作者：简浩
来源：《中国住宅设施》 2019年第5期
简 浩/ 中国铁建电气化局集团有限公司 北京 100043
1 接触网接触悬挂简介
接触悬挂装置作为接触网悬挂主要支持及受力结构， 它的安装精度和质量将直接决定整个弓网关系,决定着受电弓的取流质量， 其工程质量和工作状态将直接影响高速铁路的运营速度。接触悬挂装置包含零配件多、组装型式种类多、组装复杂、难度大， 以腕臂支持装置为例就有直线中间正（反）定位，曲线内侧、外侧， 绝缘、非绝缘等上百种安装形式， 包含的零配件有：平腕臂、斜腕臂、绝缘子、承力索座、套管双耳、腕臂支撑、定位管、定位管支撑、定位环、定位器等几十种。下图是直线中间柱反定位安装图， 安装形式较为简单的一种。
2 接触网接触悬挂装置工厂化预配的必要性
2.1 验标和施工规范的要求
《高速铁路电力牵引工程施工质量验收标准》 T B 1 0 7 5 8 - 2 0 1 0 和《高速铁路电力牵引供电工程施工技术规程》 Q / C R 9 6 0 9 - 2 0 1 5 中均明确规定所有预配件应采用专用的预制平台及器具进行工厂化预制。
2.2 接触悬挂装置为什么需要预配
接触悬挂各零配件的安装位置均需通过现场实测，精确计算，影响接触悬挂预配安装精度的因素多，例如侧面限界C x， 支柱斜率δ， 轨面超高， 支柱基础平整度等。按照验标规定侧面限界施工允许偏差0 ~ + 5 0 m m， 支柱斜率施工允许变成0 ~ 0 . 5 %，在基础预制、轨道铺设、支柱组立等工序施工上，均无法完全到达设计标准，都会存在允许范围内的施工偏差， 悬挂装置离轨面约8 米， 侧面限界、支柱斜率等很小的偏差都会导致腕臂、吊弦的偏差被放大， 无法满足设计要求， 而腕臂装置各项长度尺寸仅允许偏差±5 m m， 吊弦预制长度仅允许偏差为± 1.5mm，因此每一组腕臂的预配都必须对各项参数进行现场实测，通过精确计算，工厂化预配。
2.3 接触网悬挂成套装置为什么不能由供应商直接生产成型，必须由施工单位进行工厂化预配
一是如前所述每一组腕臂的预配都必须对各项参数进行现场实测，通过精确计算、预配，由于设计参数、现场条件存在差别，预配前期需要测量、计算、预配人员之间及时的沟通与互动。如果由供应商批量直接生产，繁杂、多变的参数同样由施工方提供，期间需反复不断沟通，困难很大，出错率高。
二是绝缘关节、电分相处对绝缘距离等电气性能要求较高( 尤其是曲线区段)， 无论是吊弦、腕臂腕臂等均需要现场模拟后才能进行预配，且预配后还要现场修正，显然无法由厂家直接生产成型。
三是高铁零部件大部分为铝合金材质，精密易损，供应商直接批量生产成型的腕臂装置体积大、长途运输势必产生各类磨损，使得零部件的防腐层破坏，且接触网零部件多有力矩要求，长距离运输会使部分螺栓产生松动、尺寸变动问题，将会影响预配的精度和安装的质量。
四是接触网施工需严格按基础、立杆、支撑结构安装、架线、调试等工序先后进行，按照施工组织设计，现场具备条件成型一段、测量一段、计算一段、预配一段，安装一段，在厂家直接生产、预配需要一定的生产周期，而且很难做测量一段、计算一段、预配一段， 根本无法满足施工组织设计的要求， 所以只能是厂家按照固定的规格型号提前批量生产并供应到位，由施工单位根据施组安排及现场定测参数进行工厂化预配。
2.4 腕臂装置为什么不能在工地现场直接预配安装，必须相对集中于预配车间进行工厂化预配。
工地现场直接预配安装方式受场地、工器具、环境等影响，在复杂的线路环境对腕臂、吊弦装置进行装配显然是不满足“ 精细化” 施工要求的， 其存在以下问题： 一是腕臂安装都是高空作业， 高空组装难度较大， 安装精度和质量无法保证。二是现场环境无法满足预配的要求。腕臂预配需要切割、打眼等， 并且工点分散， 施工现场用电存在问题。工地现场没有开阔平整的场地， 预配展开受限， 预配的精度也会受影响。三是各施工点预配水平不一致、误差控制数量等级不一致， 现场装配难以保证其精度统一。四是现场预配产生大量建筑垃圾、造成的材料浪费、对环境的破坏等问题，不利于现场标准化管理和质量控制
