专利名称：高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法
技术领域：
本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，属于铁路交通机电领 域，尤其属于高速铁路接触网上安装平斜腕臂的一种施工方法。
技术背景目前，电气化铁路接触网水平拉杆式支撑定位装置结构稳定性差，己经不 能满足列车高速运行的需要。高速电气化铁路接触网腕臂结构的设计采用以平、 斜腕臂定位的刚性支持结构，改变了承力索的受力状态，消除了接触网在调整运 行状态下晃动的缺陷。但是平、斜式腕臂在安装过程中定位复杂，在施工过程中 要占用大量的线路时间。为了解决以上问题，本发明高速铁路电气化接触网腕臂 计算及安装方法提供了一种高效的施工方法。较大地利用非封闭点时间，对腕臂 进行精准的计算和预制，减少了大量的现场调整时间和铁路占用时间，极大地提 高了经济效益。 发明内容本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，包括平腕臂长度计 算，斜腕臂管长度计算，斜腕臂上定位环安装位置计算，腕臂计算，预配腕臂， 腕臂安装。上述的平腕臂长度计算包括没有抬高时的平腕臂长度计算和有抬高时的 平腕臂长度计算。上述的没有抬高时的平腕臂长度计算，通过多次计算分析，发明人惊奇地 发现使用以下公式1进行计算非常准确，户=&7^/1000 + (^—^GC/GA—"々—(公式1)G—支柱轨平面处侧面限界Hs——上底座安装高度 S——支柱内缘斜率 力——外轨超高 Gk——轨距G。——承力索高度 a——拉出值 Qz——承力索座水平扣长 Jp——平腕臂绝缘子长度 YP——为平腕臂预留长度 Ls——上底座宽度。上述的有抬高时的平腕臂长度，通过多次计算分析，发明人惊奇地发现使 用以下公式2进行计算非常准确，pr =#/+(&//"1000 + (^-/7.<^/(^-a +込)2-(公式2)式中，Te为平腕臂抬高值。上述的斜腕臂管长度计算，包括没有抬高时的斜腕臂长度计算，有抬高 时的斜腕臂长度计算，上述的没有抬高时的斜腕臂长度，通过多次计算分析，发明人惊奇地发现 使用以下公式3进行计算非常准确，义=^/丄"2 +丄62 —Jx (公式3) 其中，ia-^./^/lOOO + C^-Zi-Gc/GA — a — irc+gz — ij式中，Hx——下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)LTC——套管双耳和承力索座之间的水平距离Lx——下底座宽度 A' B的长度Lb:式中，HD^导线高度 H'——结构高度z——承力索座垂直扣长 Q' s——套管双耳垂直扣长 式中，丄为绝缘子扣料长度。上述的有抬高时的斜腕臂长度，通过多次计算分析，发明人惊奇地发现使用以下公式4进行计算非常准确，<formula>formula see original document page 8</formula>(公式4)。上述的斜腕臂上定位环安装位置，通过多次计算分析，发明人惊奇地发现 使用以下公式5进行计算非常准确，式中，私为导线高度，K。为定位器开口值(定位悬挂点距定位管中心的值)， Hx为下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)，"为斜腕臂与水平线的夹 角。上述的腕臂计算包括腕臂计算参数测量，微机计算。上述的腕臂计算参数测量包括超高测量，划轨面红线，划腕臂底座标，支柱倾斜率测量，支柱侧面限界测量。上述的超高测量是指置镜点在距支柱15 20m的路肩上，在支柱点处两轨 面上竖好塔尺，调整仪器，读取塔尺读数，并作记录；两轨面塔尺读数相减即为 超高值。或采用专用激光测量仪测量超高。上述的划轨面红线是指在既有现状电化部分，以既有线路实际轨面为基 准；在线路改造部分，根据线路设计纵断面，会同线路施工单位共同测定每个支 柱处高程，并在支柱上标识，划好红线。