防杂散电流设计原理及措施


防杂散电流设计原理及措施

本标段整体道床钢筋网防杂散设计要求:

根据杂散电流专业要求,将整体道床内的纵向结构钢筋作为杂散电流收集网,收集网截面积在XX站-XX区间不小于6000mm²,在XX站-XX站区间不小于500,其余区间上、下行均不小于400mm²/线。被选做收集网的结构钢筋应均匀分布,以增加杂散电流的收集效果。

整体道床相邻两个变形缝之间的道床称为一个道床结构段,每个道床结构段内的道床钢筋应电气连续,即每个结构段内的纵向结构钢筋的搭接处必须焊接,塔接焊长度不小于钢筋直径的6倍,在塔接处对钢筋两面焊接,焊缝高度不小于6m。在每个道床结构段内,每隔5m(或小于5m)选一根横向结构钢筋与所交叉的所有纵向结构钢筋焊接。在垂直轨道下方,选钢轨正下方上表层二根纵向结构钢筋和所有的横向钢筋焊接。在整体道床结构段两侧端头部位(即靠近伸缩缝处)引出连接端子,用截面不小于50X8m的镀锌扁钢焊接成闭合圈,并和上下层及侧边交叉的所有纵向钢筋焊接。连接端子与侧边竖向镀锌扃锅焊接并竖向引出。连接端子与侧边竖向扁钢应进行可靠双面焊接,其焊接缝长度不小于6倍连接端子镀锌圆钢直径,焊缝厚不低于6m。

杂散电流钢筋网布置方式

沿线路方向,在每座车站有效站台端部、距车站有效站台端部150m位置,在道床结构收集网中引出1个测量端子,每线分别设置,制作方法与连接端子相同。并在行车方向左侧测量端子1米范围内,混凝土中预留参考电极安装孔,孔直径75土5m,深度185±5m在每个牵引所的车站每线设置1个排流端子,左右线设置2个排流端子,排流端子的位置根据牵引变电所位置以及电缆敷设出口位置确定防杂散电流连接端子、测量端子、排流端子均采用埋入式端子。
道床防杂散电流主收集网钢筋与车站、桥梁主体结构钢筋不得有电气连接或接触。
铺轨施工单位负责有关端子、参比电极安装孔等施工,相关端子与设备连接、参比电极安装由电气施工单位完成。

本标段高等减振道床底座板钢筋网铺设防杂散要求:

高架线梁面要控制钢筋位置,纵向钢筋与横向钢筋进行绑扎或焊接,底层钢筋从梁顶面预留钢筋中穿过,施工时若道床钢筋与梁面预埋筋有接触时,需采取绝缘措施隔离,以保证道床钢筋与梁面预埋钢筋在电气上应绝缘。

杂散电流和杂散电流腐蚀

城市轨道交通牵引供电系统是以列车走行为主要回流通路的直流供电系统,由于钢轨不可能长期完全绝缘于道床,特别是随着地铁的运营,道床受到污染,道床与钢轨之间的电阻日益减小,就不可避免有直流电流从钢轨漏泄至道床结构及车站、隧道、高架桥等其它结构和金属管线中,这些漏泄电流就称为杂散电流。当这些电流由金属构件进入混凝土、土壤等介质时,对金属结构、管线就产生电腐蚀,使其质量受到影响,该腐蚀称为杂散电流腐蚀。

杂散电流腐蚀的基本机理:地铁杂散电流对金属管线和机槭设备以及道床结构钢筋的腐蚀在本质上是电化学腐蚀,主要是由于轨道与道床绝缘性能不好,存在电子的流动形成对道床结构钢筋以及机械设备的腐蚀,杂散电流腐蚀是由于外部电源泄漏的电流作用而引起的。

杂散电流防护措施

为了减少杂散电流和尽量避免杂散电流对地铁结构钢筋和管线的腐蚀及向地铁外扩散,采取了一系列放杂散电流措施:

