简统化接触网腕臂装配施工技术

简统化接触网腕臂装配施工技术

史华强

中铁三局集团电务工程有限公司 山西晋中 030600

摘要：简统化接触网腕臂装配在国内属于新兴产品，目前还在试用阶段，通过分析零部件的结构和设计要求，运用数学原理理论和现场实作研究，实现了简统化接触网腕臂装配施工技术的成功运用。

关键词：简统化接触网；腕臂装配；施工技术

引言

多年来，由于历史原因，国内电气化铁路普遍使用的接触网腕臂装配系统，一直学习或引进其他国家的相关技术，在结构设计、零部件选用制造、施工工艺上各有所长，形成了目前接触网参数不统一、安装结构样式繁多、零部件规格形式多样化、零部件材质标准不统一、装备服役性能不高的现状。随着电气化铁路运营维护过程中悬挂状态检测监测装置的广泛应用，对接触网腕臂装配系统提出了简单化统一化的新要求。总结我国接触网的现状技术标准、消化吸收国外先进技术和理念、结合接触网运营维护中智能检测监测的发展要求，简统化接触网腕臂装配应用而生。

1 工程概况

浩吉铁路线路北起内蒙古鄂尔多斯境内浩勒报吉站，终止于京九铁路吉安站，全长1814.4公里，线路等级Ⅰ级，为客货共线铁路，客车速度目标值120km/h，货车速度目标值90km/h。简统化接触网试验段设置在浩吉铁路单线区段的乌审召站（含）至布寨站（不含）范围内，正线全长55公里。简统化接触网装备应用范围为钢材质腕臂装配。

2 简统化接触网腕臂装配的结构特点

与传统的接触网装备系统相比，国内自主创新的“简统化”装备腕臂零部件数量可减少39% ，紧固件数量减少33%，紧固力矩种类减少50%，安装工作时间减少约1/3，大大提高了施工及运营维护的工作效率，为统一标准装备、智能识别零部件故障提供了基础。

装配零部件、各零部件连接螺栓数量较常规接触网腕臂装配要少，节约零部件的安装和装配的组装时间，节约人力。结构简单统一，方便作业人员记忆和熟练操作，施工操作简便快捷。装配采用三角水平腕臂结构和轻型非限位弓形定位装置，安装操作简单，弓网匹配性好。所有零部件采用采用翻边铆接结构，拆装操作较常规零部件简单，定位连接处采用了铰接型式固定，提升了转动自由度。

3 施工技术原理

采用简统化接触网腕臂装配零部件进行接触网悬挂定位，以现场实测的支柱、零部件参数为依据，按照设计文件要求建立腕臂计算模型，利用勾股定理、三角函数数学原理进行腕臂计算，根据腕臂计算各项参数开展腕臂预配工作。技术交底后将交底资料生成二维码张贴在施工现场，方便作业人员随时查阅，并采用人工作业方式实现现场腕臂安装一步到位。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

图1 施工施工工艺流程图

4.2 操作要点

4.2.1施工准备

（1）腕臂底座、绝缘子材料已进场，并经监理单位验收合格准予使用。

（2）支柱安装已完成，限界、斜率符合设计要求，并报监理检验合格。

（3）站前专业交桩完成，并取得轨面高程参数。

（4）腕臂预配平台制作安装完成，符合各项技术要求。

（5）施工所用工具齐全，力矩扳手经过检测、受力工具状态良好。

4.2.2 数据测量

使用全站仪、水准仪、经纬仪定测接触网支柱侧面限界、支柱斜率，并在支柱上标记轨面红线。在直线区段，轨面红线高度为轨面高度；曲线区段为轨面红线高度为内外轨面连线的中点。

