第三节支柱及基础悬挂安装形式

支柱及基础悬挂安装形式【学习目的】1、掌握钢筋混凝土支柱和钢柱的型号，以及各类符号的含义。2、掌握各种支柱的用途及名称。3、了解两种支柱的优缺点。4、了解钢柱基础帽、基础螺栓以及混凝土支柱底板、横卧板的作用及特点。5、掌握钢柱、混凝土支柱的安装、整正方法。第三节支柱及基础悬挂安装形式一、支柱按材质分类接触网支柱按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢柱两大类。一般在区间及站场单根定位，五股道及以下的软横跨以及25m以下硬横梁支柱采用钢筋混凝土支柱，五股道以上的软横跨支柱，桥梁以及25m以上硬横梁支柱采用钢柱。在接触网结构中，支柱是最基本、应用最为广泛的支撑设备。接触悬挂被支柱支持在线路上方，支柱承担着接触悬挂与支持装置的全部负荷。支柱有很多种，支柱可按其材料、支持装置形式、用途以及负载条件进行分类。目前采用的有预应力钢筋混凝土支柱和钢柱。我国电气化铁路广泛采用的是预应力钢筋混凝土支柱，一般只有承受负荷较大的软横跨支柱和桥上支柱采用空腹式结构形式的钢柱。(一)预应力钢筋混凝土支柱在预应力钢筋混凝土支柱的选型和设计过程中，曾研究了此类支柱的各种截面形状，我国铁路采用的是工字型及斜腹杆断面的钢筋混凝土支柱，近年来又在很多地区采用了环形等径钢筋预应力混凝土支柱。众所周知，混凝土允许的拉力不大，但允许的压力却很大。正是鉴于这个原因，实际上不可能用单一的混凝土来加工承受弯矩的支柱，因此不得不采用配筋的方法来提高混凝土支柱的强度。预应力钢筋混凝土支柱一般简称为钢筋混凝土支柱，现场又称水泥支柱。预应力钢筋混凝土支柱采用高强度的钢筋，在制造时预先使钢筋产生拉力，具有节省钢材、强度大、成本底、寿命长等优点。主要缺点是支柱较笨重，且经不起碰撞，因此在运输和施工中应小心谨慎。钢筋混凝土支柱从外形上可分为矩形横腹板支柱(图2-3-1、图2-3-2)和等径圆支柱两种。矩形横腹板支柱便于攀登，利于维修和检查，但在安装时受方向性限制。等径圆支柱安装时不受方向性限制，且受力均匀，但等径圆支柱不利于攀登检查和维修。按使用场合又有普通支柱、软横跨支柱和硬横跨支柱之分。普通支柱结构见图2-3-1，软横跨支柱见图2-3-2。其支柱型号和规格详见表2-3-1(a)、(b)。目前几乎全部的钢筋混凝土支柱都是采用预应力钢筋混凝土支柱。这种支柱在加工过程中是混凝土处于受压状态，而钢筋处于受拉状态。当支柱承受负载以后，混凝土里将出现拉应力，它等于弯矩引起的拉应力与预压应力之差，这样，采用混凝土的负载能力就可以是支柱的负载能力大大的提高。受拉层里钢筋的总张力等于预拉应力和弯矩作用引起的拉应力之和。但是这不会使支柱承受负载的能力受到什么限制，因为此时钢筋还远没有达到满载。横腹杆式钢筋混凝土支柱。它的优点在于能更好利用高强度钢筋，比圆柱（圆锥形柱）更方便检修工人上下杆体作业。特别是空腹式结构更是如此。但是生产这种支柱比较复杂，在运输过程也容易损坏。并根据接触网负载的方向性（一般垂直于线路方向承受一定的方向弯矩），在支柱受拉一侧配筋多，提高了高强度钢筋的利用率。等径或锥形圆形支柱是在专门的离心装置上进行加工的，不仅有利于机械化生产，而且总体质量也较好。图2-3-1钢筋混凝土腕臂支柱图2-3-2钢筋混凝土软横跨支柱按照钢筋混凝土支柱基础的设置方法，这种支柱可分为整体式和独立式基础两种类型。对于整体式支柱，其地下部分起到了基础的作用，埋置深度为3000mm；对于具有独立基础的钢筋混凝土支柱，其埋入土中的部分（即基础）是单独的构件。如果采用第二种支柱，将会大大的增加混凝土和钢材的耗量，且需要分两个阶段进行作业，会给施工带来困难，并且提高了施工造价。此外，从接头密贴性性能反面考虑，也会使得作业复杂化。但这种支柱运输方便，基础设置灵活，且有利于制造大容量的钢筋混凝土支柱。在选择使用钢筋混凝土支柱时，要根据其使用的场合而定。在选择时，由于腕臂支柱不具有顺线路方向的容量，不能用来代替锚柱。