铁路站场照明的演变与发展

我国铁路站场的照明设备，目前主要采用升降式投光灯塔和灯桥照明组合的形式。升降式投光灯塔设于站场道岔的咽喉区，承担局部、区域照明的功能，灯桥多用于车场或跨越6股道以上的到达、编组或发车场，向沿股道前、后方向提供照明。灯塔与灯桥结合的照明型式，在全路日益普及并推广，所采用的照明设备，经历过数十年的演变也己日趋定型。 我国铁路站场上的照明，早期仅有灯塔，并无灯桥。当时的灯塔都是将灯具安放在灯杆顶部的固定灯塔。灯杆的材料有木制的也有铁制的，解放后开始采用钢结构的，配上投光灯具称为投光灯塔，当时在站场照明中普遍推广应用。但因灯具都固定安装在杆（塔）顶部，使检修灯具更换灯泡的作业极不方便，并非常危险。1980年前后，铁路开始将己在一些大城市广场应用的高杆照明设备引进铁路并应用在车站的站前广场、车场及站场照明。由于当时在大城市中采用的高杆，其杆体的结构多为空心钢管或锥形钢管，在铁路站场上安装时，利用吊车竖杆极为不便，于是由北京铁路灯塔厂研制开发了钢桁架升降式投光灯塔，并成为被站场采用的**产品。钢桁架、拼装式铁路升降式投光灯塔是首先在我局试用并向全路推广的。 1升降式投光灯塔钢桁架升降式投光灯塔有如下优点。 一是塔架由质量很轻的杆件与组件构成，现场由人工拼装。因不需利用任何起重设备，在站场股道间作业对运输无任何干扰。 二是塔的结构尺寸形成系列，即截面分1二种规格，能满足不同站场线间距的需要；高度分为16.5、21.5m和26.5m二种规格，不同高度适应不同照射区域的需要；钢结构的主肢角钢也有不同的规格，能够适应不同风荷载地区的需要。 三是该产品升降部分（灯盘），由钢丝绳牵引升到高空后通过“自动挂钩”装置，改由钢结构支承其重力，因钢丝绳不再受力，故钢丝绳断股等故障发生时，不会导致灯盘坠落伤人；且灯盘升降过程中，投光灯无供电电缆随之升降，而是当灯盘到达预定位置后，在自动挂钩动作同时供电触头闭合，实现为照明灯供电。这种结构消除了因电缆随之运动，绝缘破坏导致的漏电现象。 四是该塔灯盘在升降过程中，其质量（重力）绝大部分被平衡重块平衡掉了，故灯盘升降仅靠卷筒与钢丝绳的摩擦力实现。而当时一般的升降灯塔是卷扬机原理驱动，故该塔升降电机功率低，实现了节能要求，手动时也极为轻便灵巧。 该升降式投光灯塔对运输作业干扰小，可靠性、安全性高，又系节能产品，铁道部在行业标准《铁路升降式投光灯塔技术条件》（TB/T2865）中，将SDT升降式投光灯塔的先进技术纳入了标准，并在全路推广。目前，SDT升降式投光灯塔己经成为站场照明设备中固定灯塔的替代产品，在全国己占有1/2以上市场份额，我局在站场照明中推广的也是该产品。 2灯桥照明铁路站场照明灯桥是1970年前后才出现的新型照明设备，通过铁路标准设计进行了推广和普及。目前全路标准设计有3套照明灯桥图纸供采用，即铁道专业设计院编专电3010、沈阳铁路局吉林设计院编吉电3001和郑州铁路局武汉设计院编郑武电9210.以上3套图纸的区别主要在灯桥柱有钢柱结构和混凝土柱结构的不同，灯桥梁虽然都采用钢结构，但结构形式也不相同。 其他*所谓照明灯桥，实际上是一座垂直跨越6股道以上的门式结构物，将灯桥梁架设到灯桥柱上，梁高约18m，照明灯具安装在灯桥梁上，向轨道前后方照射。 为了既提高照明效果、效率，又节约能源，近年在设计中多采用高效节能型灯具和采用发光效率高的气体放电灯一高压纳灯。在灯光启闭的控制方面，设计了多种控制方式，如：集中控制、单灯控制、光控、时控及手动近控与遥控等。铁道部为推广灯桥照明技术，还发布了铁路站场灯桥照明行业标准。 基于灯桥照明对于在“三场‘各股道都有作业车辆时，光线无阴影和照度无盲区的优点，我局近年来安装了数百座灯桥，通过灯桥安装施工的实践，深感现有灯桥照明效果虽好，但该种结构施工安装时却十分困难，主要体现在竖钢柱与吊装灯桥梁时必须采用吊装机械：在有条件的区段可使用救援用轨道起重机；当站场股道很多垫道困难时，可将汽车吊置于平板车上用以吊装作业；一般情况下也必须将汽车吊通过的路段用枕木垫高至轨顶，才能将吊车运到现场进行吊装灯桥梁的作业。