浅谈铁路客运专线桥梁接触网基础及综合接地施工质量过程控制.doc

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浅谈铁路客运专线桥梁接触网基础及综合接地施工质量控制
【摘要】高速铁路四电施工涉及到站前（土建专业）和站后（电气化专业）施工单位的配合与协调，站前施工单位如果对四电接口施工质量的重视程度不够，现场监控不严，不仅会带来潜在的质量隐患，还可能会出现返工，四电接口的返工是非常麻烦的。同时会影响与站后施工单位进行四电接口的交接，影响四电后续施工的顺利进行。本文从施工现场实际出发，针对站前施工单位关于四电接口中较难控制的接触网基础和综合接地系统，提出现场施工过程中需要注意的地方。
【关键词】高速铁路 接触网基础与综合接地 质量控制
高速铁路建设的接口管理是各种矛盾产生的焦点，为了减少问题的发生，确保站后工程施工的可靠有序衔接，本文就高速铁路四电接口中较难控制的接触网基础及综合接地系统，摸索出一些施工过程中的质量控制方法。
一、关于四电接口及综合接地系统
高速铁路四电主要由电力、通信、信号、牵引供电组成，综合接地的主要作用是为四电及铁路运营设备提供接地保护和接零。站前工程主要负责综合接地线的焊接，接地接口（接地）端子的安装及测试，电力、通信、信号电缆槽口的预留与安装，接触网基础的预埋等工作。站后工程则组织电力、通信、信号电力的敷设，基站及设备的安装调试，接触网立杆、架线、系统调试等施工。四电接口的预埋质量关系到站后四电施工的顺利进行，因大部分属于隐蔽工程，如果现场施工不当，带来质量隐患同时，返工处理也是非常困难，需要将桥梁等结构物的混凝土凿开，不仅费工费力，又影响桥梁结构物的外观质量和设计寿命。
二、关于综合接地系统施工质量的控制
将铁路牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁、隧道、声屏障等需要接地的装置通过贯通地线连成一体构成综合接地系统。本文主要讨论从桥梁桩基础到预应力混凝土箱梁的接地系统质量管理。根据设计图纸要求，以桩基础的主筋为接地极，通过焊接方式与承台墩身两根主筋相连，在墩顶的位置和墩身位置预留接地端子接口。这部分综合接地系统施工的要点如下：
1、确保接地钢筋之间的焊缝长度和焊缝质量，这是接地系统施工的关键。如果焊缝长度和焊缝质量不满足要求，该处就无法通过额定电流，将接地线烧坏，导致接地系统失效。根据设计要求，接地极及引上钢筋要求采用不小于直径16毫米的圆钢或螺纹钢，单面焊缝长度不小于200mm，双面焊缝长度不小于100mm，焊缝高度不小于4mm。
2、所有预留的接地钢筋都要做好显著、牢靠的标记，否则将接地钢筋连错，会导致综合接地系统无法使用，后期处理会非常困难，甚至无法处理，需要重新设计接地方案。
3、保证接地电阻值满足设计、规范要求，如实做好接地电阻测试记录。
4、进场前做好的接地系统材质的检查验收。本标段使用接地端子为不锈钢材质。尺寸如图所示：

5、墩身和墩顶接地端子的施工
按照设计图纸的要求，墩身的接地端子埋在位于地面以下200mm的墩身侧面，接地端子表面与墩身混凝土表面平齐，用于电气回路的测量和栓接附加接地极。墩身钢筋绑扎完成，模板安装之前要进行接地端子的安装。端子埋设高度可以根据承台的标高和地面高程的换算得到。端子端部用专用的塑料保护盖拧入内螺纹里，防止混凝土等杂物进入，影响后期导线的连接。端子头部应稍微伸入墩身模板的立模线，待墩身模板安装后，端子外表面能够紧贴到模板上，既能便于拆模后寻找接地端子，又能保证接地端子与混凝土面平齐。
