1、200km/h时速铁路电气化工程 技术系统简介,提要:从设计、建设、施工、维修等阶段的技术出发,简要介绍高速铁路电气化工程各实用技术系统的基本构成、有关技术概念、原理、工程技术意义等;供从事高速铁路电气化工程各阶段应用技术管理人员和技术业务工作的人员系统、全面了解、理解、掌握高速铁路电气化工程技术借鉴。,目 录,1我国已正式运行的200公里时速网工程有关情况 1.1时速160km/h广深客专接触网工程有关情况 1.2时速200公里新建秦沈客运专线网工程试验情况 1.3时速200公里新建客货共线遂渝接触网工程试验段情况 1.4时速200公里既有改建哈大线Re200C接触网工程有关情况 2时速20
2、0km/h接触网综合匹配的特性 2.1两大复杂子系统 2.2两大子系统动态综合作用 2.3 动态综合匹配特性 3时速200km/h接触网的弓网关系 3.1一般接触网弓网关系特性 3.1.1 接触网类别 3.1.2一般钢性悬挂接触网弓网关系特性 3.1.3柔性悬挂接触网弓网关系特性 3.2时速200km/h弓网运动机理及有关技术特性 3.2.1弓网运动机理 3.2.2接触网与受电弓运动匹配的静态特性 3.2.3时速200km/h接触网弓网关系的动态特性 4时速200km/h接触网建设、施工、维修需要思考、解决的几个重大问题 4.1世界电气化铁路先进国家对高速接触网的建设、施工、维修已有定论的几个
3、重大问题 4.1. 1寿命周期成本最低化 4.1.2实现高速接触网“寿命周期成本最低化”的主要技术方法 4.2.2实现高速接触网高可靠、少维修的建设基础条件问题 4.2.2实现高速接触网高可靠、少维修的施工技术基础保证问题,1我国已正式运行的新时速网工程有关情况,1.1广深新时速客专线接触网工程有关情况 1.1.1工程概况 大约146双正线公里的160公里时速接触网,其中,K36+700至仙村段有20多公里的时速200公里试验段,全程客车运营时间约1小时出头。工程92年开工;94年8月,因建设单位易主停建;97年复工,98年8月主体送电开通;运行至今,接触网状态技术指标国内同行领先,运行效果反
4、映良好。1999年,其电气化铁路工程质量获得鲁班奖,工程技术获得国家科技进步奖。1.1.1工程概况 大约146双正线公里的160公里时速接触网,其中,K36+700至仙村段有20多公里的时速200公里试验段,全程客车运营时间约1小时出头。工程92年开工;94年8月,因建设单位易主停建;97年复工,98年8月主体送电开通;运行至今,接触网状态技术指标国内同行领先,运行效果反映良好。1999年,其电气化铁路工程质量获得鲁班奖,工程技术获得国家科技进步奖。,返回,1.1.2十一大设计与设备引进创新技术保证,1991年,广铁局以大修改造建名,委托我们天津电气化勘测设计研究院,独家进行并完成可研与设计。
5、 创新技术情况:设计人员在考察、比较、研究了法、德两国高速电气化铁路的系列工程技术后,研发、创新、采用了下列十一大新技术。 接触网下部,引进创新了四大新技术:第一,接触网支柱,全部采用了杯型基础;第二,拉线装置,全部采用了基础;第三,腕臂及小跨距硬横梁支柱采用了400的高强度钢筋混凝土预应力等径圆杆;第四,车站及多股道小线间距区间采用了硬横梁。 接触网上部引进创新了七大主要新技术:第一,德产银铜合金接触线;第二,3.5 t承力索、接触线张力系统;第三,平腕臂;第四,载流整体吊弦;第五,大轮径高传动效率的轻型铝合金滑轮,加软不锈钢绳的1:3、1:4下锚补偿装置;第六,法国防窜中心锚节;第七,轻型
