论文部分内容阅读
摘要：高速铁路接触网的偏差直接影响到高速铁路的安全可靠运行，施工是导致偏差的一个主要环节，论文分析了我国高速铁路接触网施工的薄弱环节和产生施工偏差的原因，在借鉴国外高速铁路接触网的施工偏差及控制方法的基础上，结合我国高速铁路施工的实际情况，提出高速铁路施工偏差控制方法的要点及关键技术的改进建议。
关键词：高速铁路 接触网 施工偏差 控制方法
1 概述
高速铁路接触网的施工精度要求高，是高速电气化铁路接触网与常规速度铁路接触网的重要区别之一，要想使受电弓的受流质量越好，接触网寿命越长，就需要使接触网的施工精度越高、偏差越小。因此在高速铁路接触网的施工中，要求：①在受电弓的抬升力（或者冲击力）的作用下，接触悬挂不应发生幅度较大的低频振动。根据以上要求，高速铁路接触网从开始测量到竣工开通的整个施工期间的关键控制步骤有：施工测量、基础施工、碗臂及吊弦计算、接触线架设及调整。每道施工工序的施工偏差，几乎都是由人员、机具、材料、方法和环境共5个方面原因综合造成的，这些关键性的控制步骤均会产生偏差，施工偏差由此叠加而成。另一个是从技术方面产生偏差。本文主要根据以往大量的工程实践经验阐述如何从这两个方面消除施工偏差。②受电弓沿接触线的运行轨迹基本为水平状态，接触线对轨面的高度相对保持一致。
2 通过人、机、料、法、环的五个关键点控制，消除施工偏差的方法
2.1 “环”的控制：这里的“环”意即环境的控制
例如，超声波在空气中传播速度与环境温度成一定函数关系，仪器从存放环境到测量现场至少要有10分钟适应过程，所以在接触网施工中使用超声波式测量仪器时，可能出现测量偏差超标的情况。即应注意作业周围环境对施工偏差的不利影响。
2.2 “法”的控制：这里的“法”是指施工方法的控制
例如，应尽可能先架设附加悬挂，为避免进一步造成已调整的接触悬挂位置的改变，避免附加悬挂架设后引起支柱倾斜值（挠度）的变化，在小半径曲线地段时尤其要注意这点，测量（用于腕臂和吊弦计算的）支柱有关参数。
2.3 “料”的控制：即施工材料的控制
例如在编制腕臂计算软件程序、进行腕臂计算中都要考虑，需施工安装的材料都有生产制造公差，因此必须考虑其影响。避免累计施工偏差，绝缘子等材料的生产制造公差，腕臂预配时将其影响消除掉。
2.4 “机”的控制：即施工机具的控制
在生产工作中，有时不可能满足设计和标准规范所要求的施工允许偏差，技术水平再高的作业人员也极其难达到，没有先进的施工机具和检测器具，对工作来说，就是一项很难解决的问题。
2.5 “人”的控制：即施工人员的控制
在日常施工中，经常会出现同一道工序会有不同的结果，归结原因，是因为人的技术水平、身体条件、心理活动各异。国内外接触网施工的成功经验表明，根据接触网施工特点，分别组成各种专业小组，控制施工人员本身作业质量的有效措施是“施工人员专业化”，包括调试试验检测组、设备安装组、安装架线组、基础施工组、测量组、计算组、予配组等等。专业化作业人员经过长期的反复实践，熟能生巧，专业化作业组的人员应相对固定，为施工作业高精度和更小的作业误差离散性奠定基础，操作技能可以逐步得到提高。
3 消除接触网施工偏差叠加的关键技术
关键技术1：計算偏差控制技术。为达到客运专线铁路接触网所要求的高精确度，腕臂和吊弦长度计算软件不宜采用解析几何式数学模型，而应尽可能采用力学式数学模型，尽可能的消除或减小施工偏差的叠加。
关键技术2：阶段施工偏差控制技术。需从接触网施工测量、计算、加工预配、现场安装和最终检测共5个阶段控制施工偏差并在进行后一阶段工作时，除控制人、机、料、法和环共五个方面所产生的施工偏差外，尽可能消除或减小前一阶段产生的施工偏差。为有效地避免或减轻支柱安装偏差对腕臂装配计算产生的不利影响。支柱安装整正达标后，高精度的支柱参数测量就可以实现。
关键技术3：接触网工程计算和预配安装时要避免量值传递时的叠加累计偏差。避免量值传递时叠加累计偏差控制技术。例如，数据集合A是若干个施工测量值，数据B和数据C均是由数据集合A得出的计算值，那么计算B时就不应以C作为计算元素。
以腕臂装配计算为例，在腕臂装配计算软件的数学模型中应考虑以下因素：
①对定位器的受力（F）的大小进行计算，因为定位器的受力小于规定值时，很可能发生受电弓脱弓事故，必要时对拉出值进行调整，判断是否符合（80N≤F≤2500N），
