高速鐵路接觸網(wǎng)支柱選型和基礎(chǔ)研究

魯 健

（中鐵建電氣化局集團(tuán)西安電氣化制品有限公司 710000）

0 前言

高速鐵路的行車路徑的車輛眾多，且速度加快，便需要有保障的供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)對(duì)于電力供應(yīng)系統(tǒng)而言是其主動(dòng)脈，其作用方式便是和受電弓相連使電力機(jī)車能夠得到電力供應(yīng)。鐵路在其兩側(cè)都有電纜槽設(shè)置，其外殼以內(nèi)便設(shè)有接觸網(wǎng)的基礎(chǔ)以及支柱，以確保路基良好的整體性，并且在其兩側(cè)的界限要求為cx=3.1m ，這便意味著接觸網(wǎng)應(yīng)該把其截面面積控制在一定的范圍內(nèi)，如果支柱截面超過(guò)這個(gè)限制很可能會(huì)使得電纜槽會(huì)受到其基礎(chǔ)外緣的入侵，不利于路基良好的整體性。

1 國(guó)內(nèi)外鐵路接觸網(wǎng)支柱的應(yīng)用現(xiàn)狀

對(duì)于電氣化鐵路接觸網(wǎng)而言其支柱在支持其作用的進(jìn)行的意義重大，能夠保障接觸網(wǎng)的安全實(shí)施?，F(xiàn)在國(guó)外以及國(guó)內(nèi)能夠選擇的支柱主要有預(yù)先設(shè)置預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土支柱以及H型鋼支柱和格構(gòu)式以及鋼管柱這四種。上述支柱無(wú)論在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用都較為廣泛，如表1所示。

表1 國(guó)外接觸網(wǎng)支柱應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)，我國(guó)在電氣化鐵路方面使用的支柱種類較為豐富，包括上文提到的格構(gòu)式以及鋼管柱子等多種支柱，下表所示為我國(guó)基礎(chǔ)以及支柱方面的應(yīng)用。

表2 國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)支柱應(yīng)用現(xiàn)狀

2 鐵路接觸網(wǎng)支柱選型的原則

2.1 技術(shù)要求

能滿足支柱承載力要求的支柱為直徑為 350毫米的支柱，這種支柱的優(yōu)點(diǎn)便是其性能穩(wěn)定、有較高的承載力，強(qiáng)度符合要求，目前已經(jīng)較多的應(yīng)用在電氣化鐵路中。H型以及圓形截面的承受風(fēng)載系數(shù)分別是1.3和0.7，而其壓力比值為1.86比1，H型截面為400毫米以及圓形截面為300毫米寬度的承受荷載的比值為2.48比1/與H型或者方形截面相比，圓形截面在承受風(fēng)荷載上的性能較為優(yōu)越。

鋼管支柱與其他支柱相比，其適用較為廣泛，承受荷載能力強(qiáng)，且應(yīng)用的形狀統(tǒng)一。不需要太多零件連接，和其他支柱相比生產(chǎn)制造方便簡(jiǎn)單，不需要太長(zhǎng)的生產(chǎn)周期。在城市照明和輸電等領(lǐng)域多棱形的鋼管應(yīng)用較多，而且這種鋼管在國(guó)外也有一定程度的應(yīng)用，不過(guò)我國(guó)電氣化鐵路中這種形狀的鋼管應(yīng)用不多。鋼管支柱的抗扭性能以及承載能力都較為優(yōu)越，能滿足多種裝配要求。

H型鋼柱制造工藝簡(jiǎn)潔。但這種鋼柱在應(yīng)用時(shí)，其尺寸并不能做到統(tǒng)一，零件過(guò)多，具有方向性，同時(shí)在下錨時(shí)容量有所減少。

2.2 抗震要求

支柱的抗震能力會(huì)受到截面形狀的影響。H型鋼柱的受力不均勻，強(qiáng)度過(guò)高的地震會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重破壞；不利于接觸網(wǎng)的穩(wěn)定，也會(huì)使其接受電流的情況受到影響。

2.3 經(jīng)濟(jì)條件

根據(jù)TB10009-2005，接觸網(wǎng)支柱在使用機(jī)械養(yǎng)護(hù)的區(qū)段，應(yīng)當(dāng)與大型機(jī)械工作要求相一致，其直徑應(yīng)超過(guò)3000毫米。一般而言牽出線部位的界限應(yīng)大于3500毫米，特殊情況下也應(yīng)當(dāng)在3100毫米以上。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的設(shè)計(jì)規(guī)劃，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土以及H型鋼柱可以投入使用。

支柱的寬度有所降低，其設(shè)計(jì)要根據(jù)撓度的變化而變化，要保證材料強(qiáng)度的發(fā)揮。支柱中鋼筋混凝土支柱重量增幅13%左右，鋼管柱為9%到28%，相應(yīng)價(jià)格增幅為34%以及9%到28%。

如果保證支柱的整體外形一致，那么在支柱的施工以及設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中的流程都會(huì)得到簡(jiǎn)化，所以對(duì)于支柱型式的設(shè)計(jì)，其外形是否統(tǒng)一極為重要。

3 鐵路接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)研究

能夠用于鐵路專線的基礎(chǔ)以及支柱如下所示：

（1）圓形鋼柱有兩種，可以利用機(jī)械實(shí)現(xiàn)其灌注的過(guò)程；

（2）H型鋼柱的自重較大，抗扭能力和圓形鋼柱相比較差，并且鉆孔灌注的基礎(chǔ)以及其柱底部較難匹配，只有灌注的直徑達(dá)到 800毫米的直徑時(shí)才能匹配，而且預(yù)留螺栓安裝較為困難；

（3）機(jī)械灌注的柱基礎(chǔ)有著直徑較小、能夠在開(kāi)挖時(shí)保持良好的整體性以及機(jī)械施工等優(yōu)點(diǎn)；

（4）在實(shí)施鉆孔灌注的時(shí)候，因?yàn)槁膸酵阢@機(jī)的使用，能夠較好的控制施工過(guò)程中基礎(chǔ)的質(zhì)量，不過(guò)履帶式鉆孔機(jī)由于其體型較大只能在平板車上施工；

（5）在橋梁上使用的支柱，一般使用輕型鋼結(jié)構(gòu)支柱，可以在橋梁上安裝接觸支柱，

和安裝在橋墩上的普通支柱相比有所不同，這種安裝方式可以盡可能減小其對(duì)其他設(shè)備的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在選擇鐵路接觸網(wǎng)的基礎(chǔ)以及支柱時(shí)應(yīng)該結(jié)合線路的技術(shù)要求以及特點(diǎn)，對(duì)于區(qū)段不同的橋梁以及路基應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析，綜合分析實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)條件等等，從而確定最佳的施工方案。