6、限位定位器。 还采用了“仿真设计技术”、“接触线高度5.6m”、“摆式列车”等许多有利于改善高速运行效果的其他高速铁路装备新技术。 运行技术效果:虽然,接触网悬挂结构仍然采用最传统的“简单链型悬挂”(国际上最好的简单链型悬挂结构的接触网运行速度,也只能达到300km/h时速以下,而且其对应的合理使用年限只15年以下),但是,由于这十一大以上设计、零配件、装备新技术的系统运用,在良好的新建高标准轨道工程技术的基础上,我国第一条160公里时速以上的(部分区段最高运行速度200公里)的广深电气化铁路奠定了坚实的“硬技术”基础,据多次动态检测试验数据和有关运行情况表明,8年来,包括200km/h时速段
7、在内的160km/h时速广深接触网运行情况良好。,1.1.3三大创新建设管理基础保障,第一,国内首次借鉴国外高速电气化铁路建设基本经验,进行了高标准的铁路线路建设,并在新建铁路线路运行两年以上基本稳定后开始接触网上部建设施工;第二,国内首次实现了“全线每天一次性开天窗施工3.5小时4.0小时”的建设组织模式;第三,首次实现了“现场设计、施工技术专家组共同进行接触网动态检测、评估、试验”的建设组织模式;为能够顺利、高起点、高标准建成我国第一条160公里时速(部分区段最高运行速度200公里)的电气化铁路,创造了起决定性作用之一的必备的建设条件。,1.1.4三大创新施工工艺技术保证,国内首次系统采用
8、了的国内首创、国际领先水平的三项重大施工新工艺技术:即,“接触悬挂与承力索、接触线架设四个一次到位”新施工工艺技术,“恒张力架线” 新施工工艺技术,接触网动态检测、评估、试验”新施工技术。 其中,全线“接触线的动态检测、评估、试验”工作进行了三个循环近一个月时间。 1.1.4三大创新施工工艺技术保证 国内首次系统采用了的国内首创、国际领先水平的三项重大施工新工艺技术:即,“接触悬挂与承力索、接触线架设四个一次到位”新施工工艺技术,“恒张力架线” 新施工工艺技术,接触网动态检测、评估、试验”新施工技术。 其中,全线“接触线的动态检测、评估、试验”工作进行了三个循环近一个月时间。,1.2时速200
9、公里新建秦沈客运专线网工程试验情况,2002年,新建时速200公里的秦沈客运专线接触网工程,由铁道部有关部门指导、主持,建设单位组织,各标段施工单位参加,进行了几个周期近半年的综合动检、测量、评估、试验。,1.3时速200公里新建客货共线遂渝接触网工程试验段情况,2005年1-3月,铁道部有关部门指导,建设单位组织,站前站后各专业设计及专业施工技术人员参加,在约20多公里长的试验段内,实施了为期近三个月的“动态检测、专家评估、试验”工作;为此,铁道部还专门列出了上千万元专项试验经费。,1.4时速200公里既有改建哈大线Re200C接触网工程有关情况,时速200公里既有改建哈大线Re200C接触
10、网工程,除支柱基础在内的下部工程和附加线工程外,其他接触网上部工程包括变电所内的设备等,均是引进德国Re200接触网系统的设计、零配件、构件,包括主要施工工法及施工工艺、施工工器具等。 与国内同速度等级接触网的主要技术指标区别是:采用了弹性链型悬挂(国际最好的弹性链型悬挂结构的接触网运行速度,可以达到350km/h时速以上,而且其对应的合理使用年限可以达到30年40年),采用了国际先进水平的“恒张力架线”、“接触网四个一次到位”、“包括弹性均匀度在内的精密静态检测、每个锚段各三次封锁线路依次联合进行的低中高速动态检测试验”等系列国际先进施工技术。 运行效果:根据有关维修及160km/h时速的实
