曲弦钢桁加劲连续梁桥接触网设计方案研究

王蓓

（中国铁路设计集团有限公司，天津 300251）

1 引言

接触网需要结合桥梁结构进行设计，以便后续工程的顺利实施。而随着高速铁路的发展，桥梁占比越来越大，铁路桥梁形式越来越多样化。最常见的T 梁桥、箱梁桥已有成型的接触网基础预留标准，而特殊的桥梁结构形式则对接触网设计提出了更高要求，需要通过合理的接触网布置，实现接触导线和附加导线的悬挂，在保证接触网带电体与钢结构安全距离的同时，兼顾成本控制及景观效果。

本文将以郑阜客专界临特大桥曲弦钢桁加劲连续梁桥的接触网设计方案为例，充分利用桥梁结构的特点，合理设置接触悬挂和附加导线悬挂方案，在满足安全距离要求的前提下，实现了较好的经济性以及景观效果。

2 工程概况

郑阜客专界临特大桥采用跨度为45m+75m+172m+75m+45m 的双线曲弦钢桁加劲连续梁桥，由预应力混凝土连续梁和加劲钢桁组成，其中主跨跨度172m 采用曲弦钢桁加劲。主桁采用反向再分式桁架，桁高0～14m、节间距16m，钢架内缘距离线路中心为2.55m，桥的侧面和顶面均有钢架结构，且所有钢架均呈斜交布置。

3 接触网设计限制因素

具体包括以下4 个方面：

1）安全距离：接触网带电体对桥钢结构要保证300mm 以上的安全距离。

2）桥梁结构限制：接触网预留需要考虑桥梁结构受力并避开焊缝、螺栓等。

3）景观效果：钢桁梁桥本身结构对称、造型新颖优美，是铁路工程的一个亮点，如何利用这种对称美，巧妙加入接触网元素，是不可忽略的问题。

4）经济性：在满足其他要求的前提下，尽量做到节约成本。

4 设计方案研究

本桥分为边跨和主跨2 部分，其中边跨采用常规的连续梁，接触网布置方式也遵循常规设计，即在梁面上立支柱。主跨部分则包含了复杂的钢结构，要结合桥梁结构对接触网装配的安装及线材悬挂形式进行研究分析，确定合理的方案。悬挂方式主要有以下几种方式。

1）吊柱方式。即在钢桁梁顶预留底座，通过在底座上安装接触网吊柱来悬挂线材。该方式优点是简单便捷、费用较少；缺点是吊柱长度有限，不适用于梁顶太高的情况。

2）预埋件方式。在桥梁侧面钢结构上做接触网预埋件，通过在预埋件上安装接触网支持装置来悬挂线材。该方式优点是设置简单、经济性好；缺点是基础预留位置考虑因素多，需要避开桥梁焊缝、螺栓等。

3）支柱方式。该方式即常规的连续梁上接触网支柱布置方式。条件允许时，充分利用桥梁结构特点，在主跨钢结构等距离分布的三角区域的中部设置支柱，无须在桥上做预留件，避免与桥梁结构的干扰，且达到了对称美观的景观效果。

4）硬横跨方式。即在钢桁梁封闭空间内设置硬横跨结构来安装接触网装配和线材。该方式造价高，且视觉效果不好。在其他方式行不通时才推荐采用。

综上所述，4 种方式各有优劣，应结合项目自身特点选择最适合的方式。

4.1 接触导线和承力索悬挂方式

由于本桥钢桁梁梁高14m，不适宜采用“吊柱方式”；另外，本桥腹杆均为斜向布置，且主腹杆中部设置分布式次腹杆，杆件连接复杂难以预留基础，不宜采用预埋件方式。因此，结合桥梁结构特点分析，优先采用第3 种方式，即“支柱方式”（见图1）。

上文提到，桥梁节间距为16m，结合景观性，将接触网跨距设置为16 的倍数，另外，考虑减小导线受风影响的摆动量，因此支柱跨距采用32m。值得注意的是，考虑到锚段关节和中心锚结线索较多，维修量远大于普通地段，故应尽量避免将其设置于钢桁桥上，这样可以降低安全隐患，减轻日后运营维护工作量【1】。

