鐵路接觸網(wǎng)H型鋼支柱底板焊接平臺的制作與實(shí)際應(yīng)用

楊懷 中電建成都鐵塔有限公司

接觸網(wǎng)是一種供電設(shè)備，主要是為電力機(jī)車或者是電動(dòng)車組提供電能，屬于城市軌道交通當(dāng)中特有的一種供電設(shè)備。而接觸網(wǎng)支柱是接觸網(wǎng)的一個(gè)重要的組成部分，并且直接決定著接觸網(wǎng)的強(qiáng)度以及可靠性。接觸網(wǎng)支柱的質(zhì)量直接影響著列車的運(yùn)行安全。伴隨著鐵路運(yùn)營的速度的提高，對于接觸網(wǎng)支柱的質(zhì)量需求也就越來越高，因此不僅需要增強(qiáng)之柱網(wǎng)的可靠性，還需要考慮其經(jīng)濟(jì)性。伴隨著可持續(xù)發(fā)展這一觀念的不斷深入，接觸網(wǎng)的h型鋼支柱底板焊接成為一個(gè)重要的考慮方面。

一、背景技術(shù)

本文當(dāng)中所介紹的技術(shù)涉及了一種H型鋼。H型鋼是應(yīng)用在電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱當(dāng)中的一個(gè)專用的鋼型。中國鐵路發(fā)展的最終目標(biāo)就是鐵路的電氣化。我們又將電氣化的鐵路工程稱為四電工程。四電工程主要包括四個(gè)方面，分別為接觸網(wǎng)，變電，信號以及通信。在鐵路電氣化工程當(dāng)中，接觸網(wǎng)是其主要的一個(gè)構(gòu)架。接觸網(wǎng)主要包括以下四個(gè)方面，第一個(gè)方面是基礎(chǔ)的構(gòu)件，比方說鋼柱以及支撐。第二個(gè)方面是基礎(chǔ)安裝結(jié)構(gòu)件，比方說連接接觸網(wǎng)的導(dǎo)線或者是其他的一些技術(shù)構(gòu)件，第三個(gè)方面是接觸網(wǎng)導(dǎo)線，主要的作用是用來傳輸電流的，第四個(gè)方面是其他的一些輔助構(gòu)件，例如回流線，附加懸掛等等。

接觸網(wǎng)是一種特殊的輸電線路，主要是架空在沿線鐵路上向電力機(jī)車供電的輸電線路。整個(gè)接觸網(wǎng)的輸電線路包括接觸懸掛，支持裝置，定位裝置以及支柱等這幾個(gè)基礎(chǔ)部分共同構(gòu)成。接觸懸掛主要包括接觸線，承力索等等一系列的連接部件。接觸懸掛通過支撐裝置安裝在支柱上面，主要的功能是把牽引變電所獲得到的能量輸入到電力機(jī)車上面。支持裝置主要是用來支撐接觸懸掛的，并且把負(fù)荷傳遞給支柱和其他的建筑物。支持裝置主要包括水平拉桿，棒式絕緣子以及其他的一些特殊的支持設(shè)備。定位裝置主要包括定位管以及定位器的支柱以及基礎(chǔ)，主要是用來承受接觸懸掛跟支持裝置的全部負(fù)荷的。并且可以把接觸懸掛固定在一個(gè)規(guī)定好的位置上。

在一個(gè)接觸網(wǎng)當(dāng)中，支柱是其最基本的一個(gè)支撐的設(shè)備，主要是用來支撐整個(gè)設(shè)備的負(fù)荷的。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱，也可以稱為鋼筋混凝土支柱，主要使用的是高強(qiáng)度的鋼筋，在制造的時(shí)候利用的是鋼筋的拉力。預(yù)先使鋼筋產(chǎn)生壓力，可以更好的節(jié)省鋼材料，并且強(qiáng)度也比較大。鋼筋混凝土支柱本身就是一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)，不需要在焊接其他的基礎(chǔ)，而鋼支柱是一個(gè)焊接架構(gòu)，強(qiáng)度高并且運(yùn)輸也比較方便。依據(jù)安裝情況的不同，其型號規(guī)格也不同。

二、H型鋼支柱焊接底板的制作

本文當(dāng)中所介紹的鐵路接觸網(wǎng)的H型鋼支柱的底板焊接平臺主要包括了1底座。底座的特征在于底座的頂部設(shè)有焊接臺2。焊接臺2的頂部放置了槽道7。焊接臺的頂部的左側(cè)分別設(shè)置了第一撐桿4以及第二撐桿9。第一撐桿4跟第二層撐桿9都和矯直板3連接在一起。矯直板3的右側(cè)放置了豎限位塊10以及橫限位塊11。焊接臺2的頂部左右兩旁分別放置了連接塊5以及移動(dòng)塊6。連接塊5的頂部跟限位螺栓8連接在了一起。

依據(jù)要求來看，整個(gè)鐵路接觸網(wǎng)的H型鋼支柱底板焊接平臺當(dāng)中，槽道7的數(shù)量不可以少于三個(gè)，并且槽道7的設(shè)定距離為等距設(shè)置。第一撐桿4以及連接塊五和移動(dòng)塊六都是通過螺絲來安裝在槽到7的頂部的。底座一的底部設(shè)置了支撐腿12。并且支撐腿的數(shù)量不能夠少于四個(gè)。矯直板三以及焊接臺二的頂部是互相垂直的一個(gè)狀態(tài)。除此之外，豎限位塊和橫限位塊也是互相垂直的。具體的制作情況如圖1所示。