11、际运行情况反映,建成运行3年多来,弓网上运行情况良好。目前,正在进行200km/h时速的铁路线路改造及相关网工程配合建设,还没有其具体的200km/h速度的动态检测试验数据显示情况。,2时速200km/h接触网综合匹配的特性,从运动学角度讲,电气化铁路工程技术,主要由“轨”、“车(弓)”、“网”三大系统设备实体技术构成的“轮、轨”与“弓(轮)、网”两两动态作用的一种工程实用技术;其主体接触网工程技术,就体现出这样“两大复杂子系统动态作用是否综合匹配效果的特性。,2.1两大复杂子系统,所谓两大复杂子系统,就是“轮轨”复杂子系统和“弓网”复杂子系统。,2.2两大子系统动态综合作用,所谓两大动态综合
12、作用:一是指运动下的“轮”与“轨”的动态相互作用;二是指运动下的“弓”与“网”的动态相互作用;三是指这两两相互作用的综合作用,就是我们电气化铁路工程技术的两大重要基本关系。,2.3动态综合匹配特性,所谓综合匹配的特性,一指“轮轨”、“弓网”两大系统本身,各有其独特复杂的系统技术特性;二指“轮轨”与“弓网”两大系统相互之间的作用更具综合性。这是因为:第一,轮轨关系既有独特性,又有基础性和一定的制约性;第二,弓网关系既有独立性,又有一定的综合性;第三,随着电力机车运行速度的提高,特别是提高到160km/h之上后,速度每提高约10%,两大系统的关系就会呈现出高次幂函数的变化规律,具有特殊复杂性;第四
13、,根据世界高速电气化铁路工程技术发展成果表明,在高速电气化铁路工程中,任何一个内在要素的变化,包括一个结构参数的变化,都无不带来高速电气化铁路工程技术(包括设计、建设、制造、施工各环节)上大的差异;这些差异,甚至无法仅依赖一门或几门科学技术理论来指导、解决,还必须依靠先进的工程科学技术试验方法手段来不断的试验、研究后才指定调整、改善和提高各个工程要素之间的匹配性与适宜性,才可能建立一套特定可靠的高速电气化铁路工程系统技术指标。 依照系统方法理论,上述提到的工程要素,应该包括所有硬要素与软要素。重要的硬要素有如材质、地质、基础、零配件、构件、设备、工机器具等;重要的软要素有如,合适的工程结构构造
14、,先进的工程零配件、构件、设备的制造手段、工艺,合理的建设条件(如合理投资、合理工期、合理作业时间与作业空间等条件),先进的施工工法、工艺(包括先进的施工机械设备、工器具、检测手段、试验手段与方法技术)等。,象德国接触网,就创造了Re80、Re100、Re120、 Re160、Re200、Re230、Re250、 Re280、Re330等以适应系列速度为不同对象的接触网系统技术体系;在这些系统中,均有满足不同速度特性要求的对应设计标准、设备与构件和零配件标准、建设组织标准、施工工法工艺标准、静动态检测试验标准、维修管理标准等。从这个意义上可以讲,象我国目前进行的高速电气化铁路建设,就是一个面临
15、这个时代的既涉及冶金、制造等基础工业,又涉及铁路桥、隧、路基、线路、机车、接触网等大综合系统的全面的创造性实践,一定需要依靠和完全应该带来高速铁路相应的设计、制造、建设、施工、维修等多领域多环节的科学技术进步。 从产品的角度看,在我们的设计、制造、建设、施工都还没有完全标准化的现阶段,每建设一条新的高速电气化铁路,就必须要有一个这样的大综合系统创新适应过程;在这个大综合系统创新适应过程中,能够通过科学的试验、研究、创新,解决每一个工程要素及相互作用关系的优化、以及与目标速度要求相匹配的系列工程技术问题。,3时速200km/h接触网的弓网关系,3.1一般接触网弓网关系特性 3.1.1 接触网类别
