高速接触轨设备安装监理及其质量控制规范

发布日期：2016-03-04 来源：作者：顾峥嵘罗荣英泰克工程顾问（上海）有限公司点击数：21334

一、引言

城市轨道交通建设方兴未艾，未来我国大约有229个城市有发展轨道交通的潜力，到2050年规划的线路将增加到289条，总里程数达到11700km。

接触轨供电方式由于其构造简单、安装方便、维修费用低、对隧道建筑结构的净空间要求低和安装在高架线上不影响观感等特点，在国内轨道交通上有大力发展的趋势。上海轨道交通16号线的供电系统采用DC1500V接触轨系统，16号线是上海首条接触轨线路，也是国内首条设计时速达到120km/h接触轨系统的轨道交通线路，此次接触轨供电方式的应用在我国城市轨道交通建设史上将起到非常重要的里程碑作用并产生巨大的示范效果。

在此背景下，参与上海轨道交通16号线工程的设计、施工监理，对《高速接触轨系统设计及施工质量验收标准》进行了研究及探索，并通过本监理项目的实践，试图寻找高速接触轨工程设备材料及安装质量控制的要点和方法，建立高速接触轨系统安装工程监理质量控制规范。

二、本工程的特点和难点

1、线路长、弯道多，连接要求高

本工程线路长约60km，其中地下线路长约14km，高架线路长约46km，设站13座，最长区间约10.6km，接触轨断点多、连接要求高。

2、设计时速快，靴轨防振、防松要求高

正线采用DC1500V接触轨系统，设计时速120 km/h，为目前世界上采用接触轨牵引供电方式时速最快的线路，靴轨冲击振动大，防松要求高。

3、施工空间有限，安装难度大

高架桥梁采用法国设计的薄壳“U”梁，车辆授电方式前期设计为柔性接触网，后改为接触轨系统，安装空间狭小，增加安装难度。

4、采用新产品、新材料，部件质量控制任务艰巨

由于车辆行驶在“U”梁上产生较大噪声，钢轨选用150m/根的长轨铺设，并采用4种道床形式，接触轨整体绝缘支架底座采用7种结构形式。为减少对集电靴的冲击力，采用高、低速两种规格端部弯头。接触轨系统连接部件规格多，均为新开发产品，对材料部件质量控制任务艰巨。

5、采用新工艺，高架施工风险大

接触轨距钢轨中心及距钢轨面安装高度允许偏差只有±5mm，钢轨锁紧固定后方可进行接触轨系统的安装及调整。本工程施工前受铺轨单位进度影响，后受正线试车段受电和区段通车的时间限制，外部因素影响大，工期紧、风险高。

三、质量控制重点

接触轨系统是接触供电系统的另一种形式，适用于120km/h运营速度等级的DC1500V接触轨系统是上海地铁16号线的核心技术，靴轨良好授流是安全运营的关键，也是监理质量控制的重点。本工程采用下部接触授流方式，主要由钢铝复合轨、支撑装置、中心锚结、端部弯头、中间接头、膨胀接头、防护罩及电缆连接板等部件组成。除部件、材料须符合要求外，安装过程中保证导轨及各连接件的可靠连接也是质量控制的重点。

1、抓住接触轨系统授流的薄弱环节，明确施工验收标准

在接触轨系统中，钢铝复合轨作为导电轨安装在绝缘支架上，轨与轨之间用鱼尾板机械连接，在道岔、平交道口、轨旁的紧急出口、电气断开点等需要断开钢铝复合轨的地方安装端部弯头，有利于机车车辆的集电靴平滑过渡、良好授流。

锚段之间安装温度膨胀接头，并且在每个锚段的中间安装中心锚结，以补偿钢铝复合轨由于温度变化引起的纵向伸缩。为保证整个系统的安全，在钢铝复合轨上安装绝缘防护罩。

接触轨连接处是系统授流的薄弱环节，根据接触轨系统平面布置情况，找出接触轨系统授流的薄弱位置，加强质量控制，是监理工作的首要任务。

（1）机械分段、电分段质量控制

接触轨断口分为机械分段和电分段两种。机械分段主要设置在道岔、地下车站人防门、防淹门、车站换边等处。机械分段采用接触轨自然断开方式，断口大小设计要根据具体位置情况，以不影响其他设备的正常使用和正常行车为标准，这就带来施工的不确定性，影响质量控制。为此，监理应尽早协调接触轨、轨道、供电、人防门等施工单位，明确断口位置及大小，落实施工标准。

对在列车惰行区段（进站端）、正线与辅助线间、车辆段或停车场出入线与正线交界处、车辆段或停车场内不同供电分区之间设置的电分段，断口长度应充分考虑列车上集电靴的分布连接情况和集电靴与接触轨端部弯头始触点的位置等因素影响，使靴轨配合良好。

（2）道岔区段接触轨控制

道岔区段接触轨的检查以集电靴不碰触岔线敷设的接触轨或岔线驶入正线时，不碰触正线敷设的接触轨为标准。道岔区段接触轨的布置与接触轨的安装位置、车辆的外轮廓尺寸（集电靴处）和道岔的型号、转辙机的位置等有关。安装和调试前强化了对相关轨道、信号专业设备规格型号和安装位置的检查与控制。

（3）保证断口区域不失电

控制接触轨断电区的长度小于集电靴间的最小距离，使得机车在通过接触轨断电区时不发生瞬时断电现象，对前期3辆编组列车、6个集电靴中保证有1个集电靴授电。

2、注重安全防护设备检查

接触轨沿轨道低位安装，与人身接触的概率增大，尤其是当供电电压提高到DC1500V之后，对人身的安全威胁更大。在接触轨系统的监理中，对安全保护设备的监理显得尤为重要。

