关于铁路既有线接触网软横跨改造施工方法的探讨

关于铁路既有线接触网软横跨改造施工方法的探讨

卢东许建龙

中铁五局集团电务工程有限责任公司

摘要：铁路既有线接触网软横跨改造施工关系到我国铁路客运、货运的提速，已然成为电气化铁路线路的发展必然选择。本文主要围绕铁路既有线接触网软横跨改造施工方法进行讨论，分析改造施工中的重难点和要点，为改造施工提供一些参考方案。

关键词：既有线；接触网；软横跨；改造；施工方法

第一章绪论

一、选题背景

随着我国客运、货运需求逐年增加，而既有普速电气化铁路随着建成投用时间越来越长，设备老化，安全运行系数不断降低，普速电气化铁路的设备改造需求愈发明显。近些年，铁路既有线接触网软横跨改造施工工程数量不断增多。铁路接触网软横跨改造施工是一项比较复杂、施工难度偏大的工程，需要全面考虑施工环节可能出现的问题，制定好详细的施工方案和应急方案，才能保证铁路既有线接触网软横跨改造施工的质量。

二、核心概念

1.软横跨

软横跨是多股道接触悬挂的横向支持定位装置。在股道多（3股道以上）的场合，由于股道间距离小，不能设立支柱也就不能采用单线路腕臂支持装置，即便能立支柱，但支柱过多会影响机车司机和作业人员瞭望信号，既浪费支柱又不美观，因此采用软横跨或硬横跨装置。软横跨由横跨多股道的两根支柱、横向承力索、上部固定绳、下部固定绳及连接零件组成。软横跨中横向承力索的工作位置很重要，它通过直吊弦承受着全部接触悬挂的垂直负载及软横跨自身重量的绝大部分；软横跨上部固定绳的作用是固定各股道接触悬挂的承力索位置，并将承力索的水平负载（如风力、曲线力等）传递给支柱；软横跨下部固定绳的作用是通过定位器按技术要求对接触线定位，并将接触线的水平负载传递给支柱。

2.既有接触网软横跨改造

铁路既有接触网软横跨改造，是一类主要针对铁路站场内线路的改造工程。通常在不改变纵向接触网支柱位置的情况下，通过增加横向节点、变更节点位置等方式，实现对铁路既有接触网软横跨的调整、更换。铁路既有接触网施工是一项难度较大的施工工程，事故发生概率偏高，安全风险系数较高。常见的既有接触网软横跨改造，按照改造重点和改造方式可分为4种：①软横跨单侧延长；②单横承力索软横跨改成双横；③大跨度软横跨更换；④临时软横跨安装。每一种软横跨改造施工都有各自的特点和所需的施工重点，需要施工人员根据实际需求应用施工方法，比如整组更换施工方法、个别节点更换施工方法、增加节点施工方法、单侧延长更换施工方法。近些年，既有线接触网改造施工表现出了一些特点，在接触网软横跨改造施工中应引起重视：①新技术、新工艺、新材料、新产品频繁出现，满足了接触网改造施工大面积铺开的需求。“四新”的应用对改造施工团队在特殊工作环境中施工能力提出了较高的要求，要求施工团队根据“四新”的应用调整施工方案、计划细节，拿出具有针对性、可行性的施工方案进行改造。②电气化铁路接触网改造施工方案以工期短、安全可靠、成本低为最佳，施工作业前需做好铁路既有线的运行评估，尽量将接触网改造施工对既有线运行的影响降到最低，做到经济、安全。③电气化接触网改造属于特殊作业改造，需选用专业施工人员，配备专业安全保护措施，制定专项安全卡控表、应急备用方案，保证工程的顺利完成，保证改造施工人员的安全。

第二章铁路既有线接触网软横跨改造施工原则和方法

一、既有线接触网软横跨改造施工原则

电气化铁路既有线接触网软横跨改造施工的指导思想是“节约成本、方便施工、永临结合”，施工目的是保证电气化铁路改造施工质量，保证铁路运行畅通、安全。达到以上施工目的需要遵守改造施工原则：

