高速鐵路轉(zhuǎn)臨時(shí)便線接觸網(wǎng)過(guò)渡設(shè)計(jì)

高速鐵路轉(zhuǎn)臨時(shí)便線接觸網(wǎng)過(guò)渡設(shè)計(jì)

1哈薩克斯坦大保險(xiǎn)機(jī)關(guān)轉(zhuǎn)線的開(kāi)通接觸網(wǎng)的轉(zhuǎn)化和重建是鐵路建設(shè)的重要組成部分。中國(guó)在通用域名格式的鐵路開(kāi)通中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。2013年6月30日和7月4日,哈大高速鐵路上下行分別從運(yùn)營(yíng)的本線安全轉(zhuǎn)至臨時(shí)便線,拉開(kāi)了高速鐵路轉(zhuǎn)線過(guò)渡的序幕。以哈大高速鐵路轉(zhuǎn)線過(guò)渡設(shè)計(jì)為例,總結(jié)高速鐵路接觸網(wǎng)轉(zhuǎn)線過(guò)渡設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題及解決方法,并探索普速鐵路接觸網(wǎng)轉(zhuǎn)線過(guò)渡的設(shè)計(jì)原則在高速鐵路轉(zhuǎn)線中如何靈活運(yùn)用。2哈薩克斯坦高速鐵路過(guò)渡方案2.1哈大保鮮機(jī)組轉(zhuǎn)線過(guò)渡方案哈爾濱至大連高速鐵路于2012年12月開(kāi)通,設(shè)計(jì)時(shí)速為350km,運(yùn)營(yíng)時(shí)速為300km。沈陽(yáng)南站工程為哈大高速鐵路DK369+400~DK373+300區(qū)間范圍新建車站,因運(yùn)營(yíng)哈大高速鐵路影響站場(chǎng)及站房施工,需建設(shè)臨時(shí)便線,將哈大高速鐵路轉(zhuǎn)至臨時(shí)便線運(yùn)營(yíng)。臨時(shí)便線設(shè)計(jì)時(shí)速為200km,運(yùn)營(yíng)時(shí)間為1.5年;等站場(chǎng)、哈大高速鐵路本線施工完成后,臨時(shí)便線轉(zhuǎn)至本線運(yùn)行后拆除。沈陽(yáng)南站建成后,哈大高速鐵路通過(guò)沈陽(yáng)南站的設(shè)計(jì)時(shí)速為300km。哈大高速鐵路轉(zhuǎn)線過(guò)渡設(shè)計(jì)方案按以下原則制定:(1)結(jié)合線路、站場(chǎng)的過(guò)渡方案設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)工程的過(guò)渡方案,保證列車安全可靠運(yùn)行;(2)過(guò)渡方案方便施工及運(yùn)營(yíng),最大限度地縮短停電時(shí)間;(3)正式工程原則上考慮永臨結(jié)合,減少?gòu)U棄。2.2臨時(shí)便線和h型鋼柱臨時(shí)便線為過(guò)渡使用,因?yàn)槭褂脮r(shí)間不長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)時(shí)速較低,一般在節(jié)省投資的原則下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。但是本次哈大高速鐵路臨時(shí)便線設(shè)計(jì)時(shí)速為200km,運(yùn)營(yíng)速度已經(jīng)達(dá)到高速鐵路速度標(biāo)準(zhǔn),并且運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng),臨時(shí)便線運(yùn)營(yíng)上的故障會(huì)導(dǎo)致哈大高速鐵路全線列車停運(yùn),所以簡(jiǎn)單的作為便線處理并不恰當(dāng)。本次設(shè)計(jì)時(shí)將便線的標(biāo)準(zhǔn)按與哈大高速鐵路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致來(lái)處理,保證了全線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性,也保證了運(yùn)營(yíng)的安全性并利于維護(hù)檢修及備品備件的通用。