摘 要：地铁接触网柔改刚工程是在不停运、不影响地铁正常运营的条件下对既有线路接触网设备进行改造。刚性接触网和柔性接触网两种截然不同的悬挂方式在同一地点相互限制，施工阶段从测量定位到既有柔性接触网拆除，摸索出一整套解决方案，解决了低净空、刚性和柔性接触网设备相互钳制的施工难点。

关键词：接触网；刚性；改造

1 前言

柔改刚工程在地铁接触网领域，是一个从未涉及的领域、一个从无到有的开发过程，而且国内外都没有任何柔改刚的经验可以借鉴。广州地铁一号线从2008年开始已累计完成近16公里的柔改刚工程，积累了一定的工程改造技术，本文将对此进行浅析。

2 悬挂点的测量定位

2.1 既有柔性悬挂的测量

刚性接触网施工设计是根据既有柔性接触网的竣工图进行的，所以既有柔性悬挂的相关数值也來自竣工图，施工单位须对既有柔性悬挂的数值进行测量，包括既有柔性悬挂弓形腕臂底座是在电客车行进方向的左侧还是右侧；既有柔性悬挂的悬挂点里程；既有柔性悬挂的拉出值是否与竣工图相符；既有柔性悬挂的结构高度大小；既有柔性悬挂的四条馈线的位置及与承力索和接触线的位置关系；既有柔性悬挂架空地线的位置等。

2.2 刚性悬挂定位点的测量

根据设计给定接触网平面布置图，对每个刚性悬挂的悬挂点进行测量，测量的内容主要包括：刚性悬挂悬挂点是否与既有的柔性悬挂的悬挂点冲突；隧道的净空高度；刚性悬挂悬挂点是否有安装空间及具体安装尺寸。测量方式应根据平面图中所标注测量起点对相邻悬挂点的距离定位后，按平面图中各悬挂点所标注里程向相临车站依次测量定位，定测到一个车站的测量起点，如与所标的距离不闭合时，看一下是否满足相临跨距比1：1.25，如不满足应进行调整。测量应以线路中心线为准。

3 悬挂点的打孔定位

（1）隧道安装净空4800mm以下断面的悬挂点，应按受电弓中心线延至隧道顶的点两侧对称打孔安装。如果绝缘横撑安装与既有柔性悬挂的悬挂点有冲突或安装空间不够的，可以适当调节绝缘横撑中点距受电弓中心的距离，即调节悬挂点打孔的位置。

（2）当隧道安装净空大于4800mm时，刚性悬挂采用吊柱形式安装，所以打孔应根据接触网平面布置图在刚性悬挂的悬挂点一侧安装，同时应注意隧道顶部边缘的坡角，根据坡角的斜率计算好吊柱底座的安装位置，然后根据结果进行打孔。

（3）在车站内，刚性悬挂采用吊柱形式安装，所以打孔应根据接触网平面布置图在刚性悬挂的悬挂点一侧安装，同时应注意车站内矩形隧道顶部边缘的坡角，根据坡角的斜率计算好吊柱底座的安装位置，然后根据结果进行打孔。

4 刚性悬挂底座安装

柔改刚改造工程中，接触网刚性悬挂采用两种悬挂形式，一种为车站内和隧道净空大于4800mm区段的吊柱加腕臂形式，一种为区间隧道内的绝缘横撑安装形式。在车站内，吊柱安装在站台侧，隧道净空大于4800mm区段，吊柱根据平面布置图显示位置安装。要考虑以后汇流排的安装位置，注意不要与既有柔性悬挂冲突。在区间，绝缘横撑安装在隧道顶部，要考虑到以后汇流排的安装空间，同时注意本身的安装空间。而且，绝缘横撑要比既有柔性悬挂的接触线抬高150mm以上，以保证绝缘距离，如特殊情况可适当调整或包扎绝缘带。

