全防护工作15作业人员2负责电连接线预制及安装工作16刚柔过渡调整施工负责人1全面负责刚柔过渡调整工作17作业梯车防护人员4配合梯车上作业人员移动梯车并保证上部人员作业时，梯车平稳牢固18防护员2负责轨行区安全防护工作

19作业人员2负责刚柔过渡安装参数进行调整工作，使其满足设计要求20技术人员1使用测量仪器进行数据测量，并指导作业人员进行调整7材料与设备本工法采用的机具设备见表7表7主要机具设备序号名称规格单位数量备注1作业车台12梯车台13刚性放线小车台14注油器套15钢卷尺50m，10m个1/1现场测量6水平尺600mm个17接触网激光测距仪TYJJ-2套18扳手10〜32mm套19照明设备套110线盘50m盘111扭矩扳手套112内六方扳手套113防护灯套314记号笔盒115单滑轮0.5t个2起吊下锚吊柱用16白棕绳①16mm条1起吊下锚吊柱用8质量控制8.0.1严格执行《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-99)、《地铁直流牵引供电系统》(GB/T10411-2005)、《铁路电力牵引供电隧道内接触网设计规范》(TB10075-2000)、《铁路电力牵引供电施工规范》(TB10208-98)、《电气化铁道接触网零件通用技术条件》(TB/T-2073-2003)。8.0.2刚性悬挂接触线应比柔性悬挂接触线抬升高度20〜50mm。8.0.3柔性悬挂升高下锚处绝缘子边缘应距受电弓包络线不得小于75mm。8.0.4刚性悬挂带电体距柔性悬挂下锚底座、下锚支悬挂等接地体不应小于150mm。8.0.5受电弓距柔性悬挂下锚底座、下锚支悬挂等接地体不应小于150mm。且在受电弓通过时应平滑无撞击及不应出现固定拉弧点。8.0.6两支悬挂间距为200mm，允许误差±20mm。8.0.7刚柔过渡段应在刚性和柔性悬挂调整到位后方可进行。8.0.8在刚柔过渡元件向柔性方向接口处到3-4m的范围内，柔性悬挂不能装设吊弦。8.0.9柔性下锚跨越的刚性悬挂点宜采用腕臂式结构，以免出现与柔性悬挂间的绝缘距离不够的问题。8.0.10刚过渡元件上的螺栓必须严格按照其说明书上的要求和设计力矩用力矩扳手进行紧固，螺栓应有垫圈（防松垫圈和平垫圈）。8.0.11刚柔过渡元件应安装在线路的直线区段，避免刚柔过渡承受水平弯曲力。柔性悬挂系统的接触线应由从下侧向上方沿直线方向接入刚柔过渡元件。9安全措施建立健全项目安全生产责任制度，对施工生产中的危险源进行辨识，采取安全教育培训和安全生产保障措施，加大检查处罚力度，确保施工安全的全面受控。9.0.1施工人员上岗前必须进行安全技术培训，对培训不合格者不得上岗作业；9.0.2进入施工现场的所有作业人员必须戴好安全帽、穿工作服、工作鞋、佩戴施工证；9.0.3使用梯车施工时，梯车上工具、材料应放置稳妥，材料必须用小绳传递，严禁抛递。梯车上施工人员不得超过二人要求系好安全带。梯车推行时必须匀速前进，严禁突然启动。梯车停稳时必须固定好刹车，防止自由滑动；9.0.4使用作业车作业时，车上材料、机具、人员不得超出作业车之外。平台上作业人员不得把身体任何部位探出平台范围外进行作业；10环保、节能措施10.0.1切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程实际，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。10.0.2保持施工现场、施工临时基地环境清洁，预防噪声、振动、废气和固体废弃物污染，净化环境，强化环保意识，遵守法规，持续改进，铸造绿色工程。10.0.3制定吊装、临电等专项方案，尽力降低施工对周边居民干扰和对环境的影响。对有害作业场所进行主动监测，对从事有害作业的人员配备必要的防护用品。采取切实有效措施，不使有害物质污染场地周围的环境以及草地和树木。10.0.4施工中产生的建筑垃圾及固体废弃物及时收集、及时清理，每天做到工完场清，以保持施工现场的清洁，按照当地政环保部门的要求运至指定地点。对于生活办公垃圾按照可回收、不可回收进行分类集中搜集，交由市政环卫部门统一处理，保护环境。10.0.5加强项目部的卫生防疫。对生产、管理人员定期进行健康检查，对生活区域定期进行消毒。11效益分析11.0.1经济效益刚柔过渡系统作为轨道交通正线与车场线的分界点，根据新建轨道交通线路的经验，车场部分往往要先行投入使用，刚柔过渡处安装的效率及准确性往往影响着柔性接触网架空地线、接触线、承力索等8个锚段线索的施工。本工法实施后，显著提高了车