16、 从空间位置上分,接触网有悬挂式和三轨式两大类之分;从工程实体物理特性上讲,悬挂式接触网又有“柔性悬挂”与“钢性悬挂”两大类别之分,仅悬挂式接触网的取流采用受电弓装置。,3.1.2一般刚性悬挂接触网弓网关系特性,象我国广州地铁中部分采用的那样,供受电弓取流的接触线路,仅由刚性构件悬挂构成。正常工况下,这样的刚性悬挂接触网具有“免维修”、“合理使用寿命相当长”(远大于20年,原理是接触网本身基本不产生磨耗)、“低运行速度下的取受流质量高”(在物理结构固有特性限制的理论允许速度内,基本不产生拉弧)的三大突出技术优越性,有“一次性投资大”(条公里成本过百万元)、“允许运行速度低”(良好取受流状态下的
17、理论允许运行速度约80km/h)两大局限性。 刚性悬挂接触网允许运行速度低,正是其“弓”与“刚性网”各自的动态物理特性决定的。刚性悬挂接触网的弓网关系特性,就是良好取受流状态下的理论允许运行速度低。,3.1.3柔性悬挂接触网弓网关系特性,相比之下,象我们大铁路线上设计的由柔性承力索悬挂柔性接触线的接触网,就属于柔性悬挂接触网。目前,这样的柔性悬挂接触网,其弓网功能已经具有“高可靠、少维修、合适的取受流质量、理论允许运行速度较高(容易超过120km/h)、合理使用寿命较长(接近200万弓架次的技术极限)”等系列特性。,3.2时速200km/h弓网运动机理及有关技术特性,3.2.1弓网运动机理 抽
18、象的看弓网运动机理可能是由“复杂震动、复杂碰撞与高速动摩擦”等多种复合作用运动机理构成。主要有六大“震动”源:即,轮轨作用引起的震动;机车自身的震动;受电弓与车体联体引起的震动;运动的受电弓并受风引起震动;接触网自身的震动(受风震动、随道床震动等)。主要有二大“碰撞”源:即由震动波引起震动的运动的受电弓与由震动波引起震动的接触线。 二大“碰撞”源因垂直方向震动波引起的两者之间的“碰撞作用”,形成两者之间的垂直加速度变化,垂直加速度大则弓网离线严重,电弧火花时间长(严重);如200km/h时速验标中规定:垂直冲击加速度60g 。 二大“碰撞”源因水平方向震动波引起的两者之间的“碰撞作用”,形成两
19、者之间的水平加速度变化,水平加速度大则弓网磨耗严重;如200km/h时速验标中规定:水平冲击加速度30g 。 如铁道部曾经统一进行动态检测就定出过一、二、三级缺陷标准。工程实际中,根据上述弓网运行机理可知,对一条200km/h时速电气化铁路,采用不同的检测车体进行动态检测,其检测出的弓网冲击加速度值是有明显区别的;同时,检测出的弓网冲击加速度值又与其铁路线路特性关联密切;因此,还不能简单凭某检测车数据就直接下是否对接触网进行整改等的绝对结论。,3.2.2接触网与受电弓运动匹配的静态特性 接触网静态弹性 在正常悬挂定位静止状态下,在垂直向上方向上,接触线受单位力作用的抬升量变化,称为接触网的静态
20、弹性。一般情况下,一跨接触网的静态弹性最大值位于跨中,一跨接触网的静态弹性最小值位于定位点。工程上:一般只检测如道岔、锚段关节、大跨距等典型区段结构的静态弹性;方法一种是用弹簧秤直接称出抬升力与抬升量,另一种是采用约1km/h的匀速、固定压力下升检测弓连续测量抬升量。 接触网的静态弹性e = y / F (mm/N);式中,F为垂直向上的抬升力N,Y为在F力的作用下接触线的抬升量mm。工程上,一般只检测、计算评估典型区段结构的静态弹性。,接触网弹性不均匀度,接触网的弹性不均匀度定义为:一跨接触网的弹性不均匀度为“跨中最大弹性值与定位点最小弹性值之差与这跨中最大弹性值与定位点最小弹性值之和的比。
