高速铁路接触网支柱侧面限界

高速铁路接触网支柱侧面限界的探讨

引言

《高速铁路设计规范（试行）【tb 10621-2009】》中明确规定：接触网支柱距正线的侧面限界在无砟轨道地段不应小于3.0m，有砟轨道地段不应小于3.1m；车站内困难条件下直线地段不应小于2.5m。根据规定，侧面限界不应小于设计限界，但是在实际的工程实施过程当中，由于接触网支柱基础为站前土建施工单位在梁厂进行预留，施工中经常存在误差，造成了大量接触网支柱侧面限界小于设计要求限界，无法满足规范的要求。同时，对侧面限界的整改需要将原基础凿掉，并重新植筋做基础，程序复杂，不利于工程的现场实施，且强度不能与梁厂预留的基础相比，既费时费工，质量效果也不甚理想，且存在安全隐患，本文从满足运营安全和接触网安装要求的角度对最小侧面限界进行了分析阐述。

1、制定支柱侧面限界的主要技术参数及设计原则

（1）主要技术参数

①速度目标值：200km/h以上

②最大坡度：20‰

③最小曲线半径：7000m

④曲线轨道最大超高值：175mm

⑤牵引种类：电力

⑥机车类型：动车组

（2）设计原则

各种限界均按平直线路的条件进行设计，为了使车辆在曲线上与建筑限界之间的距离与在直线上相等，曲线线路两侧的建筑限界应有一个加宽值，即在直线地段建筑限界基础上按不同的曲线半径和超高进行加宽，将曲线内侧建筑限界加大一个计算动车中部的内偏差值，曲线外侧建筑限界加大一个计算动车车端的外偏差值。

同时，由于曲线线路存在一定的外轨超高，造成车辆向曲线内侧倾斜，使车辆上的控制点在水平方向上向内侧偏移一定距离，建筑限界的内侧加宽值同时也应考虑车辆向内侧偏移造成的偏移量。

曲线上内外侧偏移的计算公式：

w内=+h

w外=

w—内外侧偏移量

r—通过的曲线半径

h—控制点垂直于轨平面的距离

h—曲线外轨超高值

2、确保运营安全所需要的建筑限界

上图为《高速铁路设计规范（试行）【tb 10621-2009】》规定的基本建筑限界轮廓及基本尺寸。图中：区间及站内正线（无站台）建筑限界为2440mm，曲线内侧建筑限界加宽计算点高度为4000mm。按照上述基本建筑限界轮廓及基本尺寸，可计算出确保运营安全所需的建筑限界（以合蚌客专为例，如下表1）。

3、满足安全运营所需的接触网支柱最小限界

为了确保表1中安全运营所需的建筑限界，设计在确定接触网支柱最小侧面限界时，应当全面考虑接触网支柱所安装的附加设备超出支柱内缘的宽度。主要附加设备有：

①接触网承力索、接触线下锚补偿用坠砣。以合蚌客专为例，棘轮补偿装置坠砣（直径410mm）超出支柱内缘的宽度为：直线段约为110mm，曲线段约为100mm。

②开关控制箱、分相断合标志牌、公里标标志牌等。开关控制箱、断合标、公里标、信号cpiii桩、防灾专业的风雨监测装置等由于安装高度较低或者超宽可人为控制，特殊情况还可做特殊设计，可以不予考虑。

综合考虑以上各种因素，可计算出在确保安全运营所需的接触网支柱最小侧面限界（仍然以合蚌客专为例，如表2）。

（1）对于一般的接触网支柱，按直线区段基本建筑限界2440mm 来考虑，直线、曲外、曲内时3000mm的侧面限界均能满足安全运营要求。

（2）对于曲线区段内侧接触网下锚支柱，若按直线基本建筑限界2440mm，现有3000mm的侧面限界能满足安全运营要求，在半径2000m时不能满足安全运营要求。

3、支柱侧面限界不达标的原因分析

（1）土建设计与接触网设计接口环节出现问题

接触网支柱为土建单位在梁场制梁时预留，接触网设计需将支柱的位置的详细里程等资料与土建设计对接，土建设计依次进行综合

设计考虑，如接口环节出现问题，就可能出现支柱支柱限界不达标、位置不正确、漏埋、错埋等问题。

（2）土建预留施工出现误差

客运专线接触网基础全部为土建单位预留，根据已开通客专的经验，大部分土建施工单位对此重视程度不够，技术交底不到位，造成施工误差较大，超出了允许误差范围之内，导致限界不达标。（3）轨道调整量过大

在接触网支柱组立完成、轨道板及钢轨铺设完成后，土建单位需要对钢轨进行精调，个别线路由于特殊原因调整量甚至相当大，也是造成侧面限界不达标的一个重要原因。

4、对限界不达标情况的预防和出现问题后的整治

根据表2中计算出的确保安全运营所需的接触网支柱最小限界来看，现场实测的数据如果满足此结果但不符合设计要求，由于目前并无相关的规范文件明确，因此建设单位及铁路局基于安全考虑，仍然会要求施工单位对此进行整改，整改难度极大，因此主要应以预防为主，对此可从以下几方面考虑：

（1）设计院的设计总体在设计阶段对土建及四电专业的设计进行总体协调，存在接口的相关专业沟通到位，确保接口预留工作设计的准确性。

（2）四电专业进场较晚，需土建单位提供作业面后才能展开施工，根据以往客专经验，在土建单位工程开展初期，建设单位应委派四电专业技术人员进驻梁场配合土建施工，对土建的接口预留工

作进行指导和监督，已开通几条客专的实践证明，此阶段的施工控制管理对预留工作的质量起着决定性的作用，是四电专业顺利开展的基础，行之有效且很有必要。

（3）为减少因钢轨精调造成的限界不达标，土建专业在设计阶段应充分考虑各种因素，避免因此造成的影响。

（4）接触线在架设前应先测量侧面限界，如果发现限界过小，应在支柱安装前对基础进行重新处理，基本上都采取重新植筋做基础的方法，考虑到接触线架设后的受力，施工调整比较复杂，需要卸载张力拔掉支柱进行整改，因此不建议在架设后进行。

（5）根据合蚌客专现场统计资料，全线限界小于3000mm的接触网支柱一般情况下不连续，且基本都大于2970mm，支柱装配时通过调整上下腕臂底座间距、适当减小拉出值或改变定位方式（如改为反定位）等，现有限界小于3000mm的支柱可满足接触网的安装要求。

5、结束语

（1）如果直线区段基本建筑限界必须执行2440mm要求，除半径2000m曲线内侧补偿下锚支柱以外，高铁现有3000mm限界均能满足安全运营的要求。

（2）2007年发布的《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》均将直线基本建筑限界定为2440mm，条文解释为“由于客运专线铁路没有货物列车，特别是超限货物列车运行，建筑限界的最大宽度可不小于既有铁路。但限界宽度的增大并没有额外增加