1.节约成本原则

电气化铁路既有线接触网软横跨改造施工应遵循节约成本的原则，一方面降低改造施工中对人力劳动、施工材料、施工设备的成本支出，提高资源利用率；另一方面缩短施工整体工期，减少因接触网软横跨改造给铁路运输带来的影响，保证改造施工能够在停电、封闭的时间内完成，避免给电气化铁路既有线的运行带来过大负面影响。节约成本原则还可以拆分为“费用最低原则”和“施工时间最短原则”。

2.安全第一原则

电气化铁路既有线接触网软横跨改造是一项专业性较强的工程，改造施工人员虽然在停电、封闭状态下完成了占用时间最低完成施工，但也要遵循“安全第一”的原则，保证既有线的正常运行，也保证改造施工人员的施工安全。所以，这就要求现场勘查人员做好施工方案的调查工作，将既有线接触网软横跨改造施工方案中的注意事项、预防措施列全，保证电气化铁路安全运输客流、货流。

3.永临结合原则

永临结合中的“永”和“临”分别对应电气化铁路既有线软横跨施工的现有线路和临时支柱的施工点位。永临结合有利于铁路既有线改造后迅速投入应用，使施工中临时设定的软横跨支柱能够在改造施工完成时成为新线路的支柱。如此一来，可有效降低既有线接触网软横跨改造的成本浪费，还减少施工中出现设计变更的问题。

二、既有线接触网软横跨改造施工方法

1.既有线接触网软横跨改造方式

前文提到，既有线接触网软横跨改造主要有以下4点：①软横跨单侧延长。单侧延长是一种局部改造、成本投资比较节约的改造方式，相当于在保留一侧的钢柱的基础上，对一组接触网软横跨做延长。常见于电气化铁路既有线接触网软横跨曲线半径改变施工方案中，或被用于增加车站股道的情境下。②单横承力索软横跨改成双横。单改双是一种局部改造，常见于投资成本比较有限的改造施工。电气化铁路既有线接触网软横跨改造施工，有时会出现承导线重于既有线、钢柱容量不足、软横跨悬挂线条数量增加等情况，需要通过在原有钢柱基础上增加新柱，形成连续性软横跨，才能保证改造施工的质量，才能避免全部软横跨拆掉后重建的大成本投入。③大跨度软横跨更换。大跨度软横跨是对定位绳长度在70m以上的软横跨称呼，通常代表着偏高的难度。大跨度软横跨原有钢柱一旦被更换，就会造成大量的成本超预算支出，而一旦出现计算预配错误现象，会导致软横跨改造后无法正常使用，影响铁路既有线的客货运恢复。面对这种情况，施工人员可在原有钢柱旁边新建相应数量的钢柱，在新钢柱上安装新软横跨，待新软横跨能够满足铁路既有线运行后，拆除老软横跨，完成大跨度软横跨更换。④临时软横跨安装。铁路既有线改造施工中常见需要临时装置过渡的情况，既能够保证施工条件，又能够减少接触网软横跨改造施工给线路运输带来的影响。株六线、宝成线多条国内电气化铁路既有线接触网软横跨改造施工中，都遇到需要过渡方案的情况，临时软横跨安装在其中发挥了不小的作用。

2.既有线接触网软横跨改造施工要点

①单侧延长改造施工要点：将提前准备好的单侧软横跨连接在新增的钢柱上，另一端连接既有软横跨，可完成单侧延长改造施工。施工人员在施工过程中需重点关注节点导线高度、拉出值是否符合相关规范政策要求。②增加节点改造施工要点：单横承力索软横跨改成双横的改造施工属于增加节点的施工方法，施工人员需重视既有软横跨钢柱与新增钢柱之间的电气绝缘。③个别节点更换改造施工要点：施工人员需要考虑软横跨改造后在局部后形成的载荷，根据实际载荷情况判断是否需对软横跨进行局部加载、卸载，是否需调整上下部定位绳。如果有更换新节点的需要，施工人员需先利用手扳葫芦的倒链代替固定绳，然后进行旧节点的拔除和新节点的安装，并做好新节点的固定，然后拆除手扳葫芦，调整软横跨的实际受力情况。如果有调整上下部定位绳的需要，施工人员需先把承力索、接触线以悬挂形式倒出，然后用铁线临时固定上下部固定绳之间的斜拉线。④整组节点更换改造施工要点：确定进行整组节点的更换后，施工人员需选做软横跨的测量、计算、预配，然后才能开始安装和调试。整组节点更换需根据既有线接触网软横跨的改造工期而定，如果时间充足，倒承力索负载、倒接触线负载、拆除软横跨可以同步进行，如果不充足，可先倒承力索负载，在运输系统争取的第二次工作时间内完成倒接触线负载，最后完成软横跨的拆除作业。