上述的划腕臂底座标记是指以轨面标记为基准，用腕臂底座测高杆或钢 巻尺测量出支柱上、下腕臂底座安装高度，并做标记。硬横梁倒立柱，要先测量梁底对轨面高度H，求出a=H - H上，b=a - 1.5m (吊柱上腕臂上、下底座的距离1.5m)。H上--一上底座距轨面安装高度a——上腕臂底座螺栓至梁底的距离b——下腕臂底座螺栓至上腕臂底座螺栓距离在安装前吊柱前，提前在吊柱上画出标识，并抬高3cm(如果线路未精细整道)。上述的支柱倾斜率测量是指斜率的测量值以支柱内沿的倾斜率为准。经(公式5)，其中sin(a)讳仪宜置于跨距中间位置，在支柱向田野侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测 支柱后沿到线路中心距离相一致。在轨面线后沿处水平放置钢巻尺。沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S 。在支柱向线路侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测 支柱前沿到线路中心距离相一致。在轨面线前沿处水平放置钢巻尺。沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S 。上述的支柱侧面限界测量是指限界值为近轨轨面处支柱前沿至轨道中心 的距离，采用DJJ多功能接触网检测仪测量支柱侧面限界。或者采用丁字尺、三 角直角档板、水平尺测量支柱限界，测量限界均以轨面所在平面上测量。上述的微机计算是指在现有计算程序中进行数据录入，输入项目包括站区、 锚段号、支柱号、支柱限界、拉出值、超高、支柱倾斜率。其中支柱限界、超高、 支柱倾斜率均为现场测量值。上述的预配腕臂是指根据腕臂预配数据表，在作业台上用钢巻尺测量下 料长度、平腕臂打孔位置及各种零件安装位置，并用记号笔在腕臂上做标识。将 腕臂用卡具卡紧，用无齿切割机切断腕臂。腕臂预配时，先全面核实检査各部分 尺寸是否满足设计要求，施工允许偏差为2mm，后使用扭力扳手紧固各个紧固件。 腕臂预配好后对腕臂进行标识。上述的腕臂安装按以下步骤进行① 安装腕臂底座la以测量的轨面标高为基准，用钢尺或高度测量仪测出设计要求安装上、 下底座位置，做上标记；lb再上杆1人带安全带，小绳，扎好安全带，放下小绳，地面人员将底座 预组装后扎牢；lc杆上一人拉绳，将底座提至安装位置；ld两人配合，把上底座螺栓由线路侧穿向田野侧， 一人把上底座扶正，另 一人带垫片螺帽，用梅花扳手紧固后，用力矩扳手检验紧固力矩；le上底座安装完毕，两人解开安全带攀至下底座位置lm以下扎好安全带； lf按la—ld的步骤，安装下底座。② 安装绝缘子、组装腕臂2a按安装计划，利用封锁点将所需棒式绝缘子和预配好的腕臂运至工地， 按标识放在支柱旁平地上；2b按设计要求，装配P、 X腕臂棒式绝缘子；2c用塑料布将棒式绝缘子包好，用4)2.0铁丝绑三遍(两头、中)，再用草带包上，用4)2.0铁线同包塑料布一样扎三遍；2d按标识将P、 X腕臂连接上，拧好螺母和开口销，螺栓销穿向来车方向。 ③安装腕臂3a施工负责人确定腕臂编号与安装地点相符；3b两人上支柱， 一人在上底座处，挂好滑轮，穿好大绳，并将上底座销钉 取出。另一人在下底座处，取下下底座销钉；3c地面安排专人用大绳将腕臂捆好，其余安排两人拉绳子，在腕臂吊立地 面前扶持一下，在吊立过程中，由支柱上一人扶持，主要是防止将绝缘子碰坏；3d在斜腕臂绝缘子吊到下底座处，由下底座处作业人员将绝缘子与下底座连接好，地面人员轻放大绳，上底座处作业人员托住平腕臂，上下作业人员配合好，待平腕臂展放到合适位置时，将平腕臂与上底座连接好；3e将安装好的腕臂与支柱固定好，防止摆动，碰坏绝缘子。本发明的有益效果在于1、 施工速度快，占用线路时间短；2、 提高了工效，减少了要点施工次数；3、 保证铁路运输和既有线改造的有序进行；4、 降低施工成本，提高施工质量。
