浅谈高速铁路接触网工程高精确度施工技术

浅谈高速铁路接触网工程高精确度施工技术

张宏波

张宏波

中铁电气化局集团第三工程有限公司河南郑州45000

摘要：本文通过系统工程的原理和方法，对高速铁路接触网工程的整个施工过程的精确度控制进行简要论述，分析目前高速铁路触网工程施工技术的现状及其精确度控制要点。重点推荐使用精测网进行精确测量、计算、安装和调整的施工技术，从人工、机械、材料、进度控制方法和环节等方面提出有效提升施工精确度的措施，并加强专业间的衔接工作，实现高速铁路接触网工程的高精确度施工。

关键词：高速铁路；接触网工程；精测网；高精确度；施工技术

引言

高速铁路工程在施工时必须严格按照高安全性、高可靠性、高精度性和高平顺性、高稳定性，这五高的要求进行施工操作。高速铁路与普速铁路在进行接触网工程施工时，最大的施工要求区别就在于精确度，高速铁路的精确度要求远比普速铁路要高出许多，因而在进行高速铁路的接触网工程施工时，必须确保其高精确度，抓住精确度的控制要点，把握核心部分，凭借精密的测量技术和科学合理的施工流程以及专业的施工队伍，实现高速铁路接触网的高精度。

一、高速铁路触网工程施工技术现状分析

随着电气化铁路的迅猛发展，高速铁路逐渐进入人们的生活，各大城市高铁遍布，（由图一中国高铁城市网络示意图可知）我国在不断引入他国先进施工技术和高科技材料的同时，研发了一批接触网新设备，对提升高速铁路接触网施工的精确度有一定的促进作用，因而受到人们的广泛青睐。在此背景下，现有的一部分接触网施工技术已无法满足高精确度的施工要求，加之就算满足进度要求，还是存在一些问题，主要表现在以下两个方面：

1.1施工队伍方面

高速铁路接触网工程的施工人员主要分为两个层次，即数量较少的工程技术人员和管理人员为第一层，数量较多的一线作业人员为第一层，其中第一层人员多为高学历的高素质人才，而第二层大多未受过教育或者受教育水平较低，而且农民工居多，相对的文化素养和专业水平也较差。因而在实际施工中，就不免出现一些人为造成的误差，从而直接影响到接触网工程的施工精确度。此外，施工装备落后也是另一个阻碍接触网工程施工精确度提升的重要原因。目前，我国的许多高铁接触网施工单位的的施工设备与发达国家相比，其性能和新旧程度、以及自动化等方面都还有所不足，而从国外引进先进设备的能力也有限，此外检测仪器和装置的精确度也是引发施工误差的根源。

1.2施工标准和施工技术方面

（1）施工技术较落后：从我国目前的综合情况来看，国内除极少部分的施工单位外，绝大多数施工单位的施工技术和施工工艺还停留在传统水平，这与当前高速铁路接触网施工技术的迅猛发展产生了矛盾，施工传统工艺技术得到的施工成果，自然达不到当今水平的要求。（2）施工技术标准不够协调：高速铁路接触网施工和铁路路基、铁轨的施工技术标准存在较大的分歧，导致技术标准出现严重的不协调问题。铁轨轨面的标高是接触网施工的基准点，然而实际情况中我国铁路轨道允许的施工偏差比较大，这就导致接触网工程的质量难以满足施工要求。（3）技术规范不合理：目前，我国还缺乏一套可行性较高的电气化铁路施工标准，现存的通用且标准的施工规范较少。另外，高速铁路接触网的施工操作规范也不够完整，大部分施工单位在进行施工操作时较为随意，容易增加接触网施工误差的频率，从而严重降低接触网施工的精确度，容易对行车安全造成一定威胁，因而必须建立一套完备的高速铁路接触网工程施工操作规范，用以规范施工队伍的施工行为。