21、即, = (eman emin )/(eman + emin )。世界各国接触网弹性不均匀度的有关数值如下。,德国接触网弹性不均匀度标准:Re100 : = 60%-50%; Re160: 26%-19%; Re200: = 14%; Re250 : = 10%及以下。 中国京郑线网弹性不均匀度状况:FJ = 1.3 t,Fc= 1.7 t;弓网平均作用力F40N,200 N;第一吊弦点emin = 0.1 - 0.2,eman = 0.3-0.5;定位点e=0.2;平均e0.4; = 60%-33%。 中国铁科环行线网弹性不均匀度状况:200km/h时速接触网,设计时考虑达到 = 10%;但
22、完成时 = 15%-19%。 客专验标中规定:接触网全部竣工后,在开通前应进行冷滑试验检测。 冷滑试验分二次进行:第一次以510N受电弓静态抬升力,10-20km/h速度,检测静态的接触线高度及拉出值;第二次以70N受电弓静态抬升力,3040km/h速度,对接触线高度及拉出值、抬升量(弹性及弹性不均匀度)进行检测,且应符合:200km/h简单链型悬挂 40%,弹性链型悬挂20% ;250-300km/h 简单链型悬挂 40%,弹性链型悬挂10% ;300km/h以上简单链型悬挂 25%,弹性链型悬挂10% 。,接触网弹性不均匀度的工程技术意义: 根据上述世界有关接触网弹性不均匀度数据及其弓网特
23、性显示,接触网弹性不均匀度值越小,其接触网弓网性能越好;可以说,接触网弹性不均匀度,可以用于与接触网之间相关参数对比时评估参考。 工程中,接触网静态弹性仅适应于独立衡量160km/h及以下时速的接触网性能评估;评估高速接触网时,还必须增加“接触网动态检测、试验、评估技术手段数据”。,与接触网匹配的受电弓运行速度: 根据国际高速电气化铁路接触线的波传动速度与受电弓运行速度的匹配理论,受电弓的合理运行速度应与架空悬挂的接触线固有的物理特性-波传播速度匹配。即,运行速度:V C ; 式中,波传动速度C = (T/)1/2; 如Cu110mm2 接触线:质量T=9800N,单位重量= 0.988kg/
24、m,T = 20kN则此接触线的波传动速度:C = 99.6 m/s = 360 km/h。,确定受电弓合理运行速度的工程应用技术:,世界高速电气化工程技术界,经过大量的试验研究后,在确定受电弓的合理运行速度时,考虑到工程安全需要,采用一个无量纲速度值换算: = V/C,国际惯例一般取 = 0.650.7。,世界上几个重要国家的电气化铁路技术参数(如下表),序号 技术参数(计量单位) 法(东南线法)、 大西洋线法、 北方线德、 Re250德 Re330日、 新干线日、 北陆线日 1 V(km/h) 270 300 300 250 330 275 260 2 材质 镉铜 铜 铜 银铜 镁铜 铜
25、钢包铜CdCu120 Cu150 Cu150 Ris120 Rin120 Cu170 CS1102 3 接触线Fj(kN) 14 20 20 15 27 14.7 19.6 4 悬挂类型 弹链 简链 简链 弹链 弹链 复链 简链 5 -kg/m 1.07 1.33 1.33 1.07 1.07 1.511 0.943 6 波速C(km/h) 412 441 441 426 539 355 519 7 无量纲速度 0.66 0.68 0.68 0.59 0.58 0.77 0.5 8 跨中弹性(emm/N) 0.67 0.53 0.53 0.62 0.36 0.29 / 9 弹性不均度 (%)