图1是本发明的施工方法流程示意图；图2是本发明的施工方法各结构的位置长度示意图；图3是本发明中使用的本公司开发的腕臂计算软件参数输入界面；图4是本发明中使用的本公司开发的腕臂计算软件计算数据输出界面。
具体实施方式
以下具体实施方式
用于说明发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例一本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，如图1所示，包括 平腕臂1长度计算，斜腕臂2定位管长度计算，斜腕臂上定位环5安装位置计算， 预配腕臂，腕臂安装。所述的平腕臂1长度计算包括没有抬高时的平腕臂长度计算和有抬高时 的平腕臂长度计算。所述的没有抬高时的平腕臂长度计算，采用如下公式户"./^/1000 + C广/z-C c/G广"+込-所述的有抬高时的平腕臂长度，使用以下公式计算Pr = ^/^2+(&7/,/1000 + (^-/ .(^/(^—" +込)2 —、-々+4所述的斜腕臂管长度计算，包括没有抬高时的斜腕臂长度计算，有抬高 时的斜腕臂长度计算，所述的没有抬高时的斜腕臂长度，使用以下公式进行计算，其中，丄"=^./^/1000 + (^—/z.Gc/G4—a —丄m+2z—丄，式中，Hx——下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)LTC——套管双耳和承力索座4之间的水平距离Lx——下底座宽度 A' B的长度Lb:式中，HD——导线高度 ——结构高度 Q' z——承力索座4垂直扣长 Q' s——套管双耳垂直扣长式中，Ji为绝缘子扣料长度。所述的有抬高时的斜腕臂长度，使用以下公式进行计算%r =々a2+(Z6+rG )2 - ^所述的斜腕臂上定位环安装位置，使用以下公式进行计算『0 =( W/^)/—)-^ , 其中sin(oO = , Z" ，式中，私为导线高度，K。为定位器3开口值，即定位悬挂点距定位管5中 心的值，Hx为下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)，ar为斜腕臂与水 平线的夹角。所述的腕臂计算包括腕臂计算参数确定后输入参数采用微机计算。 所述的腕臂计算参数测量包括超高测量，划轨面红线，划腕臂底座标，支柱倾斜率测量，支柱侧面限界测量。所述的超高测量是指置镜点在距支柱15 20m的路肩上，在支柱点处两轨面上竖好塔尺，调整仪器，读取塔尺读数，并作记录；两轨面塔尺读数相减即为超高值。或采用专用激光测量仪测量超高。所述的划轨面红线是指在既有现状电化部分，以既有线路实际轨面为基 准；在线路改造部分，根据线路设计纵断面，会同线路施工单位共同测定每个支 柱处高程，并在支柱上标识，划好红线。所述的划腕臂底座标记是指以轨面标记为基准，用腕臂底座测高杆或钢 巻尺测量出支柱上、下腕臂底座安装高度，并做标记。硬横梁倒立柱，要先测量梁底对轨面高度H,求出^H-H上，b=a- 1.5m (吊柱上腕臂上、下底座的距离1.5m)。H上一--上底座距轨面安装高度a——上腕臂底座螺栓至梁底的距离b——下腕臂底座螺栓至上腕臂底座螺栓距离在安装前吊柱前，提前在吊柱上画出标识，并抬高3cm (如果线路未精细整道)。所述的支柱倾斜率测量是指斜率的测量值以支柱内沿的倾斜率为准。经 纬仪宜置于跨距中间位置，在支柱向田野侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测 支柱后沿到线路中心距离相一致。在轨面线后沿处水平放置钢巻尺。沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S 。在支柱向线路侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测支柱前沿到线路中心距离相一致。在轨面线前沿处水平放置钢巻尺。沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S 。所述的支柱侧面限界测量是指限界值为近轨轨面处支柱前沿至轨道中心 的距离，采用DJJ多功能接触网检测仪测量支柱侧面限界。或者采用丁字尺、三 角直角档板、水平尺测量支柱限界，测量限界均以轨面所在平面上测量。所述的预配腕臂是指根据腕臂预配数据表，在作业台上用钢巻尺测量下 料长度、平腕臂打孔位置及各种零件安装位置，并用记号笔在腕臂上做标识。将 腕臂用卡具卡紧，用无齿切割机切断腕臂。腕臂预配时，先全面核实检査各部分尺寸是否满足设计要求，施工允许偏差为2mm，后使用扭力扳手紧固各个紧固件。腕臂预配好后对腕臂进行标识。所述的腕臂安装按以下步骤进行① 安装腕臂底座la以测量的轨面标高为基准，用钢尺或高度测量仪测出设计要求安装上、 下底座位置，做上标记；lb再上杆l人带安全带，小绳，扎好安全带，放下小绳，地面人员将底座 预组装后扎牢；1C杆上一人拉绳，将底座提至安装位置；ld两人配合，把上底座螺栓由线路侧穿向田野侧， 一人把上底座扶正，另 一人带垫片螺帽，用梅花扳手紧固后，用力矩扳手检验紧固力矩；le上底座安装完毕，两人解开安全带攀至下底座位置lm以下扎好安全带； lf按la—ld的步骤，安装下底座。② 安装绝缘子、组装腕臂2a按安装计划，利用封锁点将所需棒式绝缘子和预配好的腕臂运至工地， 按标识放在支柱旁平地上；2b按设计要求，装配P、 X腕臂棒式绝缘子；2c用塑料布将棒式绝缘子包好，用小2.0铁绑三遍(两头、中)，再用草带 包上，用小2.0铁线同包塑料布一样扎三遍；2d按标识将P、 X腕臂连接上，拧好螺母和开口销，螺栓销穿向来车方向。 ③安装腕臂3a施工负责人确定腕臂编号与安装地点相符；3b两人上支柱， 一人在上底座处，挂好滑轮，穿好大绳，并将上底座销钉 取出。另一人在下底座处，取下下底座销钉；3c地面安排专人用大绳将腕臂捆好，其余安排两人拉绳子，在腕臂吊立地 面前扶持一下，在吊立过程中，由支柱上一人扶持，主要是防止将绝缘子碰坏；3d在斜腕臂绝缘子吊到下底座处，由下底座处作业人员将绝缘子与下底座连接好，地面人员轻放大绳，上底座处作业人员托住平腕臂，上下作业人员配合好，待平腕臂展放到合适位置时，将平腕臂与上底座连接好；3e将安装好的腕臂与支柱固定好，防止摆动，碰坏绝缘子。实施例二本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，如图1所示，包括 平腕臂1长度计算，斜腕臂2定位管长度计算，斜腕臂上定位环5安装位置计算， 预配腕臂，腕臂安装。当腕臂不抬高时，所述的平腕臂1长度计算采用如下公式所述的斜腕臂2长度计算采用如下公式其中，丄a二^.i^/iooo+c;—/ .Gc/c^—a—丄化+02—丄，式中，Hx——下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)LTC——套管双耳和承力索座4之间的水平距离Lx——下底座宽度 A' B的长度Lb:式中，HD——导线高度 H'——结构高度 Q' z——承力索座(4)垂直扣长 Q' s——套管双耳垂直扣长 式中，1为绝缘子扣料长度。 所述的斜腕臂上定位环5安装位置『D =( W//x)/sin(")-A ，通过测量确定以上公式中各设计参数110=6450; G=3100; Gk=1445; Ge=7850; 5 =0.004; h=0; a =300; Q2=40; JP=670; Yp=300; L尸IOO: TG=20; Hs=7800; HX=6050;LTC=300;LX=100; H' =1400; Q' Z=50;Q' s=74; Jx=670; Ki^404，其中单 位均为mm.利用《高速铁路电气化施工计算系统》(图3、图4)计算得平腕臂预制长度 P二2330mm;斜腕臂预制长度X-2267mm;斜腕臂上定位环安装位置Wi^836mm.