任务一 接触网腕臂的预配和安装

任务描述

        本任务是通过完成接触网腕臂的初步认识、测量、计算、预配和安装，为后续接触网腕臂的安装调整做好准备。

一、支撑定位装置结构

    1、腕臂支撑

1）作用：腕臂支撑结构是指安装在腕臂柱、硬横梁及隧道内用吊柱上,起到承载接触悬挂荷重、固定承力索位置、连接固定接触线定位装置等作用。

2）结构：高铁接触网腕臂一般由平腕臂、斜腕臂、双套筒连接器（套管座）、承力索座、腕臂支撑（斜撑）、套管单耳（单耳套环）、管帽等组成。

（1）平腕臂用于组成旋转腕臂结构三角形的上部,平腕臂悬臂一端通过铝合金承力索座支撑承力索,另一端与棒式绝缘子（材质：瓷质、硅胶复合材料）相连,通过铝合金套管座与斜腕臂连接。

（2）斜腕臂用于组成腕臂支持结构三角形斜边,斜腕臂一端通过铝合金套管座与平腕臂相连接,另一端通过棒式绝缘子与下腕臂底座相连接。

（3）腕臂支撑用在平腕臂与斜腕臂之间以增加腕臂的负荷能力。

（4）双套筒连接器用于平腕臂和斜腕臂相交处的连接。

（5）承力索座用于平腕臂上悬挂、固定双支或单支承力索。

（6）单耳套环（套管单耳）用于安装在平、斜腕臂上连接腕臂支撑。

（7）管帽用于安装在腕臂端头防尘、防水保护。

   2、定位装置

   1）定位管连接于腕臂结构上,其中一端连接双耳套筒通过定位环（单耳套环）与斜腕臂连接,另一端用定位管斜拉线与承力索座相连接。

   2）定位装置中的定位器通过定位线夹与接触线相连。

   3）定位器有多重不同的外形，但功能都是为了将接触线限制固定在指定的垂直高度和水平位置上，并要求定位装置尽可能的轻以减少硬点，有合适的抬升空间以具备充足的弹性。

二、支撑定位装置类型

1、正定位

2、反定位

三、腕臂测量参数 

    腕臂结构目前大都使用专用软件计算。计算前,工程施工单位应先采集每一组腕臂计算所需的数据,所需数据见图。

                                                       接触网支撑点各尺寸测量点标识

    图中标识代码：CWH: 导高

    SH: 结构高度

    CWS: 接触线拉出值

    RP: 最近钢轨至电杆内侧之间的水平距离

    TP: 轨道中心线至电杆内侧之间的水平距离

    PI: 电杆倾斜度

    MHB: 电杆处的垂直参照点

    FR: 基础顶到内侧轨轨面的垂直距离

    ML: 平腕臂抱箍到电杆垂直参考点之间的距离

    IH: 腕臂的安装高度;平腕臂与斜腕臂之间的距离 EL: 平腕臂以上的电杆长度

    C: 轨道倾斜面

    HD: 接触线到斜腕臂抱箍之间的高差

四、腕臂计算

腕臂计算主要是基于在直角三角形内计算各边长，应用基本的勾股定理和相似三角形就能满足腕臂的精确计算。对于初学者来说最关键的就是能理清思路，注意：各部位不能漏掉扣料或者扣料长度错误。

    腕臂长度计算与支柱所在位置和用途密切相关，直线和曲线计算方法不同，同样是曲线，则支柱在曲线外侧和曲线内侧时的计算方法也不同。转换柱与中心柱、正定位和反定位的计算方法也有区别。现就最常见的几种情况分别作简单介绍。 