  1. 设立畅通的轨回流系统
  2. 正线走行轨绝缘安装
  3. 道床内设置杂散电流主收集网
  4. 利用地下隧道、高架桥和车站结构钢筋构成杂散电流辅助收集网
  • 高架桥承轨台:道床杂散电流釆用立筋、横筋、纵筋、排流扁钢焊成一个连通的电路网,用与焊接的排流扁钢引岀承轨台,使道床各个承轨台的结构钢筋连通;
  • 在桥梁缝隙处,排流扁钢断开,用排流端子(铜排)焊接于排流扁钢上,排流端子利用电缆连接,使形成通路;
  • 在承轨台区段每隔100米设置一处镀锌的均压扁钢,将其左右承轨台上的排流扁钢横向连通;在轨下设12mm厚橡胶垫板(或12mm后复合垫板),在铁垫板下设5mm厚绝缘冲垫板,扣件与支承块间采用聚酰胺套管连接;道床顶面低于支承轨面30~40mm以避免扣件污染,提高轨道结构的绝缘性能,承轨台结构钢筋和支承块伸出钢筋不与桥面预埋钢筋相碰,保持距离2cm,如有接触应在相应钢筋上缠绝缘胶带或套橡胶管进行绝缘。
  • 地下线及敞开段整体道床:在垂直钢轨下方的钢筋中,各选一根纵向结枃钢筋和所有的横向钢筋焊接,此纵向钢筋作为排流条;在每个道床结构段内,每隔4米选一根橫向钢筋与其交叉的所有纵向钢筋焊接,且上、下纵橫筋,立筋焊接成流通电路:道床结构缝两侧的结构段上引岀结构钢筋连接端子(即杂散电流主收集网连接端子),其结构缝两侧的连接端子采用连接端子(铜排)连接再用连接电缆将连接端子连通。

杂散电流防护的施工控制

在整体道床现场施工中,在钢筋绑扎之前我们要对道床的桥面进行清洁处理,在桥面上存在很多杂质;有桥面的施工单位留下的废弃物,在这些废弃物当中很可能存在一些导电的枷物质,若是这些物质导电,使道床结构钢筋和桥面和桥面预埋钢筋接触形成导电使杂散电流进入桥体和预埋钢筋形成电子的流动来腐蚀道床和桥体,因此采用高压风或高压水,清理这些杂质保证道床结构钢筋下面干净。

对应的施工工序为桥面清理(梁面清理)

在钢筋绑扎完成后要在立筋、横筋、纵筋交叉部位进行焊接,以保证钢筋交叉部位更好地接触,在道床的每个承轨台中的,上下的纵向钢筋、横向钢筋应是电气连通,每处交叉地方进行焊接,采用双面焊接,并且焊缝高度不小于6毫米,连接上下层的立筋要与上下层钢筋进行焊接也要采用双面焊接,并且焊缝高度不小于6毫米:在绑扎和焊接完成后要在下层钢筋下面焊接排流扁钢把排流扁钢和下层钢筋焊接到一起,采用双面焊接,并且焊缝高度不小于6毫米,在排流扁钢搭接焊接时,搭接长度为150毫米,焊缝高度不小于6毫米,用排流扁钢把钢筋网连接成一体,并将排流端子(铜排)与排流扁钢焊接到一起,最后可以用电缆通过排流端子把承轨台连接起来使线路道床内钢筋成为一个电气化连接良好的整体。

在绑扎和焊接完成后要有专人来清理杂质,绑扎的铁丝、焊条头等废弃物清理干净,防止有导体将结构预埋钢筋和道床钢筋连接,防止杂散电流渗入桥体内部腐蚀桥体破坏结构清理完成后应要伃细检査,用眼睛看或手摸、尺孑量来检査结构预埋钢筋、道床钢筋、轨枕块伸出钢筋之间是否相碰接触,并保持距离2cm,如有接触应在相应钢筋上套橡胶管进行绝缘或撬动相应钢筋使其间距不小于2cm,之后用欧姆表来检查道床钢筋与结构预埋钢筋是否绝缘,绝缘阻值是否满足要求,若不满足要求要仔细检査找岀问题所在,排除问题,直至用仪器检査满足要求为止。为了保证单线的左右道床内结构钢筋接触良好杂散电流良好传输岀去,用均压扁钢,在高架桥上每隔100米在承轨台间隙位置,将纵向的排流扁钢进行焊接,其焊缝高度不小于6毫米,这样进一步保证了良好的把杂散电流从道床内传输出去。最后向监理报检,监理检査直至合格后,才能进行道床的混凝土浇注。


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