臨時(shí)便線支柱采用了H型鋼柱,沒(méi)有采用橫腹桿支柱。采用的H型鋼柱雖然成本較高,但是可以利舊使用,根據(jù)工期安排,拆除后的臨時(shí)便線支柱可用于沈陽(yáng)南站城際車場(chǎng),橫腹桿支柱拆除后只能廢棄。與H型鋼柱配套的腕臂底座等零部件也可以利舊使用。從全局來(lái)看,這樣不僅沒(méi)有增加投資,反而比采用橫腹桿支柱成本更小。2.3運(yùn)營(yíng)哈大保障體系中支柱基礎(chǔ)設(shè)置方法(1)運(yùn)營(yíng)高速鐵路兩側(cè)設(shè)置支柱,支柱基礎(chǔ)施工困難并對(duì)運(yùn)營(yíng)高速鐵路存在安全隱患。原哈大高速鐵路為無(wú)砟軌道高密度路基,高速鐵路上下行兩側(cè)分別組立接觸網(wǎng)腕臂柱,支柱基礎(chǔ)為路基預(yù)留鉆孔樁基礎(chǔ),基礎(chǔ)直徑為700mm。哈大高速鐵路兩側(cè)增加股道擴(kuò)建為沈陽(yáng)南站后,需采用硬橫跨布置,硬橫跨鉆孔樁基礎(chǔ)直徑為1000mm,橫跨長(zhǎng)度小于30m的支柱基礎(chǔ)埋深為5.5m,橫跨長(zhǎng)度在30m以上的基礎(chǔ)埋深為6m。在高速鐵路附近開(kāi)挖基礎(chǔ),只能利用晚上天窗時(shí)間施工,并且高速鐵路路基穩(wěn)固,人工開(kāi)挖很困難,在一個(gè)天窗點(diǎn)無(wú)法完工,一般需要4個(gè)天窗點(diǎn)才能完成澆筑。未完成澆筑的支柱基礎(chǔ)坑對(duì)運(yùn)營(yíng)的高速列車會(huì)造成一定的安全隱患。(2)運(yùn)營(yíng)高速鐵路兩側(cè)設(shè)置支柱,開(kāi)挖支柱基礎(chǔ)容易破壞高速鐵路電纜槽。運(yùn)營(yíng)哈大高速鐵路支柱基礎(chǔ)外側(cè)為四電綜合管溝(圖1),四電綜合管溝外壁與腕臂支柱基礎(chǔ)之間的距離為150mm。如果在哈大高速鐵路兩側(cè)設(shè)置硬橫跨支柱,硬橫跨支柱基礎(chǔ)緊貼電纜槽,基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)會(huì)導(dǎo)致四電綜合電纜槽懸空甚至破壞電纜槽,進(jìn)而破壞電纜槽內(nèi)電纜,危及運(yùn)營(yíng)哈大高速鐵路安全。綜合以上兩點(diǎn),從保障運(yùn)營(yíng)安全和減少施工難度的角度,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在運(yùn)營(yíng)哈大高速鐵路兩側(cè)布置臨時(shí)便線用支柱。對(duì)于不可避免在運(yùn)營(yíng)高速鐵路兩側(cè)設(shè)置支柱的情況,應(yīng)綜合采取措施,消除安全隱患。(1)開(kāi)挖基礎(chǔ)防護(hù)措施:基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)設(shè)置支護(hù)板,當(dāng)天開(kāi)挖結(jié)束但未完成澆筑時(shí),使用袋裝土回填基坑并壓實(shí),保障路基穩(wěn)定性。(2)電纜槽遷改措施:在支柱基礎(chǔ)位置,電纜槽需做局部外繞遷改。2.4臨時(shí)便線過(guò)渡方案比選永臨結(jié)合是過(guò)渡設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)理念,臨時(shí)便線設(shè)計(jì)與沈陽(yáng)南站正式工程設(shè)計(jì)相結(jié)合,能減少轉(zhuǎn)線的過(guò)渡量,避免臨時(shí)工程的拆除,節(jié)省工程投資。但是永臨結(jié)合會(huì)使正式工程提前施工投用,將正式工程設(shè)計(jì)的考慮因素提前納入到臨時(shí)便線的設(shè)計(jì)中。