图1 主跨上的支柱布置

4.2 附加导线悬挂方式

郑阜客专为AT 供电方式，附加导线包含正馈线（简称AF线，绝缘悬挂）和保护线（简称PW 线，非绝缘悬挂）。附加导线悬挂可选择“支柱方式”或“预埋件方式”。

由于本桥上支柱与桥侧面钢结构在顺线路方向基本重合，若附加导线在支柱上悬挂，其受风摆动后易与侧面钢结构发生碰磨，不满足安全距离要求【2】，故选择“预埋件方式”悬挂附加导线。另考虑到安装及运营维护、检修方便，附加导线悬挂于钢结构线路侧。下面分别对悬挂高度的选取、预埋件的设置、接口转换方式及安装曲线进行研究。

4.2.1 附加导线悬挂高度的选取

附加导线悬挂高度的选取需注意以下几点。

1）高于支柱顶端。由于附加导线悬挂于钢结构线路侧，为避免与接触悬挂装配发生干扰，附加导线在最大弛度时距轨面的高度应高于支柱顶端（郑阜客专桥上支柱顶端距轨面高度约为7 234mm）。

2）避开桥门架及焊缝。钢桁桥主跨在A1、A1′处有桥门架，A3、A3′处有横联，钢架之间有焊缝（见图2）。附加导线应注意保证与桥门架和横联的安全距离，预埋件应避开焊缝。

3）跨距合理、均匀。结合桥梁侧面钢架斜交布置的特点可知，预留预埋件的高度同时决定着附加导线的跨距。附加导线跨距尽可能做到小而均匀，有利于保证与钢结构的安全距离。

综合考虑以上因素，将AF 线悬挂高度定为8 850mm，PW线定为7 700mm。

4.2.2 钢结构上预埋件的设置

确定了附加导线的悬挂高度，可以推导出预埋件的具体位置。

图2 钢桁桥主桁图

PW 线为非绝缘悬挂形式，预埋件的设置高度与PW 线的悬挂高度一致，即7 700mm。

AF 线为绝缘悬挂且悬挂高度较高，情况复杂一些：

1）普通部位。为保证AF 线与钢结构的安全距离，减小受风摆动量，AF 线采用V 型悬挂方式，AF 线预埋件设置高度为悬挂高度加上AF 肩架至悬挂点的距离（约800mm），即9 650mm。

2）桥门架及横联处。由于桥门架和横联的设置，降低了净空，加宽了侧面钢结构，所以，这2 个部位是控制主跨上AF线悬挂高度的关键点，悬挂高度取8 650mm，AF 线采用支撑绝缘子悬挂，预埋件设置高度与AF 线悬挂高度一致，即8 650mm。

4.2.3 边跨与主跨接口处转换方案

边跨桥面上，支柱的附加导线均安装在支柱田野侧，悬挂高度逐跨加高到主跨上的高度。

在进入主跨的前一颗支柱上，附加导线对向下锚，随后进入主跨，主跨上的附加导线均转为钢结构线路侧悬挂。

5 结语

特殊的桥梁结构形式对接触网设计提出了更高要求，特别是钢架结构对空间上的限制，使接触网在安全距离、景观效果、成本控制等方面难度均有所增加，本文以曲弦加劲钢桁梁桥为例，对接触网设计方案进行了研究，可得出如下结论：

1）不同的悬挂方式各有优劣，在布置接触悬挂时，考虑锚段关节和中心锚结线索较多，维修量远大于普通地段，故应尽量避免将其设置于钢桁桥上，这样可以降低安全隐患，减轻日后运营维护工作量。

2）附加导线要注意边跨到主跨上的过渡方案，避免与钢结构发生干扰；在进入主跨前可采用对向下锚。

3）分析特殊桥梁结构的每一处断面，充分研究，明确接触线和附加导线的安装方式，灵活利用桥钢结构进行精确布置，选择合适的绝缘子悬挂形式等，减少安全隐患和后期维护压力，在节约成本的同时兼顾美观效果。

本文所研究的方案，可有效解决钢桁桥上空间紧张，结构特殊时接触网设置困难的问题，对相关的铁路工程有一定的借鉴意义。