2.5 工厂化预配的优势和现状
目前“工厂化”是建筑工业化最为火热的发展方向，例如著名房地产企业万科的工厂化建
房（装配式房屋）。在国外， 德国高速铁路一直是采用工厂化预配； 日本新干线， 常年大风， 防风型的腕臂结构和定位装配都在工厂化进行装配。我国铁路经过这些年快速的发展， 腕臂和吊弦预配也都搬进了工厂， 触网工程逐步采用了工厂化预配模式。工厂化预配有以下四大优势：
一是有专业化人员作业，理论知识和操作技能强，有利于质量的把控。接触网工厂化预配采用多个专业组流水化作业（测量定位组、管材切割组、腕臂装配组、定位装配组、吊弦装配组等），执行“统一人员、统一工艺、统一机具、统一检测”四个统一的管理原则和流水化作业，大大提高了腕臂装置、吊弦装置的装配进度。
二是现代化专用工具的使用，提高了控制精度和效率。接触网智能预配平台采用激光定位根治了腕臂零件轴线不一致的通病； 机械化定位切割保证了材料加工的精度； 数字化力矩紧固解决了现场安装力矩不达标或超标的问题。
三是有利于施工现场文明施工、安全管理。传统作业需要大量工人在施工现场，高空坠落、物体打击等事故频发。而接触网工厂化预配，把大量工地作业移到车间，大大降低了现场安全事故发生率。
四是有利于保护环境、节约资源。工厂化集中生产的方式，降低了主要材料的消耗，如腕臂管、定位管厂家供货均为定长， 预配车间可以根据不同腕臂装置加工长度合理优化管材的切割下料长度， 避免了材料的浪费；装配化施工的方式，降低了装配辅材的损耗，减少了建筑垃圾的产生。
3 接触悬挂工厂化预配
3.1 预配车间设置
根据线路长度、预配任务大小，合理设置预配车间，一般为2 0 0 正线公里（双线）设置一个预配车间，单个预配车间面积（不含仓库、办公及宿舍）视场地情况和任务栏大小而定，一般约为2 0 0 0 - 3 0 0 0 平米。预配车间建设包括场地平整、硬面化、彩钢厂房建设、设备安装、预制平台安装、材料堆放架制安、临时用电设置、安全防护设施安装、防盗设施安装，室内照明安装等。
3.2 预配工艺流程
3 . 2 . 1 腕臂预配工艺流程
（1）领料：预配负责人根据技术人员提供的腕臂预配计算单，列出当日预配所需的零配件清单，预配组根据清单向中心料库领取材料。
（2） 下料： 根据预配计算单上的计算结果， 先量出腕臂的下料长度并用记号笔做标记， 用切割机切取预配所需用料，断面应整齐且与铝合金管本体垂直。
（3） 腕臂打孔： 由于平腕臂棒瓷的压板为一套平压板， 一套带凸头的压板， 需要在平腕臂管与棒瓷连接端打一个孔（一侧打孔，孔径1 8mm）。孔中心到腕臂管边缘的距离为4 0 m m 。
（4）安装套管座，进行平斜腕臂连接，力矩、螺栓穿向等均达到规定标准。
（5）安装承力索座及管帽：
（6） 检查平、斜腕臂上套管单耳、定位环的安装位置及垂直状态， 无误后将螺母用扭矩扳手紧固， 紧固力矩为7 0 N m 。
（7） 腕臂包装： 在平台上用气垫膜和胶带纸包装好套管单耳等可能磕碰腕臂的凸出部位。从平台上拆下预配好的腕臂，放到腕臂包装平台，进行包装。
（8）定位管预配及安装。
（9）定位管包装。
（10）腕臂支撑、定位管支撑预配及安装。
（11） 将预配好的腕臂支撑与组装好的平斜腕臂包装在一起， 斜撑与腕臂不予连接； 将预配好的定位管支撑与组装好的定位装置包装在一起，斜撑与定位管不予连接（现场安装时连接）。
（12） 做标识： 在标签纸上注明本组腕臂所在的站区， 锚段号， 支柱号， 贴在外包装上， 若为双腕臂柱时还要标出是那一侧的腕臂。
（13）填写腕臂预配实名制追溯卡及腕臂预配台帐，腕臂预配完成。
3 . 2 . 2 吊弦预制工艺流程
（1）根据预制单核对载流式整体吊弦的部件，并准备预制所需数量，吊弦线在使用前应预张拉（张力为3 . 5 k N左右）。检查外观质量，吊弦线应无散股、断股现象。
（2）预制第一个心形环