26、20 41.2 41.2 10 10 10 / 在我国国内,各个设计院设计采用的200km/h时速接触网的技术参数,都不尽相同。浙赣线,设计选用的接触线张力为15kN系;,3.2.3时速200km/h接触网弓网关系的动态特性,弓网作用力的工程技术意义: 静态下的弓网作用力,来源于受电弓升弓后对接触线的垂直压力,反映了接触网的静态接触力学特性;一般标准值取70N;其静态作用力越大,磨耗越大,接触网合理使用年限越短;静态作用力越小,磨耗越小;但是静态作用力过小,则不利于受电弓克服风、惯性等震动,难以稳定取流,必然产生不合适的电弧现象,接触网合理使用寿命也越短。 动态下的弓网作用力,表现为运行中的受
27、电弓对接触线的瞬时压力,反映了接触网的动态特性。弓网动态作用力大到超过一定范围后,必然造成接触网和受电弓的不合理的磨耗,降低其合理使用寿命;弓网动态作用力低到小于一定范围后,其取流效果又会下降,甚至拉弧烧弓,也会降低其合理使用寿命;如弓网作用力为20N时,必然产生100ms以上时间的大离线拉弧现象;一般取值标准与机车设计允许运行速度有直接关系,200km/h时速的验标规定-弓网动态接触压力最大200N、最小40N。,弓网拉弧的有关工程技术含义:,在电力机车运行过程中,受电弓是否会产生超过规定时间的长时间拉电弧,是判定高速弓网关系合适与否的决定性指标。 拉弧的二大严重危害,根据有关资料和情况反映
28、: 拉弧的第一大危害,降低接触网线路上及其上级电网上的电能质量,其频繁发生的话,引起电网质量下降的经济损失可能会达到每年每100公里超百万元,是一个世界性电力牵引供电技术性难题; 拉弧的第二大危害,造成接触线与受电弓的非合理损耗,其频繁发生的话,引起的接触线与受电弓非合理损耗经济损失可能会达到每年每100公里数十万元。,拉弧的产生原因及程度的工程技术规定:,滑板振动,会产生10ms以下时间的小程度离线拉弧; 因冲击加速度引发的受电弓惯性,会产生10ms100ms时间范围内的中等程度离线拉弧; 弓网作用力小于20N时,会产生100ms以上时间的大程度离线拉弧。 一般要求,在工程施工、运行维修工作
29、中, 50ms以上时间的离线拉弧现象应该被动态检测发现、记录,并被克服掉。,有关国家动态弓网作用力F标准的确定及其指标的比较:,动态弓网作用力的标准偏差值: = (F12 + F22 + F32 + )/n - Fp2 1/2 = 20% ;(与动态作用力的平均值Fp比较)。 一般较好的弓网关系: Fmax Fp + 3;Fmin Fp - 3。,(偏差-速度曲线): 横轴:速度v(kv/h):0 160 200 250 ; 纵轴:弓网压力Fj; 上、下部曲线:偏差线;中部曲线: Fp 时的偏差线; 基本规律:时速160kn/h以下时,随着运行速度的增大,弓网压力偏差呈线性正比例变化;时速16
30、0kn/h以上时,随着运行速度的增大,弓网压力偏差呈非线性(多幂级)正比例变化;,平均接触力与运行速度的关系曲线,一般“速度最大动态作用力”判别式如下:100km/h:Fman = 1.5F(静);(较松) 140km/h:Fman=2.0F(静);200km/h:Fman=3.0F(静)。 比较合适的静态作用力: Fp(静)- 6 = 0;Fmin(静)= 3; Fmax(静)= 9。,几个重要国家电气化铁路动态技术参数对比如下表2:,顺号 动态参数及计量单位 日本 德国 法 国 京沪建议 京郑 1 静态弓网作用力 F(N) 54-64 70 80 70 70 2 最小弓网作用力Fmin(N
31、) 20 40 30 30-40 593 最大弓网作用力Fman(N) 190-200 190-200 190-200 200 119 4 平均弓网作用力Fp (N) / / / 111 90 5 标准偏差值(%) / / / 27 10 6 离线率 / / / 0 0 7 设计时速V(km/h) / / / 300 160 8 设计张力Fc + Fj(kN) / / / 1.7+1.3 2.0+2.0,4时速200km/h接触网建、施、维需思考、解决的几大问题,4.1世界电气化铁路先进国家对高速接触网的建设、施工、维修已有定论的几个重大问题 4.1. 1寿命周期成本最低化世界电气化铁路先进国