第三章软横跨改造施工具体要点

一、软横跨测量

具体测量方法

1. 绘制测量示意图和测量记录表格，并向参与测量人员进行交底讲解。

2.电化股道曲线超高的测定

将水平仪设置在适于观测一组或数组软横跨跨越股道的位置上。调平仪器。把塔尺分别置于软横跨跨越股道的每根钢轨轨面上，并记录水平仪观测读数。确定同组软横跨最高轨面的股道和各股道外轨超高。然后将塔尺置于基础面(混凝土支柱为地线孔)上,用水平仪测出基础面(或地线孔)的相对标高，现场计算出H值（钢柱为基础面至最高轨面的距离；混凝土支柱为最高轨面至地线孔的距离），并用红油漆将其标注在支柱上。

3. 测量软横跨横向跨距

用50m玻璃纤维皮尺在支柱最高轨面标高线平面上，依次测量两边支柱限界CX1、CX2和各线间距a2、a3、a4、a5的数值。两端支柱侧面限界及各股道间距测量完成后，对整组软横跨以最高轨面为基准进行通长测量。（钢筋混凝土支柱以支柱内缘测起，终止于支柱内缘；钢柱以支柱外缘测起，终止于支柱外缘）。如各段数值相加等于通长数值，表示测量无误。             

4.支柱倾斜值测量

置经纬仪于支柱顺线路方向适当距离、横线路方向与被测支柱基本相同的位置上（即经纬仪必须安置在支柱顺线路方向的同一条线上，否则测量的倾斜值不成立）。调平仪器，将望远镜十字丝瞄准支柱顶端（钢柱为外缘，钢筋混凝土柱为内缘）。然后，望远镜竖直向下到支柱下部测量基点水平位置。（钢柱为基础面，钢筋混凝土柱为预留地线孔）。用钢卷尺配合量取值。以相同的方法测量另一支柱的倾斜值。

5.技术标准及注意事项

（1）如最高轨面股道为曲线，应以轨面连线中点为标准。

（2）支柱位于站台上，还应测量站台边缘至支柱内缘（钢筋混凝土柱）或外缘（钢柱）的距离。

（3）测量数据精确到mm。

（4）测量时应防止金属制品短接轨道电路。

（5）测量时要加强防护，注意来往车辆，严禁侵限。

（6）施工负责人负责对每组测量的软横跨进行拍照，以便计算时同平面图复核相关数据及定位方式。

二、软横跨计算

接触网软横跨计算包括两个方面的内容：软横跨支柱负载计算和软横跨预制计算。

软横跨计算所需资料：气象资料、线路资料、线索资料、软横跨节点形式及分布。

软横跨预制计算内容：横承力索长度；上、下部定位绳长度；直吊弦的长度；最短吊弦的位置。

寻求最低点：事先假定一个最低点并以该点为分界，将软横跨分为两部分，用分离法求各部分力矩。假设负载QK所在点为最低点，然后计算软横跨横向承力索的弛度，计算横承、吊弦、上下部固定绳长度及总长度

现在多是根据现场测量数据，使用先进、成熟的软横跨计算软件对数据进行分析计算。通过CAD自动精确绘制出1:1的软横跨图形。详细标注出了软横跨的安装高度、各部长度、零件安装位置及零件的选型、预配。

三、软横跨预配

1.软横跨预制

1.1预制前应先清理现场。用盘线支架支好钢绞线盘。若两端没有可利用的固定物，需打两处临时地锚。展放钢绞线前，一端先做好回头，然后展放钢绞线，用Φ4.0铁线将回头固定在一端地锚上，另一端打上楔形紧线器。通过紧线器与另一端地锚连接。