①将吊弦线穿过压接套环，在线的终端形成一个环后，再将线头穿回压接套环，并拉出。②在预制台上测量心形环内侧的回头长度（3 0 0 m m）. ③回头长度测量好后，从测量柱取出，将线放入测量柱上的槽内，用力拉使压接套管和心形环尽量密贴（ 此距离不大于5 m m）。④ 检查吊弦线在心型环槽内是否有偏移， 压接套管中心轴线和心形环中心轴线是否重合， 如没有偏移和轴线重合， 则从测量柱的槽内取出， 放入压接钳的模具内压接，注意压接管中心要放在模具的中心位置。如有偏移和中心轴线不重合， 则要调整。⑤ 将压接套管放入压接钳的压模内，操作压接钳压接。本线侧压一个，载流环侧压两个。⑥压好后，从压接钳的模具内取出。
（3） 测量切割长度， 预制第二个心形环： ① 压接完一个心形环后， 在预制台上测量吊弦线切割的长度： 按照计算吊弦长度（计算结果第四行数据）+ 回头长度3 0 0 m m , 在预制台刻度尺上读取此值, 移动定位块到此位置。将压接好的心形环固定在预制平台的定位卡块销钉上， 按上述数值测量切割长度用断线钳切断吊弦线。② 将带心形环的一侧挂在制作平台上的滑动块上（ 载流环线朝下）， 指针对在吊弦制作长度的刻度上， 卡紧滑块； 另一侧在制作平台的零起点的挂线柱上放入心形护环， 将吊弦线穿入压接套管并将吊弦线向上回弯放入心形护环内再从压接套管穿出， 然后回头与紧线装置连接， 开始紧线， 吊弦线至绷紧状态时， 推动压接套管使其靠近心形护环；松开紧线装置，取出吊弦，将吊弦线放入测量柱上的槽内，用力拉使压接套管和心形环尽量密贴( 此间距不大于5 m m )，在压接钳上进行压接。载流环方向与第一个心形环方向相反。
（4） 复核吊弦长度： 预制平台上检查吊弦长度， 用0 刻度处销钉钩住一个心形环， 用移动卡块的销钉勾住另一端的心形环， 推动卡块使吊弦线绷紧， 用刻度尺读取另一个套环内缘的尺寸， 与计算表中的值进行对比，确定预制的精确度（即偏差）。
（ 5 ）压接吊弦线鼻子：①先压接第一个线鼻子：在载流环线头上安装线鼻子, 吊弦线鼻子折角面一端向上，将线鼻子放入电动液压钳模具中，观察线鼻子在压接模中放置正确后（压接口边距离线鼻子端部为3—5 m m，此距离在模具中已经固定）， 踩下压接开关压接， 每个
线鼻子只压接一处， 踩下松开开关取出， 第一个线鼻子压接完成。②重复上述程序固定压接另一头的线鼻子。并注意此端线鼻子的折角向下，和另一端线鼻子的折角相反。
（ 6 ）标识、组装、包装：①预制完一根后，在不干胶标签上注明锚段号、× × - -×× 支柱第× 根吊弦（号码自小号支柱侧为1 . 2 . 3 . 4···），并贴在承力索吊弦线夹一端的压接套环上，再用塑料胶带缠绕一圈，防止雨淋着水后损坏，以确保对号入座，准确安装。 ②吊弦制作完成后应将承力索、接触线吊弦线夹预配好，以便现场安装。所有载流环线鼻子均安装在螺帽侧， 止动垫片安装在线鼻子与螺帽或螺母之间。所有止动垫片在预配间均不掰动。所有接触线吊弦载流环顺向来车方向，承力索相反。
3.3 人员和机械、工器具配备
3 . 3 . 1 人员配备
工厂化预配车间人员配置一般约6 0 人：计算组4 人，测量组1 0 人，预配组2 5 人，质检组3 人，安全组2 人，物资供应1 2 人，后勤人员4 人。
3 . 3 . 2 机械、工器具配备
工厂化预配车间机械、工器具配备情况如下：
动力机械：8T 吊车1 辆，叉车2 辆；
运输机械： 6 T 货车4 辆、面包车2 辆；
自制平台：腕臂预配平台6 个、力矩吊弦预制平台5 个、斜支撑；
计算机配备：料库配备计算机6 台，测量组2 台，计算组8 台，车间2 台，质检组2 台。
工具设备：工具设备配置数量见下表
综上所述，随着高速铁路接触网施工工艺的不断改进和提高，接触网工厂化预配不仅仅局限在腕臂、吊弦装置的预配， 还可以将坠陀、电连接引线、开关引线、弹性吊索等也纳入工厂化预配的生产模式。所以， 为确保高速铁路接触网工程施工质量及后期运营中良好的弓网关系，应加大接触网工厂化预配生产模式的推广力度。
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