实施例三本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，如图1所示，包括 平腕臂1长度计算，斜腕臂2定位管长度计算，斜腕臂上定位环5安装位置计算， 预配腕臂，腕臂安装。当腕臂抬高时，所述的平腕臂1长度计算采用如下公式尸r = 7^2+(^.^膽0 + (^-/^/(^-0 +込)2 一、一々+ &所述的斜腕臂2长度计算采用如下公式xr = V丄"2+(丄6+rG )2 - a其中，丄fl二5,/^/1000 + C,—/2'Gc/G4—a-丄冗+gz—^式中，Hx——下底座安装高度(含扣除特型旋转底座抬高值)LTC——套管双耳和承力索座4之间的水平距离L——下底座宽度 A' B的长度Lb:式中，HD——导线高度 H'——结构高度 Q' z——承力索座(4)垂直扣长 Q' s——套管双耳垂直扣长 式中，J,为绝缘子扣料长度。 所述的斜腕臂上定位环5安装位置『D = + & D / si咖)-J,，通过测量确定以上公式各设计参数HD=6450; Gk=1445; G。=7850;S =0.006; h=50; a =-500; Qz=40; Jp=670: Yp=300; Ls=160; TG=500; Hs=7800: HX=6050;LTC=300: L=160; H' =1400; Q' z=50; Q' s=74;丄=670; K。二404，其中 单位均为亂利用《高速铁路电气化施工计算系统》(图3、图4)计算得平腕臂预制长度 P= 346111 11;斜腕臂预制长度乂= 3431111111;斜腕臂上定位环安装位置\\^= 1660mm.
权利要求
1、本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其特征在于包括如下步骤1)平腕臂长度计算原理；2)斜腕臂长度计算原理；3)斜腕臂上定位环安装位置计算原理；4)腕臂计算参数确定和计算软件操作；5)预配腕臂；6)腕臂安装。
2、 根据权利要求l所述的高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其 特征在于所述的平腕臂长度计算原理包括没有抬高时的平腕臂长度计算和有 抬高时的平腕臂长度计算。所述的没有抬高时的平腕臂长度使用以下公式计算<formula>formula see original document page 2</formula>G—支柱轨平面处侧面限界， Hs——上底座安装高度，S——支柱内缘斜率， 力——外轨超高， Gk——轨距， G。——承力索高度， a——拉出值， CL——承力索座水平扣长， Jp——平腕臂绝缘子长度， YP——为平腕臂预留长度， L——上底座宽度；所述的有抬高时的平腕臂长度使用以下公式计算A = ^fc2+(&i/"1000 + C广/i.Gc/G广a + gz)2 一 WFp 式中，T。为平腕臂抬高值。
3、 根据权利要求l所述的高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其特征在于所述的斜腕臂长度计算原理包括没有抬高时的斜腕臂长度计算，有 抬高时的斜腕臂长度计算，所述的没有抬高时的斜腕臂长度使用以下公式计算-其中，<formula>formula see original document page 3</formula>式中，Hx——下底座安装高度，U——套管双耳和承力索座之间的水平距离， Lx——下底座宽度，式中，HD——导线高度， H'——结构高度， Q' z——承力索座垂直扣长 Q' s——套管双耳垂直扣长，式中，丄为绝缘子扣料长度。所述的有抬高时的斜腕臂长度使用以下公式计算<formula>formula see original document page 3</formula>
