接触网设计的基本原理和原始数据

6.2.1 概述

架空接触网系统的设计和施工是在架空接触网系统特定设计的标准规范或实用规范的基础上进行的。实用规范为承包商提供了灵活性以便开发适合项目的架空接触网系统。

这两种类型都需编写代表技术要求的设计数据。这些数据成为工程所有参与方的原始导则并确保快速准确地完成设计程序所规定的内容。

6.2.2 技术要求

在数据汇总表内列出了所有技术要求。　表6.1的数据汇总表列举了德国铁路Re200型标准架空接触网系统的设计参数。

6.2.3 设计文件

6.2.3.1 引言

设计文件描述该线路是新线还是既有线，它们构成了架空接触网系统设计的基础并包括与现有设施和地形相关的信息。新线、既有线和预留电气化改造条件的线路文件格式和内容是各不相同的。详细情况如下：

表6.1 为德国铁路标准Re200设计技术要求实例。

表6.1 德国铁路Re200型标准设计的技术要求实例

注 1) Ebs： 德国铁路架空接触网的设计标准。

6.2.3.2 新线

技术要求汇编后，对新线的进一步设计需要有关于线路平面、地形、控制点和土质状况方面的资料。并以如下格式提供这些方面的详细文件资料：

—勘测人员用平面图的比例尺为1：1000或1：500，分别表示区间线路和车站。此图以模拟形式 (图纸) 或电子文档形式提供，但倾向于提供后者;

—线路平面图坐标和线路坡度坐标表格;

—符合设计要求的各支柱位置的最终横断面图;

—信号位置平面图。信号设计须遵循信号系统技术规范。信号机、踏板和攀沿梯尺寸构成信号机与接触网系统带电部件之间安全净空的基础;

—轨道绝缘平面图。它提供了铁路接地规范化基础;

—与支柱基础位置可能发生冲突的地下设施情况以及电缆径路图;

—铁路平交道口数量清单，以便根据其公里标和与铁路的交叉角度来检查必要的通道净空;

—表示里程、结构物净空、桥梁宽度和跨越角度的桥梁图纸。由此可以知道支柱位置、结构物下的接触线高度、接触悬挂的结构高度以及任何必要的对结构物的变通方案;

—土质状况资料是选择基础类型和尺寸的依据。通过土质状况也可确定接地电阻的大致范围。如果未提供土质相关文件，在施工设计准备阶段，必须进行被选位置的现场勘探或其他调查;

—所有参与后续工程实施的各方，例如负责电化后的房建、线路技改和车站站台的延长等，应在架空接触网系统设计期间进行商讨。这样可减少今后的变更和调整，从而降低设计和施工费用;

—有关股道架线负荷标准包括允许超出标准负荷的特定线路的详细资料;

—表示接触网电动开关、绝缘锚段关节和分段绝缘器布置的供电分段图;

—有关牵引供电线路的情况，如： 捷接线、加强线、馈电线和回流线，它们都在架空接触网系统平面图和纵断面图中显示;

—架空接触网系统隔离开关当地或远动控制的设计，它需要关于控制位置、路径和电缆型号方面的信息。电缆的铺设应与工程相配套;

—业主与承包商在工程范围方面应达成一致，以避免工程量的重复和工程数量的漏项;

—控制项目施工的工程进度表以便工程尽快开工。

业主和承包商的计划工程师需对文件进行会审。对必需提交的遗漏文件和由此引起的计划进度及开工日期延误要达成协议。

6.2.3.3 既有线

既有线的电气化工程经常伴随一些铁路线路的技术改造。这些地段的架空接触网系统的设计需按照第6.2.3.2节所列文件进行。无线路技术改造的区段需提供按照一定比例的平面图。这些图纸要显示信号机位置、电缆位置、供排水管道、铁路平交、立交桥、桥涵以及有关将要安装架空接触网系统的线路资料。

6.2.3.4 既有接触网改造

像第6.2.3.3节那样，铁路线路技改常常在改造既有的架空接触网系统之前进行。此工作通常分几个阶段实施。分阶段的施工条件要求追补资料如下：

—每个改造阶段需设计铁路线路平面图。车站技改需要分成几个中间阶段来进行。其中的每个阶段都需要线路平面图和与施工程序相关的资料。

—既有架空接触网系统的现状或竣工图。不可使用失效或过期的图纸，否则需对接触网系统进行重新测量。

设计前和设计期间举行工程设计参与各方的协调会有助于与其他受影响项目间进行协调。

6.2.3.5 铁路线路和地形

铁路线路平面和地形对于架空接触网系统的设计至关重要。线路平面表现为铁路线路平面图。如果没有最新的线路平面图纸，那么设计开始前应进行线路平面和地域剖面的勘测。在这些勘测中，地面勘测为最通用的形式，它借助于经纬仪对线路平面和线路剖面进行记录，从而完成支柱位置处的线路平面图和横断面图。光学测量记录法[6.1] 可加快轨道和铁路剖面的测量。立体远红外线摄像机可从运动着的铁路车辆上对线路进行记录。借助投影仪实现空间记录数字电子化，其精确度可达到10mm。

空中摄像有助于同时记录线路平面和横断面。使用立体摄像机的航测及其随后的数字化工作可提供三维图形并制成纵剖面和横断面。精确度取决于分析人员的经验和地面植被的状况，可以达到±50mm的精确度。

用全球定位系统(GPS) 进行地域勘测已成为架空输电线路设计采用的成熟方法。它用于铁路新线施工前轨道平面图和支柱定位的勘测。第一读数观察已知点，与此同时第二读数从数个卫星上接收相关位置的坐标。现在大约有24个这类卫星运行在地球轨道上，其中只有几个可随时用于特定的记录和位置。