接触线在列车高速运行时的风力和受电弓抬升力的作用下，比如我们在北京-石家庄-武汉段电气化铁路施工时就曾出现过某直线段有连续两个正定位，发生脱弓事故。
②支柱装配材料受力变形。除绝缘子为电瓷件外，这些零配件之间的间隙大小会改变，腕臂装配材料受力后将产生弹性和塑性变形，其他支柱装配材料均为金属件。
③支柱受力后的位移。当采用直埋式基础、对承力索和接触线进行超拉时，其大小取决于支柱基础的设计型式和施工工艺两个方面，支柱的位移相应较大。
④支柱受力变形。支柱挠度的大小与支柱本身的性能及其受力（矩）相关，支柱承载后要产生变形，即挠度，我们是在支柱无载时测量支柱的有关参数。支柱所受力（矩）则与接触网的设计参数相关，包括线路参数（如曲线半径）、接触线的张力、接触线高度、承力索等。
上述因素均可以通过大量的实测而得到经验数据。同理，吊弦长度计算则应考虑：
①接触线设计有预留弛度、集中荷载时的吊弦长度变化量。
②在曲线地段的吊弦长度变化量——悬挂点和跨中接触线与铁道线路中心的水平位置存在一个中矢值的差值，此值又因铁路外轨超高的存在使接触线距轨面连线中心的高度产生一个差值。
③承力索不位于接触线正上方时的吊弦长度变化量。
④铁道线路竖曲线引起的吊弦长度变化量。
⑤用于吊弦长度计算的重要参数：整个接触网系统受力稳定后进行测量，悬挂点处的承力索（水平及垂直）位置一般应在接触线架设，以消除承力索位置施工偏差的影响。
4 结束语
我国在高速接触网方面尚经验不足，包括工机具及仪器仪表配置、施工工艺、施工技术管理、施工组织等等，应对我国高速接触网施工进行细致研究总结并做好技术储备，需学习、消化吸收国外的先进经验，具体针对我国实际国情，做出细致的分析。
参考文献：
[1]于万聚.电气化铁路接触网CAD系统.成都：西南交通大学出版社，1998.
[2]于万聚.高速电气化铁路接触网.成都：西南交通大学出版社，2003.
[3]朱飞雄.接触网不占用封闭线路超拉.电气化铁道，1995（3）.
[4]朱飞雄.高速接触网交叉式线岔的设计与施工.电气化铁道，2002（1）.
[5]赵书峰，付建.谈静压桩的施工及偏差处理[J].价值工程， 2011（03）.
[6]杨洪七.浅谈施工方如何加强钻井工程结算[J].价值工程， 2013（04）.
[7]赵书峰.谈灌注桩中钢筋混凝土的施工及质量控制[J].中国新技术新产品，2011（04）.
关键词：高速铁路 接触网 施工偏差 控制方法
1 概述
高速铁路接触网的施工精度要求高，是高速电气化铁路接触网与常规速度铁路接触网的重要区别之一，要想使受电弓的受流质量越好，接触网寿命越长，就需要使接触网的施工精度越高、偏差越小。因此在高速铁路接触网的施工中，要求：①在受电弓的抬升力（或者冲击力）的作用下，接触悬挂不应发生幅度较大的低频振动。根据以上要求，高速铁路接触网从开始测量到竣工开通的整个施工期间的关键控制步骤有：施工测量、基础施工、碗臂及吊弦计算、接触线架设及调整。每道施工工序的施工偏差，几乎都是由人员、机具、材料、方法和环境共5个方面原因综合造成的，这些关键性的控制步骤均会产生偏差，施工偏差由此叠加而成。另一个是从技术方面产生偏差。本文主要根据以往大量的工程实践经验阐述如何从这两个方面消除施工偏差。②受电弓沿接触线的运行轨迹基本为水平状态，接触线对轨面的高度相对保持一致。
2 通过人、机、料、法、环的五个关键点控制，消除施工偏差的方法
2.1 “环”的控制：这里的“环”意即环境的控制
例如，超声波在空气中传播速度与环境温度成一定函数关系，仪器从存放环境到测量现场至少要有10分钟适应过程，所以在接触网施工中使用超声波式测量仪器时，可能出现测量偏差超标的情况。即应注意作业周围环境对施工偏差的不利影响。
2.2 “法”的控制：这里的“法”是指施工方法的控制
例如，应尽可能先架设附加悬挂，为避免进一步造成已调整的接触悬挂位置的改变，避免附加悬挂架设后引起支柱倾斜值（挠度）的变化，在小半径曲线地段时尤其要注意这点，测量（用于腕臂和吊弦计算的）支柱有关参数。
2.3 “料”的控制：即施工材料的控制
例如在编制腕臂计算软件程序、进行腕臂计算中都要考虑，需施工安装的材料都有生产制造公差，因此必须考虑其影响。避免累计施工偏差，绝缘子等材料的生产制造公差，腕臂预配时将其影响消除掉。
2.4 “机”的控制：即施工机具的控制