图一中国高铁城市网络示意图

二、高速铁路触网工程施工精确度控制关键点分析

2.1应用精测网

精密测量在保证高速铁路建设质量的环节中是最重要的基础条件之一。接触线高度、拉出值等集合参数都是以轨道集合参数为基准的，因而在新建高速铁路接触网工程时，从支柱基础的定位测量、腕臂测量计算安装和吊弦测量计算安装、接触线监测精调等内容都应以线路轨道横、纵断面设计图为依据，而且接触网和线路轨道专业测量都应当采用统一的坐标——精测网，以此作为双方施工和运营期间共同遵守的依据。

2.2施工偏差控制要点

施工偏差控制是整个高速铁路接触网施工过程的核心部分，对精确度的要求越高，就越要加强对施工偏差的控制，在此之前，必须明确施工偏差控制的要点。（1）材料方面：施工所使用的材料，在其生产制造时便会有一定的偏差，在使用时必须将这部分误差考虑在内。例如，在编制腕臂计算软件程序和进行腕臂计算时，都要将绝缘子材料的生产制造公差考虑在内，在腕臂预配时将由制造公差造成的这部分影响消除，防止累计施工偏差出现。（2）施工方法方面：包括施工工序流程和施工计算软件在内的施工工艺和技术，都要进行偏差控制。例如，为防止附加后悬挂架设后出现支柱倾斜值变化致使已调整的接触悬挂位置改变的情况，应当在附加悬挂架设结束后再进行支柱相关参数的测量，特别在曲线地段和接触网设计张力较大时需要更加注意。（3）环境方面：施工环境对施工偏差也有一定的不利影响。例如，超声波正在空气中的传播速度与环境的温度具有一定的函数关系，接触网施工所使用的超声波式测量仪器从室内存放环境到室外测量现场，至少需要10分钟以上的时间，来适应现场的环境温度，若未适应现场温度变化，测量误差容易超标。

图二高铁接触网系统

三、提高高速铁路触网工程施工精确度的方法

3.1控制接触网施工偏差的方法

首先，需要对施工人员的施工偏差进行控制，可以使用人员分组的方式，以接触网施工的特点为基准，分析各人员自身的特色，将施工人员分配为不同的专业化作业组：测量组、计算组、预配租、基础施工组等等。经假以时日，经过多次重复的作业，各组人员的操作技能便能得到极大的提升。其次，需要对机械的偏差进行控制，没有先进的施工设备和检测仪器，无论技术水平多高，总会出现较大偏差，严重影响工程的精确度。再其次，对施工材料的偏差控制也有很大意义，不能忽略由施工材料在生产制造时与生俱来的偏差，在使用时必须将其考虑在内，尽量消除影响。此外，还需加强对施工方法的偏差控制，这点是重中之重，要避免使用不达标或者不科学的施工工艺。最后，对施工周围环境的控制也不能忽视，即应当注意周围环境对施工偏差的影响。

3.2消减接触网施工偏差叠加的技术

多道工序施工偏差叠加，会使工程的最终偏差超过允许偏差的最大值，从而导致所有工序必须重头再来。消除接触网施工偏差叠加的技术主要有三种：（1）避免量值传递时叠加累计偏差控制技术；（2）阶段施工偏差控制技术；（3）计算偏差控制技术。由于接触网的各个子系统之间存在相互影响作用，为达到提升施工精确度的目的，腕臂和吊弦长度计算软件不宜使用解析几何式数学模型，而应尽量使用力学式数学模型，同时对施工过程的人员、机械、材料、工艺各个环节进行偏差控制，消除或减少叠加的偏差。

四、结论

高速铁路接触网建设是一项复杂的工程，要想进一步提升其精确度，必须从各个施工环节的细微之处着手，防止较大偏差出现，并减少细小偏差。使用科学合理、先进的施工技术，选用熟练可靠的施工人员，购置先进的施工设备，这样才能保证高速铁路接触网施工的精确度。

参考文献：

[1]张建昭.高速铁路接触网工程高精确度施工技术分析[J].黑龙江科技信息，2013-02-25

[2]王哲浩.高速铁路接触网工程高精确度施工技术探讨[J].铁道标准设计，2011-03-20

[3]于先芝.高速铁路触网工程偏差控制方法与关键技术[J].科技传播，2011-03-23