4、 根据权利要求1所述的高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其特征在于所述的斜腕臂上定位环安装位置使用以下公式进行计算，其中<formula>formula see original document page 3</formula>式中，私为导线高度，,。为定位器开口值，^v为下底座安装高度，a为斜 腕臂与水平线的夹角。
5、 根据权利要求1所述的高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其特征在于所述的腕臂计算包括腕臂计算参数确定和计算软件操作；所述的腕臂计算参数测量包括超高测量，划轨面红线，划腕臂底座标， 支柱倾斜率测量，支柱侧面限界测量；所述的超高测量是指置镜点在距支柱15 20m的路肩上，在支柱点处两 轨面上竖好塔尺，调整仪器，读取塔尺读数，并作记录；两轨面塔尺读数相减即 为超高值，或采用专用激光测量仪测量超高；所述的划轨面红线是指在既有现状电化部分，以既有线路实际轨面为基 准；在线路改造部分，根据线路设计纵断面，会同线路施工单位共同测定每个支 柱处高程，并在支柱上标识，划好红线；所述的划腕臂底座标记是指以轨面标记为基准，用腕臂底座测高杆或钢 巻尺测量出支柱上、下腕臂底座安装高度，并做标记；硬横梁倒立柱，要先测量梁底对轨面高度H,求出『H-H上，b=a-1.5m，H上一一上底座距轨面安装高度，a——上腕臂底座螺栓至梁底的距离，b——下腕臂底座螺栓至上腕臂底座螺栓距离，在安装前吊柱前，提前在吊柱上画出标识，并抬高3cm;所述的支柱倾斜率测量是指斜率的测量值以支柱内沿的倾斜率为准，经 纬仪宜置于跨距中间位置，在支柱向田野侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测 支柱后沿到线路中心距离相一致，在轨面线后沿处水平放置钢巻尺，沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S，在支柱向线路侧倾斜时，镜身距线路中心距离与被测支柱前沿到线路中心距离相一致，在轨面线前沿处水平放置钢巻尺，沿支柱顶端 后沿向轨面标记处读数S;所述的支柱侧面限界测量是指限界值为近轨轨面处支柱前沿至轨道中心 的距离，采用DJJ多功能接触网检测仪测量支柱侧面限界，或者采用丁字尺、三角直角档板、水平尺测量支柱限界，测量限界均以轨面所在平面上测量；所述的计算软件操作是指在我公司独立开发的腕臂计算软件中进行数据录 入，输入项目包括站区、锚段号、支柱号、支柱限界、拉出值、超高、支柱倾斜 率。其中支柱限界、超高、支柱倾斜率均为现场测量值。
6、根据权利要求l所述的高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，其 特征在于所述的预配腕臂是指根据腕臂预配数据表，在作业台上用钢巻尺测量下料长度、平腕臂打孔位置及各种零件安装位置，并用记号笔在腕臂上做标识， 将腕臂用卡具卡紧，用无齿切割机切断腕臂，腕臂预配时，先全面核实检査各部 分尺寸是否满足设计要求，施工允许偏差为2mm,后使用扭力扳手紧固各个紧固 件，腕臂预配好后对腕臂进行标识。
全文摘要
本发明高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法，包括平腕臂长度计算，斜腕臂管长度计算，斜腕臂上定位环安装位置计算，腕臂计算，预配腕臂，腕臂安装。属于铁路交通机电领域，尤其属于高速铁路接触网上安装平斜腕臂的一种施工方法。本发明方法解决了平、斜式腕臂在安装过程中定位复杂，在施工过程中要占用大量的线路时间问题。提供了一种高效的施工方法。较大地利用非封闭点时间，对腕臂进行精准的计算和预制，减少了大量的现场调整时间和铁路占用时间，极大地提高了经济效益。
文档编号G06F19/00GK101327748SQ20081004806
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月18日 优先权日2008年6月18日
发明者周梅芝, 夏谦云, 谢文艺 申请人:中铁十一局集团电务工程有限公司