武广客运专线补偿装置施工工艺浅谈

刘 珖

0 引言

武广客运专线是国内高速客运专线的标志性工程，施工工艺非常严谨，其接触补偿装置采用的棘轮的传动比一般达到97%以上，但棘轮安装精度要求非常高，否则会造成补偿安装不到位的缺陷。本文以此为核心，结合武广客运专线补偿装置的施工，分别从锚柱、补偿绳、架线、架线后调整等几个方面研讨解决方案，为今后高铁施工提供依据和参考。

1 锚柱施工

以往对锚柱整正，只要在规定的范围内即可，但因为棘轮安装底座的调整余量只有30 mm，棘轮立杆的垂直度又取决于受力后支柱的直立程度，因此，对锚柱的整正提出了更高的要求，下面就锚柱的整正进行具体分析。

1.1 锚柱整正斜率

确定锚柱整正垂直线路的斜率需要考虑：附加线、承力索、接触线对支柱施加力，下锚支和拉线对支柱产生的附加力，曲线造成的附加力，可以忽略风负载、冰负载、支持装置等对支柱附加的力。承力索、接触线及支持装置的重量为 Gj，附加线Gf，接触网曲线附加的力为F1，外线曲线附加的力为 F2。之字力为 F3，下锚分力 F4，F1、F2、F3、F4作用点距支柱底部分别为h1、h2、h3、h4。则用此对支柱根部取力矩，设附加线距支柱中心为Lf，接触网距支柱中心为Lj，则外力力矩和为

查支柱挠度曲线，即可算出受力后变形，因属基础计算，在此不做具体分析。

1.2 拉线

拉线基础必须在下锚的延长线上，若不在延长线上，须对其进行负荷校验，并且要考虑其对锚柱的附加力造成的挠度影响，从而在整正支柱时考虑，以便受力后保证负荷棘轮的安装要求。拉线必须拉紧，不能因为支柱没有整到位而放松拉线，因为是承力索、接触线同时落锚，力量非常大，再加之 H形钢柱的刚性不强，若拉线松，则必将支柱拉弯，且难以调整，因此支柱在落锚方向必须一次调整到位，且将拉线打紧。

2 补偿绳施工

按照武广线施工安装手册，补偿绳是预置长度，施工中不得进行调整，因此补偿绳的预制长度非常重要，不仅在中心料库要预制精确，而且还要对补偿绳的长度进行计算和复核。

2.1 补偿绳长度计算

计算方法。按照设计要求，查一个一般锚段长度在平均温度时大、小棘轮上的缠绕圈数Q1、Q2、补偿绳同坠砣串连接的回头到棘轮中心的距离l1、补偿绳同线索连接的回头到棘轮中心的距离l2（该值不是设计给出值，而是实际计算采用的值。需要注意增减各连接件长度），补偿绳两端的回头长度分别为h1、h2，则补偿绳长度：

式中，R1、R2分别是大小棘轮的半径，需要注意的是圈数必须是补偿绳在棘轮固定处到补偿绳离开棘轮的切线处。

2.2 补偿绳长度复核

实际施工中，重要的是应该进行以下复核：

（1）对补偿绳预制长度的复核。因为安装要求是一定锚段长度、一定温度下的Q1、Q2、l1、l2，转换形式也就是通常所说的a、b值。因此应该先预制一个棘轮，在中心料库，受力状态下测量以上4个参数，若吻合则说明预制长度合适，否则须重新调整。

（2）对设计补偿绳的长度进行复核，以验证设计正确与否。在不同的温度下，棘轮的转动能够保证线索的张力恒定，尤其是在预定的最高、最低温度中，补偿装置的作业状态良好，因此，计算值应该是在最高温度下，l2大于0，Q1大于0，最低温度下，l1大于0，Q2大于0，否则设计有问题。

3 架线过程中应注意的问题

3.1 确定坠砣的高度

虽然以前有很多方法能实现一次到位，但对于高速铁路的精准要求，传统方法并不能满足需要，为此，采取放线时不加瓷瓶，最后统一倒锚的办法，以达到在倒锚前补偿装置性能良好的要求。为倒锚创造条件，还要充分考虑以下2个因素：

（1）建议在初期安装棘轮时要考虑到承力索和接触线的初伸长，根据下锚补偿装置与中心锚结之间的距离，坠砣的高度应比需要的高度调高10～30 cm。

（2）施工时应考虑承力索架设后的弛度变化，可以采用张力等效负载法、状态方程式等方法进行计算确定。

3.2 起锚和落锚

架线前，固定起锚棘轮。可以防止放线时线索起伏，并应该复核棘轮是否垂直。起锚、落锚要重新检查补偿绳是否顺直、对称，应调整到受力为止，放线后还应重新检查以防造成棘轮偏斜。

3.3 平衡轮

平衡轮受力后，应与平衡轮连接的补偿绳在同一个水平面上，不得偏斜，否则会造成传动效率下降，甚至补偿绳摩擦。

4 架线后补偿设备调整分析

调整前必须复核棘轮的垂直、补偿绳的顺直和对称，复核无误后方可进行调整。否则会因支柱、棘轮受力后出现的变化影响其性能。

4.1 坠砣串问题

在隧道中经常出现中锚偏移现象，经检查发现是隧道补偿的固定限制架卡滞坠砣串造成的。建议今后可将坠砣限制管设计为滑动杆，或者将坠砣中间增加2个孔，用螺栓固定，从而避免卡滞。

4.2 线索拧面问题

现场施工中，落锚处线索拧面是普遍存在的问题，因其与保证平衡轮水平有矛盾而得不到有效解决，以致造成吊弦线夹偏斜，影响美观，并对平衡轮稳定运行不利。所以，施工中应注意以下问题。

（1）倘若线索一直悬挂不固定，则会自然扭曲，因此，架线后应尽快卡定位，防止拧面。

（2）尽可能减少穿线。起锚是人工拉线，容易造成线索变形，穿线更容易对导线造成伤害，且伤害较严重。为了避免线面出现问题，施工中须按照放线顺序，一次到位，减少穿线。

建议设计可以旋转的连接件，即使导线拧面，也较容易调整。

5 结束语

通过上述分析，可以得出：补偿装置的施工是一个系统工程，锚柱整正要充分考虑安装受力后锚柱垂直地面；对补偿绳要进行计算和复核，确保工程需要；在架线中不要加瓷瓶，坠砣串离地高度要考虑新线初伸长，架线后应尽快卡定位以防止导线拧面；在施工中每个环节必须复核棘轮是否垂直、补偿绳是否顺直、对称。同时，为了确保整个补偿装置内实外美，建议设计改善隧道坠砣安装方式，避免坠砣卡滞，在落锚处增加可以旋转的连接件以便处理导线拧面问题。

武广客运专线需要总结的东西非常多，因水平和篇幅所限，本文只简要讨论了一小部分，以供今后施工参考。

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