在生产工作中，有时不可能满足设计和标准规范所要求的施工允许偏差，技术水平再高的作业人员也极其难达到，没有先进的施工机具和检测器具，对工作来说，就是一项很难解决的问题。
2.5 “人”的控制：即施工人员的控制
在日常施工中，经常会出现同一道工序会有不同的结果，归结原因，是因为人的技术水平、身体条件、心理活动各异。国内外接触网施工的成功经验表明，根据接触网施工特点，分别组成各种专业小组，控制施工人员本身作业质量的有效措施是“施工人员专业化”，包括调试试验检测组、设备安装组、安装架线组、基础施工组、测量组、计算组、予配组等等。专业化作业人员经过长期的反复实践，熟能生巧，专业化作业组的人员应相对固定，为施工作业高精度和更小的作业误差离散性奠定基础，操作技能可以逐步得到提高。
3 消除接触网施工偏差叠加的关键技术
关键技术1：計算偏差控制技术。为达到客运专线铁路接触网所要求的高精确度，腕臂和吊弦长度计算软件不宜采用解析几何式数学模型，而应尽可能采用力学式数学模型，尽可能的消除或减小施工偏差的叠加。
关键技术2：阶段施工偏差控制技术。需从接触网施工测量、计算、加工预配、现场安装和最终检测共5个阶段控制施工偏差并在进行后一阶段工作时，除控制人、机、料、法和环共五个方面所产生的施工偏差外，尽可能消除或减小前一阶段产生的施工偏差。为有效地避免或减轻支柱安装偏差对腕臂装配计算产生的不利影响。支柱安装整正达标后，高精度的支柱参数测量就可以实现。
关键技术3：接触网工程计算和预配安装时要避免量值传递时的叠加累计偏差。避免量值传递时叠加累计偏差控制技术。例如，数据集合A是若干个施工测量值，数据B和数据C均是由数据集合A得出的计算值，那么计算B时就不应以C作为计算元素。
以腕臂装配计算为例，在腕臂装配计算软件的数学模型中应考虑以下因素：
①对定位器的受力（F）的大小进行计算，因为定位器的受力小于规定值时，很可能发生受电弓脱弓事故，必要时对拉出值进行调整，判断是否符合（80N≤F≤2500N），
接触线在列车高速运行时的风力和受电弓抬升力的作用下，比如我们在北京-石家庄-武汉段电气化铁路施工时就曾出现过某直线段有连续两个正定位，发生脱弓事故。
②支柱装配材料受力变形。除绝缘子为电瓷件外，这些零配件之间的间隙大小会改变，腕臂装配材料受力后将产生弹性和塑性变形，其他支柱装配材料均为金属件。
③支柱受力后的位移。当采用直埋式基础、对承力索和接触线进行超拉时，其大小取决于支柱基础的设计型式和施工工艺两个方面，支柱的位移相应较大。
④支柱受力变形。支柱挠度的大小与支柱本身的性能及其受力（矩）相关，支柱承载后要产生变形，即挠度，我们是在支柱无载时测量支柱的有关参数。支柱所受力（矩）则与接触网的设计参数相关，包括线路参数（如曲线半径）、接触线的张力、接触线高度、承力索等。
上述因素均可以通过大量的实测而得到经验数据。同理，吊弦长度计算则应考虑：
①接触线设计有预留弛度、集中荷载时的吊弦长度变化量。
②在曲线地段的吊弦长度变化量——悬挂点和跨中接触线与铁道线路中心的水平位置存在一个中矢值的差值，此值又因铁路外轨超高的存在使接触线距轨面连线中心的高度产生一个差值。
③承力索不位于接触线正上方时的吊弦长度变化量。
④铁道线路竖曲线引起的吊弦长度变化量。
⑤用于吊弦长度计算的重要参数：整个接触网系统受力稳定后进行测量，悬挂点处的承力索（水平及垂直）位置一般应在接触线架设，以消除承力索位置施工偏差的影响。
4 结束语
我国在高速接触网方面尚经验不足，包括工机具及仪器仪表配置、施工工艺、施工技术管理、施工组织等等，应对我国高速接触网施工进行细致研究总结并做好技术储备，需学习、消化吸收国外的先进经验，具体针对我国实际国情，做出细致的分析。
参考文献：
[1]于万聚.电气化铁路接触网CAD系统.成都：西南交通大学出版社，1998.
[2]于万聚.高速电气化铁路接触网.成都：西南交通大学出版社，2003.
[3]朱飞雄.接触网不占用封闭线路超拉.电气化铁道，1995（3）.
[4]朱飞雄.高速接触网交叉式线岔的设计与施工.电气化铁道，2002（1）.
[5]赵书峰，付建.谈静压桩的施工及偏差处理[J].价值工程， 2011（03）.
[6]杨洪七.浅谈施工方如何加强钻井工程结算[J].价值工程， 2013（04）.
[7]赵书峰.谈灌注桩中钢筋混凝土的施工及质量控制[J].中国新技术新产品，2011（04）.