事件概况
某年 4 月,某山口戈壁风区电气化铁路区段(已脱敏,下同)。春季大风季,该区段连续多日出现强风天气,阵风风力大且持续时间长。大风过后巡检发现:区段内多根支柱向田野侧明显倾斜,部分支柱基础周围回填土开裂隆起;多根防风拉线松弛下垂,个别拉线棒锈蚀断股,一处拉线地锚被整体拔出地面。倾斜支柱上的腕臂与定位装置随之偏移,多个定位点拉出值、导高超限,该区段被迫限速运行。事件未造成支柱倾倒与塌网,但构成大风区段防风拉线失效致支柱倾斜的设备故障,若处置不及时,进一步发展可能导致支柱倾覆、接触网塌网。
经过与处置
- 预警响应:大风预警发布后启动恶劣天气应急预案,安排添乘观察与巡线,大风期间按规定实施限速;
- 故障发现:风力减弱后地面巡线发现支柱倾斜、拉线松弛与地锚拔出,测量确认倾斜量与拉出值超限范围;
- 临时加固:对倾斜支柱采取临时支撑与配重拉线加固,防止倾斜继续发展,维持限速运行;
- 永久处置:申请天窗对倾斜支柱逐根整杆校正,更换锈蚀断股的拉线与拉线棒,重新埋设或加固被拔出的地锚,回填夯实基础周围土壤;
- 几何恢复:支柱校正后重新调整腕臂与定位装置,复测导高、拉出值,确认几何参数合格后恢复常速;
- 扩大排查:对全区段防风拉线、地锚与基础地脚螺栓开展普查,同步处置普查中发现的松弛、锈蚀缺陷。
原因分析
直接原因:持续强风对支柱与接触悬挂形成较大的水平风荷载,该荷载主要依靠支柱自身抗弯能力与防风拉线共同平衡;本案例中多根防风拉线因长期锈蚀强度下降,拉线棒在强风往复荷载下断股失效,一处地锚因锚固力不足被拔出,风荷载平衡体系被破坏,支柱在单侧风压下绕基础边缘倾覆转动,产生整体倾斜(风荷载取值以现行设计规范为准,参见接触网负载计算)。
间接原因:一是该区段地处风区,风沙大、昼夜温差大,拉线与地锚的锈蚀速率远超一般区段;二是戈壁土质松散,地锚锚固力本身偏低,冻融循环进一步削弱了锚固效果;三是拉线投运后初张力逐渐松弛,长期未紧固,强风来时拉线已不能有效参与受力;四是该H 型钢柱区段按一般风区配置防风拉线,与实际风况匹配不足。
管理原因:防风拉线未纳入大风季前强制紧固检查项目,拉线张力与锈蚀状态无台账;地锚埋设位置与锚固形式无竣工资料归档,拔出地锚的锚固深度是否达标无法追溯;风区划分与防风设施配置长期未按实际观测风况复核;与大风舞动案例类似,风区"一区一档"台账缺失,大风后的设备强制检查流程未覆盖支柱与拉线。
整改措施
技术整改:
- 对全区段防风拉线、拉线棒与地锚进行更换或加固,锈蚀件一律更换,地锚按风区标准重新验算锚固力;
- 倾斜支柱逐根校正并复测垂直度,校正后紧固地脚螺栓并做防腐处理;
- 按风区等级复核防风设施配置,风荷载偏大区段加密拉线或改换更高抗风等级的基础形式;
- 用风偏限界校验工具复核强风工况下的风偏与结构强度裕度。
管理整改:
- 建立风区"一区一档"台账,明确各风区等级、防风设施清单与管控措施;
- 将防风拉线张力检查与紧固纳入每年大风季前的强制项目,检查后留存记录;
- 大风过后对支柱垂直度、拉线状态、地锚与基础执行强制检查,形成"大风—检查—处置"闭环;
- 将拉线锈蚀、地锚状态纳入季节性整治范围,按年限安排预防性更换。
经验教训与相关条目
本案例的核心教训有三:其一,防风拉线是"平时看不见、大风见真章"的部件,其失效几乎都在强风工况下暴露,日常松弛与锈蚀就是事故的潜伏期,季前紧固检查是最便宜的保险;其二,风区设备的失效是"风—结构—基础"体系问题,支柱倾斜往往不是支柱本身强度不足,而是拉线、地锚、土质这个链条中最弱一环先断;其三,风区台账与大风后强制检查必须制度化,靠运气躲过大风季不是管理,台账化的风区治理才能把风害从"天灾"降为"可防可控的设备风险"。
- H 型钢支柱:本案例倾斜部件
- 地脚螺栓与基础连接:支柱抗倾覆环节
- 基础类型与选用:风区基础选型
- 接触网负载计算:风荷载设计工况
- 风偏限界校验工具:风偏与强度校核
- 季节性整治:大风季整治安排
- 大风致接触网舞动跳闸:同类风害案例
- 支柱组立施工:支柱安装质量控制
- 参考资料
- [1] TB 10009-2016《铁路电力牵引供电设计规范》
- [2] TB/T 2287-2005《电气化铁道接触网环形预应力混凝土支柱》
- [3] 接触网运行维修规则(现行有效版本)
- [4] Wind(Wikipedia, 访问日期 2026-08-24) —— 风荷载对支柱与附加导线的力学作用背景;适用条款:§ 全文。