低净空桥梁隧道电化改造的综合处理方案

万国华

0 引言

低净空桥梁、隧道由于净空偏低或者过低的缘故，在线路进行电化改造时，需要接触网专业采取特殊方式处理，降低接触网对净空高度的要求；或者对桥梁、隧道进行改造，有落道条件的线路进行落道施工，没有落道条件的线路进行落底施工，以增加桥梁、隧道的净高；或者拆除桥梁、废弃隧道，按新标准重新建设，以满足桥梁、隧道通过接触网的安全距离要求。笔者在工作中经常遇到低净空桥梁、隧道电化改造的技术难题，本文拟对一些典型案例进行介绍、分析，简述体会和建议，供相关设计和建设管理人员参考。

1 低净空隧道

若干年前在对鹰厦铁路进行电化改造时，由于大量隧道的净空高度不足6 m，采用常见的吊柱式悬挂、水平式悬挂和V 形悬挂、斜交悬挂等接触悬挂方式，均因接触网结构高度较大，对隧道净空高度要求高，导致隧道改造的工程量巨大，而未通过铁路局审查。后来，建设单位在设计单位的支持下，提出了“弓形支架”悬挂方式（图1），经铁道部同意后用于低净空隧道电化改造。低净空隧道内接触网采用“弓形支架”悬挂方式后，由于接触网的结构高度仅120 mm，减少了电化工程对隧道

净空高度的要求，从而大大减少了隧道改造工程量，减少了工程施工对营业线运输生产和安全的影响，并节省了工程费用五千多万元，很好地解决了低净空隧道进行电化改造的技术难题。现在，该悬挂方式经过了20 余年的运行考验，悬挂点处弹性性能良好，导线磨耗低。实践证明这是一种非常好的接触悬挂方式。

图1 弓形支撑装置结构示意图

“弓形支架”是一种形似弓形的隧道内接触网支撑装置，因为弓形结构和绝缘棒材质特点，具有良好的弹性性能和绝缘性能。存在的问题是当年“弓形支架”由建设单位临时组建的设计组设计，委托福建省郭坑的一个工务修制厂研制生产，无论是科技成果推广的力度，还是产品经营理念，都存在一定问题。在此，重提旧事，目的是为让具有良好特性的悬挂方式“弓形支架”为国内铁路建设发挥更大作用。所幸，目前“弓形支架”已由国内著名厂家生产，并通过了电气化专业工程局组织的产品技术鉴定。

2 低净空立交桥

接触网通过低净空立交桥的方式有很多种类，包括接触悬挂直接通过、承力索绝缘通过、承力索下锚接触线通过等。当立交桥净空过低时，应考虑由多个专业综合处理的方案，如接触网专业降低结构高度，线路专业落道，桥梁专业抬升梁底高度等，否则，由接触网专业单独处理将特别困难。现以沪杭线封浜站（K19＋113.5）的沪宁公路立交桥和合宁铁路客运专线三十里铺的102 国道立交桥为例，分析介绍接触网通过低净空立交桥的处理方案。

上述2 座立交桥，最小净空6 800 mm，接触网均按通行双层集装箱设计。在考虑立交桥处线路行车速度及桥梁宽度等因素后，设计选择接触悬挂直接通过方式。又由于它们均处于车站咽喉区，设计人员分析咽喉区线路落道施工对营业线运输生产、安全的影响后，放弃了落道方案。

在桥梁最小净空高度为6 800 mm 情况下，如接触线距轨面最低点高度按6 330 mm、25 kV 带电体距固定接地体空气绝缘间隙按300 mm 设计，桥梁下剩余高度空间仅170 mm。在这剩余的170 mm空间里，要考虑接触悬挂的结构高度，以及承力索、接触线的驰度等因素，在现场安装调试的条件太过苛刻。为此，设计人员考虑降低接触线距轨面的最低高度。具体方案如下：

接触线距轨面最低点高度按6 250 mm、25 kV带电体距固定接地体空气绝缘间隙按300 mm、接触网结构高度、线索驰度及施工误差等按250 mm标准设计。设计依据有下述几点：

（1）《铁路技术管理规程》中“铁路双层集装箱运输装载限界及客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界”明确规定双层集装箱的装载高度（H1）为5 850 mm。