由于前述过程作业准备工作多，周期长，仅利用行车间隔时间作业是不够的，必须在灯桥安装施工前向车站申报计划，由运输安排”开天窗“施工。在电气化区段站场挂网的条件下施工时，由于承力索和接触线妨碍灯桥梁的吊装作业，还必须”拆网“后才能进行灯桥梁的吊装作业。由于以上情况，在现行灯桥的安装施工中，对于运输生产的干扰成为制约灯桥推广的一个障碍。不仅在时间上施工周期长，在经济上对运输业造成影响的费用也远大于灯桥自身的造价。 3新型自升、转体灯桥的研制自2000年以来，北京灯塔电气有限责任公司针对灯桥安装施工中存在的问题，提出了研制一种新型自升、转体灯桥的构思，我局十分同意灯塔公司的想法，并表示愿意参与研究并承担试用。灯塔公司在2002年向部科教司申请研发立项的同时，组建新产品研发小组，开展研发工作。 3.1新型灯桥的研发目标使灯桥所有杆件、组件均在施工现场用螺栓连接、拼组；然后利用机械装置将灯桥梁的一半沿钢柱自行提升至预定高度；利用简易的转体机构使提升至预定高度的两半梁空中转体90*；将两个半梁在空中实行对接，形成一座整体门式结构。按上述构思，则在灯桥安装施工时可不再使用吊装机具，从而实现对运输生产的少干扰或无干扰。 对所有的厂制杆件、组件，均由工厂完成热浸镀锌防腐处理后运抵工地，组装过程仅用螺栓拼组不再采用电焊焊接。由于消灭了工地焊缝，结构的防腐性能大为提高，从而达到了灯桥本身的免维护、免维修的效果。 3.2需要攻克的技术关键当钢柱及半梁在站场股道间距内拼组时，其结构应满足《标准轨距铁路建筑限界》（GB/T146.2）的要求，免得侵入邻线的建筑限界。为此，灯桥钢结构柱采用SDT升降式投光灯塔的900x 900mm断面，自基础往上逐段拼组至预定高度。同时，先将半梁之旋转节套在钢柱上，沿股道方向一侧拼组标准节梁、另一侧拼组平衡节梁，节间采用螺栓联结。 在半梁沿钢柱提升时，半梁端长21m、平衡节长约6m，为使提升时梁的重心作用于钢柱轴线，实现稳定提升，在平衡节必须安放重块使半梁处于水平状态。并参照建筑塔吊的原理，在梁部旋转节立一个人字支架，并用斜拉撑各2条牵引左右。由于梁部采用斜拉撑的结构，在灯桥组装后，使得42mm的大跨度简支梁变成为小跨度。因此，不仅灯桥梁结构轻、迎风面积小，而且提高了其在垂直方向的强度与刚度。 提升转体机构的设计均采用简单安全的方式，而且均为一次使用，用毕即拆除。机械设备供下次安装施工时循环使用。在半梁提升时，利用设在地面的卷扬机牵引钢丝绳，通过定、动滑轮组将梁提升；在半梁转体时，利用蜗轮蜗杆减速器、千斤顶外加锥滚轮与环型轨实现半梁在空中转体。安装时半梁提升到位后立即置换第二套转体装置，完成转体对接后，立即将梁与支柱结构间固定联结，卸下的机械装置备用。 按研发目标研制的**台新型灯桥样机，2002年3月由北京灯塔电气有限责任公司制成并安装到丰西基地。至今己经历了近一年半的外部环境考验。期间，我局机务处、机务分处、水电段和车站的领导与专家分两批对样机进行了考察，有的专家还爬到灯桥梁上体验了梁部刚度等情况。今年7月初，铁道部产品质量监督检测中心对这台样机做了钢结构性能的检测，其结论是：钢支柱的刚度在700Pa风荷载力作用下，其顶部水平挠度值小于1/100柱高；灯桥梁垂直刚度当6个工人同时在跨中作业时，梁跨中下沉仅不足20mm；在灯桥梁的水平横向刚度方面，在500Pa风荷载力的作用下，跨中挠度能满足小于1/100跨度的要求。综合看，钢柱强度较梁部水平刚度好，由于梁部采用斜拉撑结构，其垂直方向更为稳定。下一步希望灯塔公司再采取一些措施，加强梁部水平刚度后，将新产品样机移装到我局济西站场试用。