5 拆除既有柔性悬挂

在刚性悬挂安装到位后，拆除既有柔性悬挂。根据平面图拆除改造区间的弓形腕臂，接触线及承力索。在车站范围及高净空因架空地线部分安装在既有吊柱上，所以该范围安装有架空地线的既有吊柱不拆除，只需要锯短既有吊柱至距架空地线底座150mm处即可。

施工阶段的过程控制是“柔改刚”项目能否成功实施的关键环节，因此必须严格按照工艺施工，确保柔改刚工程的万无一失。

6 柔改刚改造方案设计

遵循以上设计原则，在接触网柔性改刚性的改造时，需保证不影响既有线路的正常运营。因此，刚性悬挂的安装及投入运行应考虑机车动态包络线、隧道净空及既有柔性接触网占用隧道空间的影响。在设计中针对以上影响因素，采用一些创新设计方案，保证改造工程的顺利实施，降低工程风险。接触网柔改刚创新方案主要为以下几种：

（1）采用刚性接触网预安装平面布置设计方案。为保证机车正常运行，要求刚性悬挂接触网在安装时相关设备不能侵入机车限界，影响机车的正常运行。因此在施工中汇流排需抬高架设，待接触线安装完成后才可降低至工作高度，与既有接触网实现过渡，而刚性悬挂预安装时的平面布置将是影响过渡的关键因素。在刚性悬挂预安装平面布置设计时，将汇流排布置在即有柔性接触线相对于受电弓中心线的对侧，使汇流排与即有接触网承力索及接触线在垂直方向不存在交叉，为降低汇流排准备条件。在既有接触网导线呈之字形布置到线路中心线另一侧时，可调整刚性悬挂的锚段长度，将锚段关结设置在改变点附近，组成锚段关结的两锚段汇流排分别在既有柔性悬挂接触线两侧，这样就可以将汇流排换到线路中心线另一侧布置。

（2）采用临时刚柔过渡方案。由于每天的施工时间只有3个小时，不可能将一个柔性接触网锚段全部改造完成，柔性接触网不可能在当天拆除，每一段刚性悬挂投入使用，必须与既有柔性悬挂之间形成“刚柔过渡”，以保证机车正常运行。

（3）隧道内采用U型绝缘横撑接触网悬挂方式。因不可停运，既有接触网柔性悬挂不可提前拆除，使接触网刚性悬挂的安装不仅需要考虑隧道本身净空的限制，而且需要考虑既有接触网柔性悬挂所侵占的空间。如果刚性悬挂采用垂直悬吊方式，刚性悬挂的悬吊槽钢与即有接触网承力索或供电馈线距离过近，不满足绝缘要求。如果采用绝缘横撑悬挂形式，可以满足绝缘要求，但悬挂绝缘横撑的螺栓过长，侵入了机车受电弓的限界，影响机车的正常运营。因此，创新设计刚性接触网悬挂方案，采用U型绝缘横撑悬挂方式，该方案可有效解决上述问题，满足改造工程需要。

（4）新型零部件研发。根据U型绝缘横撑悬挂方式的要求，关键零部件U型绝缘横撑应该满足安装空间要求小；零件采用两侧绝缘，中部为带电体；可以上下调节汇流排高度；安装螺栓短；能够承受刚性接触网与既有接触网导线同时悬挂等要求。针对以上要求进行创新设计，并利用ansys有限元分析软件对新设计出的悬挂装置进行验算，最终确定合理设计方案。

（5）施工组织方案。根据改造工程的特点，在施工时需按照分步施工的原则进行，将打孔、锚栓安装、底座安装分步进行完毕后，进行汇流排预架设即将汇流排在相对既有接触线抬高约100 mm处安装。待接触线安装到位后降低汇流排至工作高度使刚性悬挂投入运行，同时抬升既有接触网的高度使既有柔性接触网退出运行。在线路封闭时间内无法将刚性接触网全部锚段下降至工作位置，则采用刚柔过渡方式临时过渡。刚性悬挂全部投入运行后，拆除既有柔性接触网。

参考文献：

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