采用永臨結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí),首先滿足沈陽(yáng)南站正式工程運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)要求,其次要滿足哈大臨時(shí)便線運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)要求,還要盡量減少對(duì)正在運(yùn)營(yíng)哈大高速鐵路的干擾,同時(shí)要考慮沈陽(yáng)南站預(yù)留工程的要求。這四者在站場(chǎng)這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)情況下有時(shí)是沖突的,不可同時(shí)滿足的。下面以沈陽(yáng)南站最復(fù)雜的道岔區(qū)段臨時(shí)便線設(shè)計(jì)情況為例,介紹如何靈活運(yùn)用永臨結(jié)合設(shè)計(jì)原則。A區(qū)設(shè)計(jì)方案:在動(dòng)車出段線和預(yù)留沈大城際線間設(shè)立1個(gè)硬橫梁支柱,在動(dòng)車入段線田野側(cè)設(shè)立1個(gè)硬橫梁支柱(圖2),硬橫梁30-31、32-33采用38m大跨度硬橫跨跨越所有正式工程線路,這樣既可以永臨結(jié)合,同時(shí)也避免了在運(yùn)營(yíng)哈大線兩側(cè)設(shè)立支柱。B區(qū)和C區(qū)的橫跨如果仍然采用在動(dòng)車出段線和預(yù)留沈大城際線路之間立柱的方案,則不能同時(shí)滿足臨時(shí)便線和預(yù)留沈大城際線路的側(cè)面限界要求。如果采用大跨度橫梁跨越所有正式工程和預(yù)留工程線路,橫梁長(zhǎng)度約為55m,跨度太大,無(wú)法實(shí)施;因沈陽(yáng)南站建成后哈大高速鐵路通過(guò)速度為300km/h,所以也不能采用軟橫跨。下面對(duì)以下2種可行方案進(jìn)行比選。(1)連續(xù)硬橫跨方案。永臨結(jié)合;在哈大高速鐵路上行線田野側(cè)立柱,對(duì)運(yùn)營(yíng)高速鐵路有干擾。(2)連續(xù)橫跨+臨時(shí)便線單獨(dú)立柱方案(圖3)。沒(méi)有永臨結(jié)合,便線拆除后,需拆除臨時(shí)便線用腕臂柱。B區(qū):哈大下行臨時(shí)便線腕臂柱距離哈大高速鐵路較遠(yuǎn),對(duì)運(yùn)營(yíng)高速鐵路沒(méi)有干擾。但哈大上行臨時(shí)便線腕臂柱距離哈大下行線較近,影響高速鐵路運(yùn)營(yíng)。正式工程實(shí)施時(shí)需在哈大高速鐵路上行線田野側(cè)組立硬橫梁支柱,此時(shí)高速鐵路已經(jīng)轉(zhuǎn)至便線運(yùn)營(yíng),對(duì)運(yùn)營(yíng)沒(méi)有干擾。C區(qū):臨時(shí)便線腕臂柱距離哈大高速鐵路較遠(yuǎn),對(duì)運(yùn)營(yíng)高速鐵路沒(méi)有干擾。正式工程實(shí)施時(shí)需在哈大高速鐵路上行線田野側(cè)組立硬橫梁支柱,此時(shí)高速鐵路已經(jīng)轉(zhuǎn)至便線運(yùn)營(yíng),對(duì)運(yùn)營(yíng)沒(méi)有干擾。通過(guò)以上方案比選,B區(qū)仍然采用永臨結(jié)合,在哈大高速鐵路上行田野側(cè)設(shè)立硬橫梁支柱,C區(qū)采用臨時(shí)便線兩側(cè)立柱的方案。最終道岔區(qū)臨時(shí)便線過(guò)渡設(shè)計(jì)方案如圖4所示。按上述方案實(shí)施后,施工中減少了天窗點(diǎn)進(jìn)入哈大高速鐵路封閉網(wǎng)施工基礎(chǔ)的工作量和對(duì)既有電纜槽的遷改,最大限度減少了對(duì)運(yùn)營(yíng)高速鐵路的干擾。永臨結(jié)合的設(shè)計(jì)減少了轉(zhuǎn)線前的準(zhǔn)備工作量和轉(zhuǎn)線當(dāng)天的施工難度。3運(yùn)營(yíng)安全及材料防護(hù)通過(guò)以上分析,對(duì)于高速鐵路轉(zhuǎn)臨時(shí)便線的過(guò)渡設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)便線的運(yùn)營(yíng)速度,盡量選取與高速鐵