1、直线和曲线支柱腕臂长度计算

    直线与曲线外侧中间柱腕臂长度计算示意图如图所示。

                              直线与曲线外侧中间柱腕臂长度计算示意图

图中符号说明如下： 

L1——平腕臂承力索固定点至支柱固定点长度(m)；

L2——承力索固定点至腕臂头长度(m)；

L3——斜腕臂水平投影长度(m)； 

L平、L斜——分别表示平腕臂底座和斜腕臂底座突出支柱部分长度(m)； 

h1——平腕臂底座与斜腕臂底座之间的垂直安装距离(m)；

h2——斜腕臂套管双耳零件连接长度(m)； 

h3——斜腕臂垂直投影长度(m)； 

h4——支柱侧面限界测量点至平腕臂支柱固定点之间的垂直距离(m)； 

Hc——承力索至钢轨面的垂直高度(m)；

Cx——支柱侧面限界(m)；

Mc——承力索在曲线上轨平面处垂直投影与线路中心的偏移距离(m)；

h——曲线外轨超高(m)。

1）直线区段腕臂长度计算 

    可根据下式确定：

L3=L1-(承力索至承力索座中心的距离）-（承力索座中心至套管双耳的距离）-

式中：a——承力索拉出值(m)；

 “±”——正定位时取“-”号，反定位时取“+”号； 

      β——支柱斜率（要考虑支柱整正后产生的斜率）。

       平腕臂长度=L1+L2-L平-L棒

       斜腕臂长度=-L棒

式中：L2——承力索至平腕臂钢管头的距离(m)；

L棒——棒式绝缘子安装长度(m)。

2）曲线区段腕臂长度计算 

可根据下式确定：

L3=L1-(承力索至承力索座中心的距离）-（承力索座中心至套管双耳的距离）-

式中：L——钢轨轨距(m)；

     “±”——当支柱位于曲线外侧时取“-”号，支柱位于曲线内侧时取“+”号； 

其余符号与直线腕臂长度计算相同。

       平腕臂长度=L1+L2-L平-L棒

       斜腕臂长度=-L棒

    2、转换柱腕臂长度计算

平支腕臂计算一般是先算平腕臂然后算斜腕臂，抬高支则是在利用计算完平支之后进行计算。

转换柱腕臂长度计算示意图如图所示。

                                转换柱腕臂长度计算示意图

    根据图可以看出，转换柱非工作支腕臂按线间距要求相对工作支有一定水平偏移（L4——非工作支承力索与工作支承力索之间的水平距离）和抬高(h5——非工作支承力索与工作支承力索之间的垂直距离)。对于工作支腕臂长度可以按普通中间柱计算方法进行，现就非工作支腕臂长度计算说明如下：

式中：L5——非工作支平腕臂承力索固定点至支柱固定点长度(m)；

     h7——ac段(承力索座中心至套管双耳的距离)垂直投影长度(m)；

    “±”——当非工作支承力索位于工作支承力索支柱侧时取“-”号，位于另一侧时取“+”号。

五、腕臂预配和安装

    1、腕臂预配

在腕臂加工之前,首先要汇总相关资料,例如:组装编号、管材长度、安装位置、弹吊长度、定位器长度、斜支撑类型、有无防风拉线以及张力补偿装置等情况。张力补偿装 置对防风拉线的安装是非常重要的。

    预配应采用预配作业台,保证腕臂管和相关零件的定位摆放及模拟安装。预配时应配合该项目所选用的棒式绝缘子进行,保证接口配合。 

1） 管材切割

   数据表中的数据是依据平腕臂、斜腕臂、定位管以及腕臂支撑管的长度计算得出的。 因此一定要根据数据表给出的规格尺寸用圆锯进行切割。

2） 平腕臂的预配

根据计算单和组装图进行平腕臂上各部件的安装，平腕臂上安装的零件包括:承力索座、套管座、管帽以及连接腕臂支撑的套管单耳。安装时应注意平腕臂上与绝缘子螺栓销(或压板凸台)配合的孔的位置和方向。在开放端扣上匹配规格的 PVC 管帽,用塑料型榔头轻轻敲紧,敲击时应敲打管帽的边沿,以免管帽被损伤。沿管帽边沿轻敲。腕臂支撑在完成锯切以及与两端双耳套筒的装配后,一般也直接与平腕臂上的套管单耳连接。

3）斜腕臂的预配

   根据计算单和组装图实施斜腕臂上各部件的安装，见图斜腕臂上安装的零件包括:与定位管连接的定位环、与腕臂支撑连接的套管单耳、管帽,需要时还包括与定位管支撑连接的套管单耳。

   安装时应注意斜腕臂上套管单耳和定位环的相对位置。预配时除套管座 M20 的连接螺栓和承力索座顶部压线螺栓不要紧固外,各连接螺栓、顶紧螺栓应按照紧固力矩表紧固到位。

    4）斜撑的安装

    

    

   预配后,每个腕臂支持总成单独标识用铝线绑扎。不得采用铁线,防止损伤腕臂管。绑扎后的腕臂组需进行适当的包装防护。

    