（1）控制绝缘电阻值，提高绝缘泄漏时的接地保护可靠性

在全线装设贯通的接地线，并与牵引变电所的接地母排连接，构成接触轨（网）系统接地保护回路。监理通过分段控制、平行检验，控制接地电阻值符合设计要求。

（2）采取措施，防止接触轨防护罩窜动

由于接触轨安装位置的特殊性，为防止和避免人员无意中触碰到带电的接触轨及其附属设备，对全线接触轨安装防护罩。考虑到防护罩长度不一、膨胀系数不一样，监理提出建议，由部件供应商增加契块锁紧装置，加强防窜动控制。

3、严控部件制造质量

所有与钢铝复合轨供电有关的附件都采用与钢铝复合轨材质相近或相互配套的材质，保证供电稳定，且不产生腐蚀。钢铝复合轨及其附件的主要技术条件及机电性能指标应满足设计要求，包括钢铝复合轨、中间接头、端部弯头、膨胀接头、中心锚结等部件。

（1）针对本项目设备材料的专用性做好设计联络工作

高速接触轨部件中新开发产品多，对设备材料的质量控制任务艰巨。为了保证工程顺利地实施，会同设计单位、施工承包商及设备供应商召开多次设计联络会，澄清合同文件中的技术条款和细节，确定设备材料性能测试内容、设备安装调试工作的界面、接口问题及出厂验收大纲。

通过设计联络会解决了不同型号绝缘支架槽钢底座的安装方式，协调多家供货商解决拥有不同专利技术的防护罩互换性问题，对随温度变化防护罩会窜动、长时间后不能复位的情况，要求供货商增加防窜动卡块。

（2）严格履行型式试验及工厂验收程序

对于主要设备材料及新材料进行型式试验，包括钢铝复合轨及附件的机械、电气、耐磨、热膨胀性能，绝缘支架的抗老化、耐电弧性能，接触轨膨胀接头滑动力测试等。部件批量出厂前，监理组织工厂验收，工厂验收包含质量控制资料审查和工厂测试两部分，确保使用的工程设备材料符合合同文件的质量要求。

4、细化过程控制

（1）加强接触轨授流面控制

接触轨安装是基础，通过采用专用测量工装及仪器，接触轨的授流面距走行轨轨顶连线平面的垂直距离控制在200±5mm，接触轨中心距线路中心的水平距离控制在1550±5mm。接触轨授流面在两相邻绝缘支架处的坡度不超过1‰（端部弯头除外）。钢铝复合轨在施工现场切割后，检查切口表面应光滑没有毛刺，不锈钢带没有卷边现象，材料不得有退火现象。

（2）接触轨及附件连接可靠，锁紧防松、防振动是安装过程中监理控制重点

槽钢底座锚栓灌注后，进行拉拔试验。绝缘支架与底座应连接牢固，控制紧固力矩在60～70N•m范围内。绝缘支架卡爪螺栓紧固力矩在44～56N•m范围内。中心锚结的安装与膨胀接头的间隙设置保持一致，防止钢铝复合轨向两侧不均匀窜动。对于大坡度处中心锚节安装的组数，现场应逐一检查以满足设计要求，防止窜动。膨胀接头的补偿量控制在200mm，初始滑动力不大于800N。鱼尾板的双螺母连接逐一检查，不得缺少螺帽，并画上红漆标记，保证防松质量。

（3）连接线降低接触电阻，减少发热

电连接安装时应预留因温度变化而产生的位移长度，均回流线与钢轨连接前钢轨连接面应打磨、除锈、锁紧并防松，电气导通良好，避免出现打火、烧伤钢轨等问题。

避雷器引线连接正确牢固，接地线接头搭接长度应符合设计要求，接地电阻值应不大于10Ω。

5、强化接触轨系统测试与验收

（1）严格进行限界检查

应特别关注车辆、轨道及接触轨多点误差的累计偏差问题，协调相关单位共同保证限界要求。

（2）提高接触轨系统冷、热滑试验次数。

高速接触轨冷、热滑试验由2次提高为3次，第3次按120km/h正常运行速度运行。试验时重点进行接触轨盲区的检查，在冷滑时逐处进行检查，热滑时验证，保证至少有一个集电靴带电，冷、热滑试验方法与标准见表1。

通过接触轨系统热滑试验，检验接触轨系统与机车集电靴的配合程度及牵引机电系统供电能力。通过靴轨的实际接触和取流，可有效检验供电系统潜在的工程缺陷并加以克服，从而保证开通后列车的正常运行。

四、收获与体会

本工程设计时速120km/h，没有现行的工程质量验收规范和标准。工程结合我国城市轨道交通接触轨工程施工质量控制和质量验收的实践经验，参照上海市《城市轨道交通机电设备安装工程质量验收规范》，在坚持“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”指导原则的前提下，依据GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》进行分部、分项划分，并确定了相关验收标准。

实际监理中应尽早明确监理工作程序及检查验收标准，将大量的日常检查、旁站的工作内容具体化、标准化，有助于提高监理效率，增强监理工作说服力。“写好你要做的，做好你所写的，记好你已做的”是监理工作行之有效的好方法。

在工程期间，监理单位对高速接触轨系统安装工程质量监控的规范化、模式化进行了探索，由参建各方编制的《120km/h高速接触轨系统设计及施工质量验收标准》已出版发行，将对120km/h接触轨系统的设计、施工、监理关键技术的推广应用起到指导借鉴的作用。