1.2用手扳葫芦、紧线器紧线，使钢绞线绷紧。

1.3从做好回头的一端起测，两人拉钢卷尺，一人按预制图中各分段尺寸读数，一人用红油漆做标记。

1.4按红油漆标记及下料图安装横承力索线夹或定位环线夹。预制横向承力索或上部固定绳。

1.5预配不锈钢丝直吊线，使用直吊线将预配完成的横承力索同上部固定绳连接。

1.6在钢绞线断线标记点两端各用Φ1.6铁线绑扎两圈，然后用断线钳断线。

1.7按计算长度，煨制回头，回头预留600mm。

1.8预配完成后，用钢圈尺再次复核各部分长度，并确认。

1.9在横向承力索（或固定绳）两端楔形线夹上分别写明安装的支柱号，然后将预制好的横向承力索（或固定绳）盘成圈。用铁线绑扎紧便于运输。

2.软横跨预制技术标准及注意事项

2.1横承力索、上下部固定绳不得有接头，镀铝锌钢绞线不得有断股、交叉、折叠、硬弯、松散等缺陷，表面镀锌良好，不得锈蚀。

2.2软横跨预制钢绞线均应在线索受力的情况下测量数据，以确保预制尺寸的准确性。当软横跨为双横承力索时，双横承力索应在相同加载受力情况下测量分段长度，保证安装负载后三角连板受力均匀，应与软横跨垂直，双耳楔形线夹凸面相向安装。预制时钢绞线的张力以0.5~1kN为宜。

2.3安装横承力索线夹或定位环线夹的标记为一道红漆，断线点的标记为三道红漆。

2.4预制时线盘应支放平稳，不得倾斜。

2.5直吊弦应按计算长度预先调整到位，并直接装入横承力索线夹同下部固定绳连接。

四、软横跨更换安装

1.旧软横跨受力倒出

杆顶人员带单绳单滑上杆；挂好后将2T单滑轮+大绳拉上杆顶并在旧软横跨侧挂好；将大绳头传给地面人员；将1.5T葫芦钩拉上杆顶，在杆顶新软横跨侧挂好，在旧软横跨绝缘在内侧打好紧线器拆除旧横承杵头杆；倒出手扳葫芦受力。

上下部固定绳人员带单绳单滑上杆；将耳环杆及绝缘子连接好后吊至安装位置。

2.新软横跨安装

在支柱人员倒出既有软横跨的同时，人工将新软横跨利用大绳、滑轮将其与支柱对应的一端拉起与支柱连接。利用贯穿全部股道的大绳将软横跨翻越接触网悬挂至对面支柱，然后通过使用手扳葫芦、紧线器将其与支柱连接。

3. 新旧软横跨负载转换

安装新软横跨悬吊滑轮，网上人员将新软横跨各股道悬吊滑轮安装到位（个别安装不到位的可适当调整承力索位置或新软横跨滑轮位置，有中心锚节的可直接将中心锚节装好），将承力索倒至新软横跨的悬吊滑轮内。

4.倒装定位

网上人员对各股道定位点进行定位安装，拆除旧定位及悬吊滑轮，按照既有导高、拉出值、线岔、关节、分段等数据进行定位。

5.拆除旧软横跨

倒装定位全部完成后利用大绳与滑轮辅助，在既有软横跨节点8处摘开，分段拆除既有软横跨，上下部固定绳利用断线钳直接断开，旧软横跨拆除。

6. 软横跨各定位点调整

对各股道定位点进行调整，按照既有导高、拉出值、线岔、关节、分段等数据及规范要求进行定位调整。

7.道岔、导高、拉出值测量

测量调整涉及的所有拉出值、线岔、关节、分段等数据；并记录，有超出标准的做好记录并通知施工人员进行精调。

8.软横跨精调达到开通条件

测量超标的要按照规范标准进行精调，对软横跨的缺陷进行处理。施工结束后达到开通条件，对现场材料、机具进行清点，撤场。

结语：既有线接触网软横跨改造施工关系着铁路运输的行车安全，也关系着铁路线路的运输经营利润，是一项关系铁路发展的重要工程。软横跨由于横跨上下行股道，需要上下行垂直停电天窗才能施工作业，因此天窗时间和数量大多比较少，软横跨改造兼有高空和高压作业，对施工团队的施工技术成熟度提出了较高的要求，施工的每个环节都需要再次复核，确保精准无误，施工前的方案预案准备、施工中的标准规范作业都是保证改造施工高质量完成的关键。

参考文献：

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[4]姜敏.既有电气化铁路接触网利旧支柱区段软横跨更换施工技术研究[J].中外企业家,2019(04):89-90.