腕臂支柱分带预留孔的和不带预留孔的。选择时，应根据所采用的腕臂、拉杆底座而定。选择什么样的支柱，应充分考虑其使用场合，不能盲目选择。预应力混凝土支柱，用符号H表示，分母的前一个数字表示地面以上支柱的高度，后一个数字表示埋入土里的长度；分子的前一个数字表示垂直于线路方向的支柱容量（×10KN.m），后一个数字表示顺线路方向的支柱容量（×10KN.m）。各种型号和规格如下表2-3-1(a)。环形等径圆钢筋混凝土支柱是一种上下直径相等的圆形支柱（旋转型的锥形混凝土支柱从顶部到支柱底部的直径增加的比率至少为15mm/m），此类型的支柱加工制造较为容易，当支柱绕自己的纵轴旋转，利用离心力的作用，混凝土喷洒到模型面上并能较好密实凝结。这种支柱表面平滑，圆截面钢筋混凝土支柱的钢筋时按整个圆周均匀分布的，安装时不受方向性的限制，且受力均匀、运输方便、损耗率低、制造长度比较灵活。环形等径钢筋混凝土支柱缺点是钢筋材料的利用率比较低，检修施工时存在攀登难度，不利于维修；且使用此类支柱大多需要设置专门的杯形混凝土或法兰盘连接基础。现在生产的主要有350mm和400mm两种直径的等径圆支柱。这种支柱目前在我国电气化铁路区段主要用于受力较大的锚柱、转换柱及硬横跨支柱。其规格和型号详见表2-3-1(b)。表2-3-1(a)钢筋混凝土支柱型号规格表注：1、表中8.7（9.2）m用于半补偿链型悬挂，8.2（8.7）m用于全补偿链型悬挂。2、括号内型号为新型号，单位为（KN.m）。3、为双节钢筋混凝土软横跨支柱。钢筋混凝土支柱的符号意义：H—钢筋混凝土支柱；1.8—支柱容量（×10KN.m）；8.7—支柱露出地面的高度（m）；2.6—支柱埋入地下的深度（m）。分母8.7m为支柱露出地面的高度，2.6m为支柱埋入地下的深度，是相对路基高度为850mm而言的(换句话说就是轨平面距离支柱顶端7850mm)。(原因：我们接触网既有线正常设计导高为6450mm[6450即定位器固定接触线后接触线下沿面与受电弓接触最低点的对轨平面垂直高度]，结构高度为1400mm[承力索与接触线之间的垂直间距]，平腕臂正常情况下处于水平状态，且平腕臂和底座在一个水平面，承力索固定于平腕臂上，按照此计算，承力索距离轨面的垂直距离为7850mm，即平腕臂距离轨平面7850mm，该种情况下支柱顶端无预留，所以此处说的8.7m属于困难情况下支柱露出地面的最小值)用于下锚支柱：4.8—垂直线路方向的支柱容量（×10KN.m）；25—顺线路方向的支柱容量（×10KN.m）。表2-3-1(b)等径圆杆支柱型号规格表规格型号L(m)a(mm)b(mm)c(mm)d(mm)质量(kg)适用范围φ400GQ60/9+1.510.54004004004002270腕臂柱及V停开关φ400GQ80/9+1.510.54004004004002270锚柱φ400GQ60/10.5+1.5124004004004002570腕臂柱及V停开关φ400GQ80/10.5+1.5124004004004002570锚柱φ400GQ100/10.5+1.5124004004004002570硬横跨支柱φ400GQ60/11.5+1.5134004004004002790腕臂柱及V停开关φ400GQ80/11.5+1.5134004004004002790锚柱φ400GQ100/11.5+1.5134004004004002790硬横跨支柱GY-2800800800800硬横跨支柱GY-3(4)80010008001000硬横跨支柱φ400Gg-2400400400400硬横跨支柱注:钢筋混凝土圆柱φ400GQ100/10.5+1.5φ400—直径为400mm的等径支柱；GQ—高强度混凝土；分子100—支柱容量(KN.m)；分母10.5—支柱露出地面的高度(m)；分母1.5—支柱埋入基础的深度(m)；钢柱GY-2Gg-2GY—硬横跨钢柱；Gg—钢管柱；2—支柱型号。表中L—支柱总长(单位为m)。