墩顶的接地端子位于两个支承垫石内侧的墩帽上。用于墩身与梁体接地网的连接。为了便于后期导线的连接，接地端子的表面应稍高于墩顶混凝土表面约2mm。端子内螺纹用专用的塑料盖保护，防止杂物进入。
3、箱梁接地端子的预埋
箱梁共有10个接地端子。4个位于箱梁底部，分别对应墩顶的接地端子。梁面上左右线各有3个，分别设在梁边A竖墙表面，电缆槽底部和防护墙侧面，与梁体的接地网连接，通过底部的4个接地端子用接地连接导线与墩身和承台、桩基接地网连接。箱梁底部的接地端子紧贴在箱梁底模上，预埋时较容易控制。梁面的6个端子在箱梁预制时进行预埋，待桥面系施工时再施工到位。
电缆槽内的接地端子预留高度要进行计算。接地端子距离泄水孔的距离为3450mm，接地端子往泄水孔方向有一个3‰的纵向排水坡；接地端子与泄水孔横向距离约400mm，两者之间有一个2%的横向排水坡度。根据计算接地端子位置的纤维混凝土保护层厚度高于泄水孔位置的纤维混凝土保护层厚度18mm。如果电缆槽的纤维混凝土保护层厚度为40mm，聚氨酯防水层的厚度为2mm，考虑接线的方便，端子还应高于混凝土面2mm，则接地端在应高于梁面不小于62mm。端子高度过低则不易接地导线的连接，会影响电缆槽混凝土保护层的局厚度，而且该处会积水，并需要采取对端子接长等措施，造成返工；过高会影响的电缆铺设，同时会使端子根部的连接钢筋暴露在混凝土外面，锈蚀钢筋，影响质量，造成返工。所以梁面电缆槽内的接地端子高度要根据计算后严格控制，不能过低也不能太高。
本标段设计的防护墙端子距离梁面高度150mm，端子朝向线路一侧，端子表面与混凝土表面平齐，凸出高度控制在2mm以内。端子埋设过深会给接地导线的连接带来困难，修补会破坏防护墙表面混凝土，影响美观。因箱梁预制的预留的接地端子会有一些偏差，在防护墙钢筋绑扎之前需要对接地端子的高度进行调整，高度过低的要将接地端子钢筋割断重新加钢筋焊接，确保接地端子高度满足要求，端子表面与混凝土面平行。放出立模线后，要将端子端部伸出立模线若干毫米，用塑料盖将端子内螺纹盖好，模板安装时，利用钢筋的弹性，接地端子就可以紧贴模板表面，确保端子埋设质量。
竖墙上的接地端子高度要根据A竖墙的高度进行调整，端子表面比竖墙混凝土表面高2mm左右。对高度不够或过高的，要将接地钢筋割断，调整高度后按要求重新焊接。

为了减少因前期控制不到位造成A竖墙和防护墙上的4个接地端子安装困难还可以采取另一种方法。梁面施工时，将该处的4个接地引线钢筋预先留好，并在钢筋上做好显著、不会损坏的标记（如在引线钢筋上部加焊一截短钢筋以示区别）。防护墙接地端子安装时，将带有引线钢筋的接地端子用短螺栓拧在模板上，使之密贴；再用钢筋将端子上的引线钢筋和箱梁预留的引线钢筋连接，这样能够保证防护墙拆模后接地端子表面不会低于防护墙表面并且位置准确。A竖墙的端子安装时，根据竖墙的实际高度，将端子引线钢筋与箱梁预留引线钢筋焊连。这样既可以减少因前期端子预留位置的偏差造成调整困难，又可以保证端子的埋设质量。
4、防护墙接地钢筋施工
梁场按照设计图纸要求，在箱梁两侧防护墙位置每个2m预留一根防护墙接地钢筋，采用接地连接钢筋将梁面防护墙预埋钢筋与箱梁接地网焊连。防护墙靠线路一侧的顶部纵向钢筋需要与箱梁接地网连接。箱梁预制时在该处预留的接地钢筋要有显著的标志，现场采用的做法是将接地连接钢筋露出箱梁混凝土表面一定的长度，便于后期施工时识别和焊接。
防护墙采用分节浇筑，箱梁预埋的接地钢筋与防护墙模板有冲突时，要对钢筋进行调整，无法调整的，将该处钢筋割断后在梁面（防护墙位置）开槽用钢筋从相邻的接地钢筋引入。
现场要加强防护墙接地钢筋的检查，不得有错焊，漏焊，焊缝要符合要求。做好隐蔽工程检查记录。
三、关于接触网（拉线）基础的质量控制