（2）《铁路技术管理规程》第156 条的规定，接触网带电部分至机车车辆或装载货物的距离（H2）不小于350 mm。

（3）工务维护抬道（H3）限制在50 mm 以内。据此，接触线距轨面最低高度（H）可以选择 6 250 mm。H4= H1+ H2＋ H3= 6 250 mm。

（4）根据《铁路技术管理规程》第156 条的规定，接触网带电部分至固定接地物的距离（H5）不小于300 mm。

（5）接触网的结构高度、线索驰度及施工误差等（H6）严格控制在250 mm 以内。

以上各参数合计：

H1+ H2+ H3+ H5+ H6= 6 800 mm。

由此可见，上述处理方式在技术上是可行的。但接触线距轨面最低高度按6 250 mm 设计，与现行《铁路技术管理规程》第155 条“双层集装箱运输的线路，接触线距钢轨顶面的高度不小于 6 330 mm”的规定不一致。工程竣工投产后，沪杭线封浜站（K19＋113.5）的沪宁公路立交桥下接触网设备，安全稳定，运营正常。合宁铁路客运专线三十里铺102 国道立交桥，因为运输方面暂不开行双层集装箱，设备管理单位对“接触线距轨面最低高度按6 250 mm 设计”的技术标准又持有异议，因而暂未实现开行双层集装箱的设计使用功能。

3 低净空铁路桥梁

既有铁路线上有许多铁路桥梁，结构不同，净高不同，接触网通过方案也就不同。现以京沪铁路南京长江大桥和济南（曹家圈）黄河特大桥为例，介绍在特别困难条件下，接触网通过低净空桥梁的处理方式。

这 2 座铁路大桥钢轨以上钢梁净高仅有 6 550 mm。接触网按通行双层集装箱设计。由于大桥为钢梁木枕明桥面，没有落道条件。面对既有钢桁梁特大桥，不可能改变其上部结构，更不可能拆除重建。在极其困难的条件下，接触网专业采取了以下特殊处理方式：

（1）承力索在桥梁上部三角形钢构件中穿过。承力索及吊弦采取绝缘防护，外包绝缘护套。

（2）接触线距轨面最低高度（H4）按6 200 mm设计（不允许线路抬道），在桥梁横眉底面加设绝缘板防护。

（3）接触网带电部分至固定接地物的距离（H5）不小于300 mm。

（4）导线自身高度、驰度及施工误差等（H6）严格控制在50 mm 以内。

以上各参数合计：H4+ H5+ H6= 6 550 mm。

同样，由于接触线距轨面最低高度按 6 200 mm 设计，与现行《铁路技术管理规程》第155 条“双层集装箱运输的线路，接触线距钢轨顶面的高度不小于6 330 mm”的规定不一致。工程实施前，铁道部有关部门就上述2 座桥梁通过接触网的悬挂方式召开了专题研讨，审查批准了该方案。

4 结论和建议

以上介绍了几种特别困难条件下低净空桥梁隧道进行电化改造的设计方案。在工程上采用“弓形支架”或“弹性支撑”等装置后，该设计方案在技术上是可行的，安全上是满足设计规范要求的。并且，也被多年运营的实践检验所证明。了解这些典型做法，能够丰富设计和建设管理经验，有助于顺利解决低净空桥隧进行电化改造遇到的问题，更好地开展铁路建设项目的设计和管理工作。但是，因为净空过低，在设计方案中严格限制工务维护抬道，对接触网设备维护也提出了更高要求，所以设计人员在进行方案比选时，一定要慎用。

类似合宁铁路客专三十里铺102 国道立交桥的问题，从根本上说，就是在现行铁路《技规》颁布后，接触线距轨面最低高度按6 250 mm 设计，缺少报铁道部审批这一环节。设计单位在初设阶段勘测桥梁净空高度时测量值较大，工程实施时测量净空高度数值较小，导致原报铁道部设计方案无法执行。为此建议如下：

（1）设计单位在可研或初步设计阶段，增加低净空桥梁、隧道净高的测量点，保证测量数据和报部资料的准确性。

（2）铁路局相关部门在初设鉴定前，组织设备管理单位对低净空桥隧的最小净空进行勘测、核实，并在困难处所限制工务维护抬道。

（3）工程实施阶段，如出现设计数据与实际情况严重不符的情况，应比照I 类变更设计程序，将变更后的技术标准、方案，报初步设计审查单位批准后实施。