中铁二十四局集团上海电务电化有限公司 上海市 200071 摘要：近年来，我国高速铁路建设得到快速发展，在铁路施工过程中，时常会遇到一些高压电力线路与电气化铁路安全距离不满足要求的情况，需要进行改造。然而高铁营业线施工存在天窗申请难、工效低等困难，且一次天窗时间无法满足改造时间要求。本文以220KV福鹤I路电力迁改工程为例，通过搭设钢管架及接触网封网的方式，安全有效的解决了天窗施工的众多难题。 关键词：高铁营业线；施工方案；钢管架；封网；参数计算 1工程概况 1.1本工程线路起点为220kV福鹤I路#61塔，线路终点为福鹤I路#63塔，改线长度0.683km，更换导地线0.683km。线路与铁路交叉角度为84°。全线导线采用JL/G1A—300/25钢芯铝绞线；两根地线为opgw光缆地线。该线路跨越铁路档施工段#61塔—#63塔（其中#61、#63塔为耐张塔、#62塔为直线塔）跨高铁电气化铁路。 1.2该跨越档档距为681米，跨越档导地线与被跨越铁路交叉角约为84°，#62塔—#63塔导线距离铁路铁轨面最小垂直安全距离约25米，离铁路最近的#63塔塔位距离铁轨中心约85.2米。 2跨越高铁电气化铁路架线施工方案 2.1架线施工主要设备及工器具 迪尼玛绳、防扭钢丝绳、张力机、牵引机、液压机、紧线器、绝缘绳、牵引总绳、钢剪刀、滑车、卡线器等。 2.2导地线开断施工方法 本工程采用旧线带牵引绳索，牵引绳索带新线的方法展放导地线。根据事先已搭设跨越架并对接触网进行了绝缘网封网，办理好跨越点铁路接触网的停电、验电及装设接地线。对开断的逐相导地线采用全站仪观测池度后进行导地线杆塔上液压压接挂线。导地线挂线 完毕再用全站仪核实驰度是否符合设计要求，若有偏差采用调节板调整驰度并观测导线与铁路接触网及铁路其他设施的最小垂直距离，并做好记录。对每相导地线牵引放线，每根导地线牵引到位后、对逐相导地线进行开断。采用全站仪观测驰度后进行导地线杆塔上液压压接挂线。导地线挂线完毕再用全站仪核实驰度是否符合设计要求，若有偏差采用调节板调整驰度并观测导线与铁路接触网及铁路其他设施的最小垂直距离，并做好记录。 2.3跨越架示意图 2.4跨越架封网示意图 跨越架俯视图 2.5跨越架搭设及相关技术参数计算 2.5.1施工时间安排：按照铁路局批复的停电时间为准。 2.5.2跨越高铁线路的跨越架由两个部分组成，跨越架沿铁路两侧搭设，中心应在线路中心线上，搭设时应准确测量定位。为防止导地线在开断过程中及在附件安装时意外掉落，在跨越架顶端设置羊角外，上方铺设迪尼玛绳或满足安全要求的绝缘材料隔离。 2.5.3跨越架技术参数计算 封网尺寸及受力计算 3.防护网宽度 防护网宽度应大于在架线状态下风压引起的地线风偏距离的两倍。 B≥2S ① 式中：B—封网宽度，m； S—风偏距离，m； 其中S=W4（10）×[X（L-X）/（2H）+λ/W1] ② 式中：S—风偏距离，m； X—被跨越物与施工线路较近杆塔的水平距离，m；取112m L—施工线路的跨越档档距，m；取230m； H—水平放线张力，以500*9.8计，N； λ—施工线路跨越档两端滑车挂具长度，m；取0.5m； W1—导线的单位长度重量，N/m；取0.9207*9.8； W4（10）—导线的单位长度风荷重，N/m；W4（10）=1.485Kd，10m/s气象条件下； K—风载体形系数，当d＜17mm时，K=1.2； d—地线的直径，mm；取21.6mm 结合①、②计算得S≥2.502，由于1B7横担宽度为7m，及两边导线间距16m，导线最大风偏约3.5m，建议封网宽度取值17m+3.504*2*2m=30.016m。 4.2.2封网长度 Lwn≥n/sinα+ B/tgα+2Lwb Lwn—封网长度，m； n — 被跨铁路宽度，m；现场实测值为80m。 B— 单导线的封网宽度，m；取80m； α— 新建线路与被跨铁路交叉角，取84°； Lwb—绳网伸出被跨铁路的保护长度，取值20m。 通过③计算得Lwn≥120m。 综合上述计算，单回路防护网宽度取30m。两跨越架间的长度（封网长度）取值120m。 4.钢管跨越架施工计算 钢管架高度计算 跨高铁靠#62侧：H=h1-h2+h3+f=10-（-10）+10+5=35m。 式中：h1－支撑接触线用电杆距铁路轨顶垂直距离，10m； h2－被跨越高铁钢轨对#62侧搭设跨越架位置地面高差，实测-10m； h3－封顶网与被跨越高铁接触线的垂直距离m：10m； f－封网弧垂，m；取5m。 跨高铁靠#63侧：H=h1-h2+h3+f=10-（-10）+10+5=35m。 式中：h1－支撑接触线用电杆距铁路轨顶垂直距离，10m； h2－被跨越高铁钢轨对#63搭设跨越架位置地面高差，实测-10m； h3－封顶网与被跨越高铁接触线的垂直距离：m：10m； f－封网弧垂，m；取5m。 钢管跨越架校核计算 1、架面风压计算