圖1

三、接觸網(wǎng)支柱的國內(nèi)外應(yīng)用情況

在選擇接觸網(wǎng)的支柱的時(shí)候，具體可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況以及基礎(chǔ)情況來相比較，最終再確定。在保證受力情況以及接觸網(wǎng)的支柱的可靠的前提下，為了能夠更好的確保施工以及運(yùn)營的情況，客運(yùn)專線的接觸網(wǎng)支柱外形應(yīng)該是盡量統(tǒng)一的。應(yīng)該把支柱的所有類型都進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)一的歸類，這樣有利于支柱的批量生產(chǎn)以及質(zhì)量的控制。比方說，適用于每小時(shí)350千米的高速鐵路的支柱應(yīng)該具有以下的特點(diǎn)，必須使用外法蘭來連接，并且支柱的下半部分其寬度必須要小于350mm。材料的選擇范圍要比較大，而且其必須要能夠適用短路電流。其結(jié)構(gòu)不能被輕易的破壞。支柱需要比較容易加工，而且外表需要美觀，不能出現(xiàn)維修的情況。

比較常用于接觸網(wǎng)的支柱有四個(gè)類型，分別為H型的截面鋼柱，環(huán)形的預(yù)應(yīng)力鋼柱，圓形鋼柱以及格構(gòu)式鋼柱等等。在國內(nèi)外的高速鐵路當(dāng)中，這四種支柱都有所使用。環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼柱的造價(jià)比較低，并且沒有維修。但是加工起來非常的困難，而且這種支柱的容量比較小。在法國，日本以及英國這些國家當(dāng)中使用的都是截面鋼柱。在我國主要使用的是H型的鋼柱，畢竟H型鋼柱在我國政策的鼓勵(lì)下，現(xiàn)如今應(yīng)用以及推廣都比較成熟。

四、技術(shù)性和可靠性的綜合比選

從機(jī)械性能的角度來看，H型鋼截面屬于一個(gè)單向荷載的最佳截面。鋼柱使用的是型鋼材料，無論是加工還是質(zhì)量都比較容易控制，并且我們在使用法蘭來連接之后，其安裝上面是比較方便的，對于材料的選擇范圍也比較大，不會局限于材料的選擇上，最主要的是鋼柱能夠更好的滿足高鐵運(yùn)營過程當(dāng)中的實(shí)際的受力情況以及技術(shù)要求。

現(xiàn)如今，我國比較常使用的是每小時(shí)200千米的定型圓柱。這種支撐柱的承載能力只能夠使用在一般的客運(yùn)專線當(dāng)中，如果是一些大風(fēng)地段或者是附近有漏電情況的話，仍然需要尋找受力更大的支柱，目前我們沒有相關(guān)的比較成熟的定型產(chǎn)品可以直接使用，仍舊需要科研人員繼續(xù)的去研發(fā)。根據(jù)建筑統(tǒng)計(jì)表明，如果使用我們目前比較常見的支撐圓柱的話，有46%的支柱都沒有定型產(chǎn)品可以直接選擇。

依據(jù)現(xiàn)如今的使用需求以及目前我國對于這些高強(qiáng)度混凝土的加工方面所要面臨的難度以及一些其他的原因，我們在大批量的生產(chǎn)支柱的時(shí)候，產(chǎn)品的質(zhì)量明顯不夠穩(wěn)定。并且在安裝的時(shí)候其自身也需要改進(jìn)以及提高質(zhì)量，因此，如果我們從技術(shù)性以及工藝難度的角度來進(jìn)行分析的話，我國目前沒有大規(guī)模的去生產(chǎn)該工程的硬件條件，因此需要加緊的去研究。就現(xiàn)階段來說，選用H型的鋼支柱是最好的一個(gè)選擇。

五、經(jīng)濟(jì)性的綜合評估

H型的鋼柱要比其他的一些圓管鋼柱的價(jià)格更低一些。如果是處在目前總體的鋼價(jià)水平都比較高的情況下，那么H型的鋼柱在材質(zhì)上看起來顯得會比其他的一些圓柱更加貴一些。但是如果我們能夠綜合的去考慮鋼柱的容量以及底盤直徑和電流等這些技術(shù)的話，那么上述所說的經(jīng)濟(jì)差就會明顯的減少。在德國的高速鐵路當(dāng)中，大多數(shù)是采用混凝土錐形圓桿的。德國使用這種圓桿來作為支柱，主要是因?yàn)槠渚哂蟹浅８叩拿烙^性。

雖然說從單根支柱來看，其材料費(fèi)用會比較貴，但是如果按照投資比例來說，選擇H型的鋼柱仍然有非常高的選擇性?？瓦\(yùn)專線有其獨(dú)特的特點(diǎn)，所以我們?nèi)绻麖募夹g(shù)角度以及質(zhì)量角度來對其進(jìn)行分析的話在工藝方面，應(yīng)該使用熱浸鍍鋅截面鋼柱。并且在整個(gè)接觸網(wǎng)的工程投資上面，經(jīng)濟(jì)成本的影響也是十分有限的。

六、結(jié)語

近些年來，我國鐵路建設(shè)得到了大規(guī)模的展開。在我國的鐵路建設(shè)當(dāng)中，非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是客運(yùn)專線的建設(shè)?，F(xiàn)如今仍然有許多問題需要解決。在選擇接觸網(wǎng)的支柱的時(shí)候，我們要盡量綜合的去考慮，無論是安全性，可靠性還是其美觀性，這些因素都不能夠缺少，并且需要結(jié)合國內(nèi)外的支柱的使用情況。加快研究的步伐，盡快找到更好的建設(shè)方法。