高速鐵路接觸網支柱選型和基礎研究

魯 健

（中鐵建電氣化局集團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接觸網對于電力供應系統而言是其主動脈，其作用方式便是和受電弓相連使電力機車能夠得到電力供應。鐵路在其兩側都有電纜槽設置，其外殼以內便設有接觸網的基礎以及支柱，以確保路基良好的整體性，并且在其兩側的界限要求為cx=3.1m ，這便意味著接觸網應該把其截面面積控制在一定的范圍內，如果支柱截面超過這個限制很可能會使得電纜槽會受到其基礎外緣的入侵，不利于路基良好的整體性。

1 國內外鐵路接觸網支柱的應用現狀

對于電氣化鐵路接觸網而言其支柱在支持其作用的進行的意義重大，能夠保障接觸網的安全實施。現在國外以及國內能夠選擇的支柱主要有預先設置預應力的鋼筋混凝土支柱以及H型鋼支柱和格構式以及鋼管柱這四種。上述支柱無論在國外還是在國內的應用都較為廣泛，如表1所示。

表1 國外接觸網支柱應用現狀

在我國，我國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式以及鋼管柱子等多種支柱，下表所示為我國基礎以及支柱方面的應用。

表2 國內接觸網支柱應用現狀

2 鐵路接觸網支柱選型的原則

2.1 技術要求

能滿足支柱承載力要求的支柱為直徑為 350毫米的支柱，這種支柱的優點便是其性能穩定、有較高的承載力，強度符合要求，目前已經較多的應用在電氣化鐵路中。H型以及圓形截面的承受風載系數分別是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，圓形截面在承受風荷載上的性能較為優越。

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，且應用的形狀統一。不需要太多零件連接，和其他支柱相比生產制造方便簡單，不需要太長的生產周期。在城市照明和輸電等領域多棱形的鋼管應用較多，而且這種鋼管在國外也有一定程度的應用，不過我國電氣化鐵路中這種形狀的鋼管應用不多。鋼管支柱的抗扭性能以及承載能力都較為優越，能滿足多種裝配要求。

H型鋼柱制造工藝簡潔。但這種鋼柱在應用時，其尺寸并不能做到統一，零件過多，具有方向性，同時在下錨時容量有所減少。

2.2 抗震要求

支柱的抗震能力會受到截面形狀的影響。H型鋼柱的受力不均勻，強度過高的地震會對其造成嚴重破壞；不利于接觸網的穩定，也會使其接受電流的情況受到影響。

2.3 經濟條件

根據TB10009-2005，接觸網支柱在使用機械養護的區段，應當與大型機械工作要求相一致，其直徑應超過3000毫米。一般而言牽出線部位的界限應大于3500毫米，特殊情況下也應當在3100毫米以上。經過一段時間的設計規劃，預應力鋼筋混凝土以及H型鋼柱可以投入使用。

支柱的寬度有所降低，其設計要根據撓度的變化而變化，要保證材料強度的發揮。支柱中鋼筋混凝土支柱重量增幅13%左右，鋼管柱為9%到28%，相應價格增幅為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計安裝過程中的流程都會得到簡化，所以對于支柱型式的設計，其外形是否統一極為重要。

3 鐵路接觸網支柱基礎研究

能夠用于鐵路專線的基礎以及支柱如下所示：

（1）圓形鋼柱有兩種，可以利用機械實現其灌注的過程；

（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以及其柱底部較難匹配，只有灌注的直徑達到 800毫米的直徑時才能匹配，而且預留螺栓安裝較為困難；

（3）機械灌注的柱基礎有著直徑較小、能夠在開挖時保持良好的整體性以及機械施工等優點；

（4）在實施鉆孔灌注的時候，因為履帶式挖鉆機的使用，能夠較好的控制施工過程中基礎的質量，不過履帶式鉆孔機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，一般使用輕型鋼結構支柱，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其他設備的影響。

4 結語

在選擇鐵路接觸網的基礎以及支柱時應該結合線路的技術要求以及特點，對于區段不同的橋梁以及路基應該具體問題具體分析，綜合分析實際情況以及經濟條件等等，從而確定最佳的施工方案。