32、家对高速接触网系统技术的综合研究成果表明,包括设计、建设、施工、维修技术发展追求的经济技术综合目标的是:在高速电气化接触网的合理使用寿命周期内,包括设计、建设、施工、维修、运营五大阶段的所有成本在内的总成本最低化,总成本价的性/价比最大化。如德国就始终采用了“合理使用寿命周期3040年”的接触网包括高速接触网系列系统技术,事实表明,虽然其设计、建设、施工三阶段成本较高,但是,其寿命周期成本和性/价比都比国内最佳的接触网相应指标好得多。,4.1.2实现高速接触网“寿命周期成本最低化”的主要技术方法,世界电气化铁路先进国家对高速接触网系统技术的成熟经验及发展成果表明,实现高速接触网寿命周期成本最低
33、化的主要技术方法:高可靠、免维修(仅具备满足事故抢修规模大小的动态修维管力量)、合理使用周期长。,4.1.3实现高速接触网“高可靠”的主要手段方法,实现高速接触网“高可靠”的主要手段方法是,优化提高设计、建设、施工、维修标准和程序。 以建设整体优化为核心的接触网优化建设程序,是提高接触网可靠性不可缺少的建设技术基础条件保证。 如德国铁路接触网建设: 在建设准备阶段,在经过科学预测、评估、规划后,的建设工作便借助法律手段,运用较长的时间来解决工程建设需要的征地、干扰排除、协作、市场运作等所有前期问题。 在建设实施阶段,更有细致的措施:如新建高速接触网工程,分前期采用陆地公路机械就能作业的项目工序
34、与后期必须采用轮轨机械才能作业的项目工序。前期在新建路基中穿插施工,后期在钢轨就位后再安排施工。这样接触网就能采用优化大程序施工,也就必然能取得优化效益。相关通讯、信号等工程也采用上述原则分期施工。 优化建设程序,还特别注重规范设计工作、路基施工与接触网前后期工程施工之间的衔接、配合关系。如提前十个星期提交基础类工程设计文件;提前六个月提交安装类工程设计文件;以与接触网基础类施工进度匹配地提供五十个相邻的同类基础或一百个能连续施工的同类基础的路基作业面;以与接触网安装类施工进度匹配地提供十五公里就位的铁路轨道作业面;为接触网安装类施工提供合适的轨道机械停车场;为接触网施工提供每天六小时的基本施
35、工时间;注重调整减少干扰、保证工期的配合方案。 既有线电气化改造工程和既有电气化改扩建工程施工也是这样,给出可规模施工的配合和长封锁时间等条件。 正是各项工程各个还节、配合程序的优化,构成了建设整体保障基础条件的优化。这种先进的建设组织管理模式技术,促进了整体建设水平的全面提高,为可能实现高可靠的接触网施工打下了不可忽视的重要的坚实基础。,在接触网优化施工程序中,运用系列先进的工法、工艺完成施工,是实现高可靠高速接触网不可缺少的施工技术保证。,如前述,在新线接触网建设陆轨前后两期施工中,均采用以施工效益为核心的优化流水程序施工法。我们在科隆法兰克富e330工地所见,正在陆地条件下进行前期施工。
36、他们按优化流水施工程序安排有基础、支柱、加强线、架空线、腕臂、补偿装置、拉线、电缆铺埋、接地网铺埋等分项工程施工;而且,其施工队伍始终以与路基工程匹配的进度,在跟随其后的作业面内施工;从其配置的资源看,在整个现场上的施工人员少、机械程度高、待安装使用的材料少;上述所有分项工程,基本以同锚段为整体建成;一个作业面内,仅一个锚段内有某分项工程的一个工序在施工。 他们始终在一个长度合适的小区域内,配置相适应的资源,组织合适的作业组,科学简捷规范出作业安排和作业衔接的程序,科学优化施工安全、质量、进度、效率间的协调管理,均衡地开展施工。这种优化流水施工法,能体现接触网建设程序优化的要求,能实现施工效益