式中： —跨越架全架面风压，N；
—线路设计最大风速，35m/s； —架面杆件总投影面积，一般可取架面轮廓面积的30%～40%，#63侧：30×35×40%＝420m2；#62侧：30×35×40%＝420m2 2、垂直压力 集中作用在架顶，作用点可沿架全宽移动（活荷载）。压力值按下式计算： =200×2×9.207=3682.8N 式中： —跨越架的垂直荷载，N； —同时牵放子导线的根数， =2； w1—施工线路导线、地线的单位长度重力，9.207N/m。 3、顺施工线路方向水平力 作用在垂直压力的作用点，水平力值按下式计算： =0.5×3682.8=1841.4N 式中： —跨越架顺施工线路方向的水平荷载，N； μ—导线对跨越架架顶的摩擦系数，架顶为滚动横梁，μ=0.2～0.3；架顶为非滚动横梁，横梁为非金属材料，可取μ=0.7～1.0；架顶为非滚动横梁，横梁为金属材料，可取μ=0.4～0.5。 4、钢管架安全系数计算 #62侧： ＝13.9 #63侧： ＝47.6
5.3承载索受力分析计算 5.3.1跨越架防护网安装后承载索水平张力 （正常工作状态）计算 表2 迪尼玛绳技术参数
表3 封网材料统计
1、跨越点弧垂计算 带电跨越电力线的安全距离按铺设防护网后承载索与电力线间净距不小于3.0m考虑，根据任意点弧垂公式求出承载索正常工作状态下在跨越危险点的弧垂 ： ＝5m
2、封网后承载索水平张力计算 根据两种均布荷载的架空索曲线和弧垂的计算公式： ＝5681.1N
—跨越档高差角， =1°25′55″， 为承载索两挂点间高差，1.2m， 为跨越档档距，48m。 3.封网前承载索水平张力 计算 1、封顶网对跨越档承载索长度的增大系数 值计算 ＝75
4、封网前承载索水平张力 计算 由封网后的承载索水平张力 ，根据导线状态方程式，倒推计算封网前承载索的水平张力：
5.导线落于防护网时承载索张力 计算 当导线落于防护网时，防护网上增加导线的重力，封网起止点处由于导线的重力增加两个集中荷载，设起点为 ，终点为 。承载索张力计算为： 式中： —导线落于防护网时承载索水平张力，N； ＝19.2 =20.2 =1 ＝51.3 =50.3 =1 式中：
6.承载索挂网后导线落下时的安全系数计算 =13.93，满足安全系数要求（迪尼玛绳索生产厂家建议不小于6）。 5.3.5承载索弧垂校核
2.5.4跨越架搭设时由项目部派专人进行安全监护和技术指导。 2.5.5跨越架的结构强度、整体布局及稳定性能够承受防线时的风压和落线时的垂直压力、水平张力，如遇有强风、暴雨过后，应对跨越架进行检查，确认其稳定性后方可使用。 2.5.6跨越架的中心位置应在线路中心线上，在搭设跨越架时测定跨越架的位置和方向，并打好标记。 2.5.7跨越高铁跨越架所用钢管直接与地面接触。安装竖杆和横杆的同时安装“X”型扯角钢管。 2.5.8跨越架的搭设应由下而上，并又专人送杆和接杆，不准掷杆，登杆人员应扎安全带且应站在架子的外侧。 2.5.9跨越架的搭设过程中，工作人员必须戴安全帽并不得站在架身内侧作业，架上作业人员必须扎安全带。作业人员不得上下抛掷工具及材料，必须专人传递。 2.5.10在钢管架搭设完毕后，经项目部验收，合格后悬挂“严禁攀登”标识牌、验收牌、夜间悬挂警示灯，且施工期间派人看守。 2.5.11搭设跨越架时，应有防止架身倾倒的措施。跨越架两端及立杆间应设支杆和拉线。支杆和拉线与地面的夹角不得大于45゜。跨越架高度超过8米时，应打双层拉线，防止塔架倾斜。跨越架的中心应在线路中心线上，宽度应超出新建电力线路两边线各3米，且架顶两侧应装设外伸羊角，以防止导线滑落，跨越架螺栓必须紧固。天气不良时，施工单位必须派人看守，严密监控。 2.5.12跨越架两端及每隔6～7根立杆应设置剪刀撑、立杆或拉线。拉线的挂点或剪刀撑的绑扎应设在立杆遇横杆的交界处，且与地面的夹角不得大于60°。 5结语 本项目利用搭设钢管架及封网的方式，安全有效的解决了高铁营业线施工过程中，220KV电力线路跨越电气化铁路涉及天窗点施工的各项难题，确保了铁路局及各站段对施工方案评审的顺利通过。