根据设计图纸，接触网基础中心距离线路中心的距离为3150mm（净距为3000mm，按立柱宽度300mm计算），允许偏差为0～+50mm，不允许有负误差；螺栓相对尺寸偏差为±1mm；预埋螺栓露出基础表面190mm（要求螺栓外露部分全部是螺纹），误差为0～+10mm，基础扭转角不大于1.5°,基础顶面高程误差为±20mm等。
1、接触网基础中心与线路中心相对位置的控制
本标段采用的通桥（2008）2322A无砟轨道后张法混凝土简支箱梁图纸，梁面宽度为12m，同一里程左右线接触网中心距离为11300mm，箱梁混凝土保护层厚度为35mm，接触网基础底面预埋钢板宽度为580mm，顶面为630mm（垂直于线路方向）。基础底面钢板外侧有一根直接为16mm的箍筋，根据计算底面钢板距离钢筋的最小净距为9mm，如果加上箱梁预制、架设等过程中产生的偏差，接触网基础距离线路中心有可能会小于设计值。如果接触网基础底面和顶面钢板选择错误，那基础距离线路中心就会小于设计值16mm及以上。基础定位是做好接触网基础非常关键的一道工序。用测量设备定出箱梁中心线，根据中心线按照不小于5659mm（5650+9mm得出）定出接触网基础中心，用接地连接钢筋将接触网底面钢板与箱梁接地网按照要求焊连。（说明：本标段设计的接触网基础是采用接触网基础预埋螺栓通过底面钢板与梁体接地网焊接的方式，也有在接触网基础上单独设置接地端子方式）。
计算出线路中心线到螺栓中心的距离，用钢尺量处基础两端螺栓距离线路中心符合计算值即可保证扭转角满足要求。
2、预埋螺栓的控制
进场前检查预埋螺栓外露螺纹长度不得小于190mm，如果不符合要求，则要厂家重新加工；要对各螺栓的长度进行检查，防止长短不一。将螺栓从接触网基础底面钢板穿进，按要求与钢板焊牢，焊缝质量差，不仅不能保证接触网预埋螺栓的可靠接地，还有可能在混凝土振捣过程中将螺栓震落，而导致螺栓外露长度不够。预埋螺栓放到梁体钢筋上以后，将顶面的预埋钢板用螺栓固定在螺栓上部的螺纹上，因预埋钢板的孔径为40mm，螺栓直径为39mm，即可保证各螺栓相对位置满足要求。
3、接触网基础后浇混凝土的施工
箱梁预制时，接触网基础只浇筑到与梁面混凝土平齐，上部还有400多毫米的混凝土在桥面系施工时二次浇筑。
接触网基础施工前，要对基础中心与线路中心的距离进行复测，对螺栓的高度，基础扭转角、螺栓垂直度等进行检查交接，符合要求后才能进入下一道工序，否则要提前进行处理。
因顶面钢板与接触网混凝土基础面平齐，为了确保混凝土浇筑后各螺栓的相对位置能够满足规范要求，最好再加工一块与顶面预埋钢板相同钢板在混凝土浇筑前用螺母固定在螺栓外露的螺纹上，即可保证螺栓相对位置。
根据螺栓外露长度190mm（误差0～+10mm）的要求定出基础顶面预埋钢板的位置，一般按从螺栓顶部到钢板面为195mm为宜。用水平尺检查顶面钢板的水平，符合要求后，钢板固定。螺栓外露长度过小，接触网立柱无法安装，过大则底部没有螺纹，给立柱安装带来困难，同时螺栓外露过长也不利于螺栓的保护。
按照混凝土施工工艺对接触网基础浇筑混凝土，注意，顶面预埋钢板的中间圆孔的混凝土面不得低于钢板面。按要求做好混凝土的养护，螺栓涂油保护等工作。

参考文献
[1]时速350公里客运专线铁路 无砟轨道后张法混凝土简支箱梁（通桥（2008）2322A）
[2]客运专线铁路常用跨度梁桥面附属设施（通桥（2008）8388A）
[3]新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）（铁建设[2007]47号）
[4]关于印发《客运专线综合接地技术实施办法（暂行）》的通知（铁集成[2006]220号）
[5]客运专线铁路电力牵引供电工程施工质量验收暂行标准（铁建设[2006]167号）