4.2.3腕臂计算

（1）测量简统化接触网腕臂装配各零部件的关键尺寸。

（2）根据各零部件尺寸及设计文件要求绘制腕臂计算模型图。

图2 简统化接触网腕臂装配正定位计算模型图 单位：mm

（3）计算模型图中各项参数含义。

Cx：接触网支柱侧面限界。（现场实测）

Δh:外轨超高。（现场实测）

δ：支柱线路侧斜面倾斜率。（现场实测）

h：接触线导高。（设计给定）

a：接触线拉出值。（设计给定）

c：受电弓中心距离线路中心线水平距离。

m：定位点距离距离线路中心线水平距离。（定位点投影在线路中心线与曲线外轨间时m为正值，定位点投影在线路中心线与曲线内轨间时m为负值）。

Hs：上腕臂底座距离轨面红线高度。（按照技术交底安装后现场实测）

Hx：下腕臂底座距离轨面红线高度。（按照技术交底安装后现场实测）

XDZL：支柱表面距离下腕臂底座旋转底座螺栓孔中心长度。

SDZL：支柱表面距离上腕臂底座旋转底座螺栓孔中心长度。

XBCL：斜腕臂绝缘子单耳处螺栓孔中心距离套管底部长度。

PBCL：平腕臂绝缘子单耳处螺栓孔中心距离销钉孔中心长度。

PWBL：平腕臂销钉孔中心距离管帽处端部长度。

XWBL：斜腕臂单耳孔中心距离端部长度。

DWGL：定位管单耳孔中心距离端部长度。

WBZCL：腕臂支撑两单耳孔中心间距。

DWZCL：定位管支撑两单耳孔中心间距。

B1：斜腕臂单耳孔中心距离支撑连接器中心间距。

B2：斜腕臂支撑连接器中心距离组合定位环中心间距。

4、简统化接触网腕臂计算相关计算公式：

a=m+c

c=

A=Cx-m+Hsδ+20+135

D=Hs-Hx-58

E=A-SDZL-20-135

B=

cosα= sinα= tanα=

x1=62×sinα x2=58×sinα x3=58×sinα y1=62×cosα y2=58×cosα

平腕臂长度：PWBL=A-SDZL-PBCL

斜腕臂长度：XWBL=B-XBCL

定位管长度：DWGL=E-800+120- - -45

定位支撑长度：DWZCL=(DWGL-120+ )tanα-52

腕臂支撑长度：

WBZCL=

斜腕臂单耳孔中心距离支撑连接器中心间距：B1=

斜腕臂支撑连接器中心距离组合定位环中心间距：B2= -B1

4.2.4支撑生产加工

将计算出的定位管支撑、腕臂支撑参数提供给加工厂家进行材料制作。

4.2.5技术交底

腕臂预配、安装前对作业人员进行技术交底，对简统化接触网腕臂装配作业指导书、技术参数要求、安装注意事项、安全注意事项等进行详细交底，并将交底资料形成二维码在施工现场张贴，方便作业人员随时查阅。

4.2.6腕臂预配

（1）首先根据预配表和所用材料清单分别选取相应预配材料，注意支撑连接器型号，定位管型号，组合承力索座型号，承力索座应与线材型号匹配。

（2）根据计算结果选用接近计算长度的腕臂管进行切割预配，长度大于3米的腕臂，选用壁厚为7mm的腕臂管，腕臂切口处应用钢刷去除毛刺并涂银粉漆。

（3）精确测量组合承力索座、腕臂连接器、支撑连接器、组合定位环等在腕臂上的位置，并用油性笔进行标注。

（4）根据测量标注位置在预配平台上进行腕臂预配，预配时根据预配单或技术交底上注明的螺栓穿向进行确认预配，各部螺帽依照紧固力矩要求进行。

（5）腕臂预配完成后在平腕臂上注明站区、支柱编号、安装方向等必要的说明。

（6）预配完毕后由预配负责人复核无误后，并认真做好记录。

4.2.7腕臂安装

（1）检查腕臂底座安装完好后，施工负责人确认绝缘子型号是否正确，进行绝缘子安装。

（2）绝缘子安装时，两人系安全带，带滑轮组、钢丝套上杆，扎好安全带，在AF肩架位置连接好钢丝套和滑轮组，并放下动滑轮和滑轮绳，地面人员将铁线捆在棒式绝缘子上，并将动滑轮固定在铁线上，检查牢固可靠。

（3）现场指挥人员统一指挥，地面人员拉动滑轮绳至绝缘子可以和上底座连接位置，杆上人员立即将螺栓销穿向来车方向，然后安装好开口销，按要求双向掰开角度120°，并检查牢固可靠后放下动滑轮和滑轮绳。

（4）杆上施工人员一人下至下底座位置。

（5）按2、3步骤进行斜腕臂绝缘子安装。

（6）检查腕臂棒式绝缘子安装好后，施工负责人确定腕臂编号与安装地点相符。

（7）杆上人员放下动滑轮和滑轮绳，地面人员将动滑轮和腕臂连接好，并检查牢固可靠。

（8）现场指挥人员统一指挥，地面人员拉动滑轮绳至斜腕臂可以和斜腕臂绝缘子连接位置，杆上下底座位置人员立即将斜腕臂和绝缘子连接好。上底座位置施工人员抓住平腕臂，指挥地面人员拉动滑轮绳，将平腕臂套进棒式绝缘子，然后安装好销钉。

（9）用力矩扳手将绝缘子螺栓进行紧固。

4.2.8检查记录

检查安装完的腕臂，确认无误后，拆除滑轮组及钢丝套，下杆进行下一组腕臂安装，施工负责人填写安装记录。

5 质量控制要点及安全保证措施

5.1 质量控制要点

所有使用的材料规格型号符合设计要求，所有材料进场报监理单位检验准予使用，所用材料出厂合格证、出厂检验报告和第三方检验报告齐全合格。

腕臂预配各部尺寸要严格按照腕臂预配表数据要求进行预配。

腕臂底座安装高度符合设计要求，底座密贴支柱。腕臂装配各零部件开口销两肢掰开夹角在120°～130°。

腕臂装配安装各部螺栓紧固力矩符合要求，连接可靠。腕臂装配各零部件位于同一铅锤面上。

5.2 安全保证措施

腕臂的预配必须严格按照执行切割、临时用电、成品保护、装卸吊装作业的相关规定，腕臂的的切口部位应涂防锈漆。

在同一支柱上两人同时作业，应交叉站位，不得在同一垂直面上、下作业，料具应采用绳索上下传递，严禁抛掷。

人工安装腕臂作业时，作业人员要时刻检查滑轮、绳索、钢丝套的安全状况（挂滑轮必须使用钢丝套），作业人员不得站在正在安装的腕臂正下方，防止意外伤害；严禁使用开口滑轮安装腕臂。

腕臂安装时，各部位零件、工具、材料、人员与输电线路必须保持规定的安全距离。

作业人员必须把安全帽上的安全绳系牢，上下杆塔时应慢上慢下，脚要蹬稳、手要扶牢，上杆塔后要立即系好安全带锁好保险环。

支柱下面的作业人员，必须在距支柱2米以外，以防止上面工具材料坠落伤人。

施工过程中，严禁将工具、材料放置在行车限界内；安装使用的工具、材料及包装腕臂的材料必须集中堆放后用重物压牢。

安装完毕，应检查各部件连接是否牢固可靠，必须将线路上的工具及其它防碍行车物件清理完毕经检查符合要求后方可撤离现场。

6 结论

简统化接触网腕臂装配施工技术在浩吉铁路乌审召至阿如柴达木区间接触网工程成功应用。在大量减少预配安装人力、提高工作效率的同时，也节约了施工验收平推检查和运营维护的人力物力。工程验收一次合格，目前运行情况良好。