2、腕臂安装

   预配好的腕臂装置运输到施工现场后进行整体吊装。

   安装步骤:依次为斜腕臂与绝缘子安装、平腕臂与绝缘子连接、腕臂支撑与斜腕臂连 接、承力索座与承力索连接。(定位管、定位器、定位管拉线(或定位管支撑)、电气跳线 等的安装在接触线放线之后依次进行。)

(1)松开已安装在腕臂下底座上的棒式绝缘子的压板,将斜腕臂的一端插入绝缘子 孔内,先不紧固螺栓,待斜腕臂安装到位后再用双套压板压紧腕臂管。

(2)松开已安装在腕臂上底座上的棒式绝缘子的压板 U 螺栓,并取下连接螺栓销, 将平腕臂的带定位孔的一端插入绝缘子孔内,调整好位置,使之与绝缘子上的螺栓销准确 连接,并装好螺母及开口销,开口销两肢掰开夹角在 120°~130°。然后紧固连接U螺栓至规定紧固力矩(数据由绝缘子厂家提供)。

    (3)解开腕臂支撑捆扎,将支撑一端与腕臂上的套管单耳连接,注意装好开口销。

(4)用规定的紧固力矩(100N.m)紧固套管座上的 M20 螺栓。

 3、学习腕臂的预配

1）作业准备

预制组根据腕臂预配表提取材料，从库房领取，并进行外观检查和型号数量确认，严禁使用不合格品。

2）下料

根据腕臂预制表，在作业台上用钢卷尺测量出平、斜腕臂、定位管及腕臂支撑的下料长度，并用划线笔在管上做标识。平腕臂下料后需在与棒瓶相联端单侧钻孔，打眼。

3）预配腕臂

①按支柱装配预制表尺寸，在斜腕臂上用钢卷尺测量出双套管连接器位置、定位环和安装腕臂支撑的套管单耳安装位置，用划笔划线标识。装好定位环和套管单耳等连接螺栓处止动垫片，再用梅花扳手拧紧定位环和套管单耳的连接螺栓及斜腕臂的双耳终端线夹，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片揻到位。

②按支柱装配预制表尺寸，在平腕臂上用钢卷尺测量出安装腕臂支撑和平、斜腕臂连接的双套筒联接器及承力索支撑线夹的安装位置，用划笔划线标识。戴好连接螺栓处的止动垫片，再用梅花扳手拧紧其连接螺栓，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片揋到位。带上平腕臂管帽。

4）预配组合定位装置

①在安装好双耳套筒的定位管上，按计算长度，用钢卷尺测出安装定位器支座、吊线的钩头定位管卡子和安装防风拉线的55 型环头卡子安装位置，用划笔划线标识。

②从另一头穿入限位支座线夹，定位管拉线用钩头定位管卡子及55 型环头卡子，并按设计要求安装在各自位置，用梅花扳手拧紧其连接螺栓，并用力矩扳手检测达标。把止动垫片揻到位。安装好管帽。

③把定位管和定位器连接在一起，用φ2.0 铁线捆扎在一起，在定位管上标记安装的支柱号。（正定位可与腕臂捆在一起）

④把定位支座与定位器的电连接，固定一端在在定位支座另一端待正式安装时再进行连接。

5）加工防风拉线和定位管斜拉线。

①在防风拉线预制平台上，按平台上的刻度测量、下料。

②用揻弯器将不锈钢线两头煨成环形。

    ③长环穿进定位环后，把一钢制圆环套进长环的回头，然后用钳子将回头揻成圆弧形。

④定位管吊线的钢丝绳长度为计算长度（需由现场定位调整后测量验证）再加两头回头的长度，量出后，标出断点，在断点两边绑缠胶带，以防散股，用切割机切断不锈钢绳。两头先将压接管套入，再将心形护环套入回头内，用力拉线头，按设计长度测量总长度并确认，用压接钳先压好一头压接管（每个压接管压两个坑），再复测一次，再压接第二个压接管，完成后将两线头压好线鼻子，全部结束后加贴上安装支柱号予以标识。

6）组装

① 把定位管腕臂支撑杆、定位器及定位管吊线用ф2.0 铁线捆扎好。

② 把平、斜腕臂用ф2.0 铁线捆扎成一整体。以锚段为单位整理、标识并标明支柱号。

    ③ 用塑料袋和草袋绑扎好绝缘子，与腕臂分开存放，安装腕臂时一起领取，现场安装前再与腕臂连接，以便运输，使绝缘子不易损坏。