高速铁路350km/h运营区段接触线更换施工方法探讨

引言

随着高速铁路的快速发展,我国已进入"高铁时代",高铁已成为人们出行必不可少的交通工具,特别是随着350km/h"复兴号"动车组开行,我国成为世界上高铁运营速度最快的国家。高速铁路350km/h运营区段接触线更换需克服夜间天窗时间有限、工序复杂、新投入设备稳定性要求高等因素,目前国内高速铁路350km/h运营区段暂无接触线更换的成熟经验。

基于此,本文通过对京沪高铁运营维护的探索、实践、总结,提炼出一套完整、成熟、先进的350km/h运营区段接触线更换施工方法,具有良好的借鉴意义。

1"三个一次到位"接触线更换方法

高速铁路350km/h运营区段的接触线更换三个难点主要在于"技术标准高、天窗时间有限、运营压力大",为此,本文提出"三个一次到位"接触线更换方法,主要包括"接触线一次更换到位""接触网一次精调到位""动态检测一次恢复到位"等三大项。

一是"接触线更换一次到位",即利用第一个天窗对接触线进行更换,主要零部件安装到位,主要技术参数达标,次日线路满足开通运营条件,动车组在该锚段内按照160km/h限制速度运行:二是"接触网一次精调到位",即利用第二个天窗对接触悬挂各项参数进行系统精调,次日动车组在该锚段内按照200km/h限制速度运行:三是"动态检测一次恢复到位",即在第三个天窗前开行动态检测列车,天窗点内对发现超限数据当日天窗点内进行调整,次日线路恢复常速运行。

按照高速铁路接触网一般设计锚段长度,人力资源配置可分为施工总指挥、安全组、技术组、物机组、放线组、作业车组、车梯组、测量组、后勤组等,如图1所示。

2350km/h运营区段接触线更换关键点分析

2.1接触线更换施工天窗调查分析

在组织换线施工前,首先利用封闭天窗点组织专业技术人员、安全管理人员开展现场实地调查,结合接触网平面布置图,调查现场接触网平面布置、接触悬挂结构、电连接的位置及长度、补偿装置参数、涉及相关线岔、分段绝缘器技术参数,制定接触线更换初步的人力组织、轨行车辆的运行路径、人员出入路径、起锚及放线方向、电连接破拆方案等。

2.2接触线更换轨行车辆配置分析

轨行车辆建议配置为1辆恒张力放线车和2辆接触网作业车,轨行车辆编组由锚段的起锚端向落锚端编组,采用接触网作业车(A)＋恒张力放线车＋接触网作业车(B),轨行车辆编组后,在指定位置解列(一般在起锚位置),作业车(B)运行至下锚侧,因此轨行车辆编组如图2所示。

2.3车梯作业组工作量分析

(1)在新接触线架设完毕后,需要对新接触线进行理线面,接触线理线面从中心锚结处向两侧下锚处进行传递,因此中心锚结处车梯组理完线面后可直接进行新旧线倒换,其余车梯组需要等待线面传递到本车梯组后方可进行作业,同时,考虑到中心锚结处车梯组也要负责接触线中心锚结绳的倒换,关节处车梯组要负责电连接的压接,因此中心锚结处车梯组一般安排作业范围2个跨距,关节处车梯组一般安排作业范围2个跨距,其他区段车梯组一般安排4个跨距,按照高铁线路锚段长度的特点,每个锚段接触线更换需要8个车梯组,各组工作量按照上述要求进行安排,作业效率可大幅度提升。

(2)车梯组承担工作范围内的旧线裁剪、捆扎工作,可大幅度缩短旧线回收的时间。

2.4抑制接触线蠕变效应分析

(1)新线架设过程中后,考虑到蠕变伸长,通过查询不同型材、不同张力体系、不同锚段长度的接触线蠕变量,确定接触线下锚位置,做好标记,制作终端锚固线夹。

(2)金属蠕变主要是通过金属内部位错滑移、原子扩散及晶界滑移等机理进行。铜镁合金接触线虽然抗蠕变性能较好,但在接触线架设过程中以及架设完毕后很长一段时间内,存在接触线随着线索应力、温度变化发生蠕变导致接触网几何参数发生变化,造成弓网受流性能下降甚至诱发弓网故障的可能性。因此,除了加强恒张力架线的工艺控制外,还需要考虑新线的蠕变长度。

(3)接触线蠕变是指在一定张力下,经过一定时间(一般两年)之后,其长度比新使用的要增加,形成塑性伸长,其用蠕变率来量化,即蠕变引起的线材伸长与原始长度之比,用百分数表示,计算公式如下:

式中:r表示蠕变率:AL表示全锚段接触线的蠕变伸长量:L表示全锚段接触线总长度。

接触线蠕变过程如图3所示。

(4)结合京沪高铁350km/h区段运行试验,总结出CTMH150型接触线蠕变伸长量与锚段长度和张力体系存在如下经验值(计量单位为m),如表1所示。

2.5接触线倒换工艺分析

接触线倒换需要预先安排的各车梯组通力合作,一般锚段长度在1200m左右共计需要8个车梯组,每个车梯组需要1名作业组负责人、2名平台作业人员、4名辅助人员。

(1)理线面:新线起、落锚完成后,及时将中锚处相邻定位进行倒换,理好线面后依次从中锚向下锚方向两端传递至相邻车梯。

(2)中锚倒换:进行中锚倒换,保证中锚两侧张力相同。

(3)定位、吊弦倒换:下锚后接中锚方向清理线面,先安装定位,后安装吊弦。放线滑轮闭口统一朝向支柱侧(防止线索导入方向不一致,新旧导线交叉),倒出的旧废导线挂在定位管靠近定位环位置,如图4所示。倒换定位前,确认线面,确认换下的旧线在田野侧,无误后即可开始进行吊弦和定位的倒换,避免发生旧线和新线交叉带来的不利因素。各零部件严格按照标准力矩进行紧固,同时定位偏移量比对腕臂偏移铅锤设置。

(4)电连接倒换:

①考虑到在接触线更换完毕后,重新裁剪、压接整组电连接耗时较长,可先将与旧接触线连接位置的电连接从承力索端部剪断进行绑扎,仅重新压接承力索和新接触线间的电连接:

②若电连接长度裕量足够,也可从旧接触线位置对接触线电连接线夹进行破拆,利用既有电连接线重新压接接触线电连接线夹:

③通过①或②两种工艺,可大幅度缩短作业时间。

2.6废旧导线回收工艺分析

(1)旧线拆除、回收作为接触线更换的最后一个环节,其重要性和紧迫性非常明显。在新线落锚后,由施工总负责人协调起、落锚组卸载旧线,当卸载至一定程度后,通知中锚范围内的车梯组进行旧线断线。各车梯组负责将本组负责范围的接触线按照2m为1截进行裁剪、捆绑,放置在上下行两线间。废旧导线回收人员利用车梯底盘从起锚端到落锚端同步进行装车回收,节约回收时间,确保天窗时间充足,不影响线路开通运行。

(2)旧线运输:区间范围旧线通过车梯底盘运输至就近通道口用汽车运输,车站范围旧线可通过车梯底盘直接运输至保养点,汽车可到达站台的车站,也可利用汽车进行运输。

3结语

随着我国高速铁路的快速发展,高速铁路接触网350km/h运营区段接触线更换将成为高铁运营维管中必不可少的工作,是运营单位必备的能力,因其具有很高的通用性,可推广应用至其他高铁线路上,其社会效益和推广价值将日益显现。