37、的优化。 据介绍安装类施工也是这样,提前四个星期,测量支柱、埋入杆位置,然后流水式的依次进行腕臂的计算、加工组装、运输安装-承力索的架设及在悬挂点处的位置座标测量-吊弦的计算、加工、运输安装-接触网弓网状态的检测试验、评估、处理-交接试验。 在这种以小区域为作业面的优化施工程序中,运用好“接触悬挂与承力索、接触线架设四个一次到位”、“恒张力架线”“接触网动态检测、试验、评估、处理”等系列新施工工法和工艺。,4.2在高速接触网的设计、建设、施工、维修方面,我国目前急待改善的的几个重大问题思考,4.2.1高可靠的接触网设计基础问题 如浙赣线设计的200km/h时速接触网,仅采用了140km/h时速
38、以下的接触网通常采用的30000N张力系,应该尽量通过少量地提高张力,如采用35000N张力系,则肯定可以得到大比例地提高相应的弓网关系效果,从而,首先可以大大提高电力机车的取用电质量,达到大大降低运营电成本的目的;其次,可以较大地提高受电弓和接触线的使用寿命,从而,达到较大地降低维修成本的目的。 如浙赣线设计的200km/h时速接触网,仅采用了140km/h时速以下的接触网通常采用的钢筋混凝土方杆,这样的接触网支柱稳定性及其弓网关系就比采用钢筋混凝土园杆的标准低得多。 如浙赣线设计的200km/h时速接触网,还采用了140km/h时速以下的接触网通常采用的大质量中心锚节装置与安装形式、定位装
39、置的限位距离偏小与其坡度便小等安装技术参数,这样的接触网弓网关系就比采用小质量中心锚节装置与安装形式、定位装置的限位距离大与其坡度大等安装技术参数的接触网标准低得多。,4.2.2实现高速接触网高可靠、少维修的建设基础条件问题,怎样合理的建设程序,以及建设过程中实际提供的怎样合理的施工条件,是接触网工程施工能够采用并实施怎样的施工工法和施工工艺的决定性建设前提条件。 根据实现高速接触网技术性能的最低限度要求,施工必须采用“接触悬挂与承力索、接触线架设四个一次到位”、“恒张力架线”“接触网动态检测、试验、评估、处理”等系列先进新施工工法和工艺。因此,在高速接触网的建设中,必须为采用和实施上述三大项
40、先进施工工法和工艺提供相应的优化建设程序和优化建设资源支持。如,稳定的路基、线路条件,合适的轨道封锁作业条件,合适的检测、试验、验收、维修条件等。,4.2.2实现高速接触网高可靠、少维修的施工技术基础保证问题,为满足高速接触网良好弓网功能技术要求,施工必须采用“接触悬挂与承力索、接触线架设四个一次到位”、“恒张力架线(如下图所示)”“接触网动态检测、试验、评估、处理”等系列先进新施工工法和工艺。 由于我国高速接触网设计、制造、施工技术标准等,还不够完善,还有待在工程建设、施工、运营实践中进一步改进,因此,必须要依靠一支能够掌握高速接触网工程设计、建设、施工、运营、维修等各个环节重要技术的高素质的科技人才队伍,才有可能不断及时的创新、妥善解决各种可能发生的疑难问题和故障等,才可能保证顺利发挥出高速接触网的独特技术优势及贡献率。,接触网大恒张力架线作业车原理示意1 23 4 5 6 7 8 9 说明:1.张力器;2.控制室;3.辅助杆构架;4.主线盘架;5.吊车;6.备用线盘架;7.绞车;8.主承力索、接触线杆构架;9.操作平台。,致谢!天津电气化勘测设计研究院演讲人:陕振岗 2009年4月18日,返回,