对于圆形支柱：a、b—支柱上部直径(单位为mm)；c、d—支柱下部直径(单位为mm)；对于方形钢柱：a、b—两边宽度，且800为顺线路方向，1000为垂直线路方向(单位为mm)；c、d—两边宽度，且800为顺线路方向，1000为垂直线路方向(单位为mm)。质量的单位为kg。(二)钢柱目前，在接触网工程中，特别是较大站场上，大量利用钢柱，它是由工字形钢、槽钢或角钢焊接成的立体结构式支柱，我国一般采用角钢。具有重量轻、容量大、耐碰撞、运输及安装方便等优点。但是存在用钢量大、造价高、耐腐蚀性能差，需定期进行除锈、涂漆防腐，且有维修便等特点。从节约成本和方便运输运营维护方面出发，要求尽量少采用。现在涂漆防腐已改为热镀锌防腐，提高了防腐性能，延长了维修周期。钢柱主要用于跨越股道比较多、需要支柱高度较高、容量较大的软横跨支柱，其次是用作桥梁墩台上安装的支柱，它的基础垫层采用C10的混凝土材质，垫层厚度为100mm。现在软横跨钢柱的高度有13m和15m两种，其外形尺寸如图2-3-3/2-3-4。图2-3-313m钢柱图2-3-415m钢柱钢柱一般用符号G，其支柱型号和规格详见表2-3-1(c)。钢柱安装后，在基础顶部做一个混凝土帽，为基础帽，以保护连接螺栓、螺母不致锈蚀。基础帽只起防水作用，不用打的很结实，只要求表面细密防水、以便需要搬迁钢柱时容易敲开。钢柱基础螺栓的外漏为130±20mm，基础螺栓孔距偏差不得超过±2mm；硬横跨支柱一对基础的顶面必须在同一水平面上，允许误差为±20mm。表2-3-1(c)钢柱型号规格表尺寸型号a(mm)b(mm)c(mm)d(mm)L(m)支柱质量(kg)适用范围2706002104009.5257桥支柱2706002104009.53032706002104009.53412506002004001026725060020040010315250600200400103552807002005001028628070020050010367500100040060013342双线路腕臂支柱500100040060013563400120040080015650软横跨支400120040080015698400120040080015762柱40025005001000131135500100040060013558软横跨锚柱400120040080015632400120040080015681注：G-普通钢柱；X-斜腿钢柱；Gs-双线路腕臂钢柱；Gm-带拉线钢锚柱；Gf-分腿式下锚钢柱。：分子5—垂直线路方向的支柱容量（×10KN.m）；G—钢柱的符号；分母9.5—钢柱的高度(m)；：20—横线路方向能承受的力矩（×10KN.m）；25—顺线路方向能承受的力矩（×10KN.m）；分母15—支柱的高度(m)。二、支柱按用途分类接触网支柱按其用途分为中间柱、转换柱、锚柱、定位柱、硬横梁和桥梁柱等，如图2-3-5所示。图2-3-5各类支柱布置图1-中间柱；2-锚柱；3-转换柱；4-中心柱；5-定位柱；6-软横跨柱；7-道岔柱。支柱可以分为不带拉线的和带拉线的。如支柱地面的上下部分是一个整体的话，那么就是整体式支柱（不能拆卸的）；如果两部分在生产和安装过程中是分别进行的话，那么就是分离式（可拆卸）支柱。支柱还可以设计成为能承受某一固定方向负荷的支柱，即方向支柱；也可以设计成能承受任何方向的负载的支柱，即等强度支柱。1.中间支柱中间支柱在区间和站场上广泛使用，布置在两相邻锚段关节之间，支持一支接触悬挂，它承受一支工作支接触悬挂的重力和风作用于悬挂上的水平分力，中间支柱所承受的力矩比较小。2.锚柱在接触网锚段关节处或其他接触悬挂下锚的地方采用。锚柱承受两个方向的负荷，在垂直线路方向起中间支柱的作用，在平行路方向，承受接触悬挂下锚的全部拉力。锚柱分为带下锚拉线和不带下锚拉线两种，分腿式钢柱用作锚柱时可不带拉线，其余锚柱用作下锚时均带拉线。3.转换支柱转换支柱位于锚段关节处的两棵锚柱之间，它同时支