CN114312494A - 一种用于高速铁路接触网的抗震系杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高速铁路接触网的抗震系杆，包括套筒和滑棒；滑棒包括棒主体、阻尼件和连接头，棒主体的内端端部段设置有可径向伸缩的卡块，阻尼件连接于棒主体外端和连接头之间；套筒内设置有轴向卡槽，滑棒插接于套筒内可自由滑动也可通过轴向卡槽限位，套筒的近轴向卡槽端和滑棒的连接头与接触网支撑主体的杆件连接。正常状态下，滑棒在圆筒体内小幅度自由滑动。高烈度地震下，滑棒滑动幅度增大进入轴向卡槽段，使滑棒轴向限位。轴向弹簧出现非线性变形增加结构阻尼消耗地震动能量，减小接触网的地震响应。通过抗震系杆消耗地震能量后，可避免定位器和定位管的损坏。在地震结束后，轴向弹簧的更换操作简单快捷，更换快成本低。
Description
技术领域
本发明属于高铁抗震领域，具体为一种用于高速铁路接触网的抗震系杆。
背景技术
接触网是高铁供电系统中的关键节点，接触网具有较高的地震易损性。接触网的损坏会导致高铁无法运行、铁路信息系统瘫痪、交通瘫痪、人员滞留等问题，造成巨大的直接及间接经济损失。另外，接触网的损坏导致的交通瘫痪也给抗震救灾与灾后重建工作带来不利影响。
接触网的支撑主体包括支柱ZZ、平腕臂PWB、斜腕臂XWB、腕臂支撑WBZC、定位管DWG、定位器DWQ，平腕臂和斜腕臂分别通过棒式绝缘子与支柱铰接，腕臂支撑连接于平腕臂和斜腕臂之间，定位管与平腕臂末端通过吊线DX连接，铝合金材质的定位管和定位器末端通过防风拉枚LM连接，定位器连接接触线。吊线和防风拉枚为软连接，可抵消接触线在高铁经过时产生的振动。
但如果发生较大程度的地震时，吊线和防风拉枚无法消除震动能量，导致定位管和定位器出现损坏。尤其使定位器连接接触线，在震后停电维修过程中，需将定位器从接触线和定位管之间拆卸更换，工程量大，导致震后修复通车的时间较长。
目前有在定位管和定位器之间设置弹簧补偿器来减振的措施，但弹簧补偿器成本高，更换操作繁杂，调试时间较长，工程量大，导致震后再通车较慢，为灾后重建带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、更换快捷的用于高速铁路接触网的抗震系杆。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：用于高速铁路接触网的抗震系杆，包括套筒和滑棒；滑棒包括棒主体、阻尼件和连接头，棒主体的内端端部段设置有可径向伸缩的卡块，阻尼件连接于棒主体外端和连接头之间；套筒内设置有轴向卡槽，滑棒插接于套筒内可自由滑动也可通过轴向卡槽限位，套筒的近轴向卡槽端和滑棒的连接头与接触网支撑主体的杆件连接。
上述技术方案的一个实施例中，所述套筒包括圆筒体和其一端连接的封帽，圆筒体的封帽连接端端部内壁有台阶面，外壁有连接螺纹，封帽的开口端端部内壁有台阶面，封帽与圆筒体螺纹连接后，两台阶面之间形成所述轴向卡槽。
上述技术方案的一个实施例中，所述封帽的外端设置有连接耳板，连接耳板上设置有安装孔。
上述技术方案的一个实施例中，所述棒主体的内端近端面处嵌装有一圈径向弹簧，各径向压簧的外端连接有卡块，卡块可沿嵌装槽移动改变径向位置。
上述技术方案的一个实施例中，所述卡块的外表面为与所述圆筒体内壁匹配的圆弧面。
上述技术方案的一个实施例中，所述阻尼件为轴向弹簧。
上述技术方案的一个实施例中，所述连接头包括连接柱和其外端的连接耳板，连接耳板上设置有安装孔。
本抗震系杆的滑棒与套筒装配后的初始状态为滑棒的棒主体位于套筒的圆筒体中，径向弹簧处于压缩状态，卡块的外壁与圆筒体的内壁贴合，连接头的连接耳板位于圆筒体外，轴向弹簧处于初始长度状态位于圆筒体内。本抗震系杆在接触网的支撑主体上安装时，封帽外侧的连接耳板和滑棒连接头外侧的连接耳板分别通过紧固件与定位器和定位管上的连接构件铰接。在正常工作状态下，抗震系杆和防风拉枚一起保证定位器连接的接触线的稳定性，并满足接触网的正常振动需求，抗震系杆的滑棒在套管的圆筒体内小幅度的自由滑动。在高烈度地震作用下，滑棒的滑动幅度增大，直至滑棒内端进入套筒的轴向卡槽段并穿过轴向卡槽段，卡块越过套筒圆筒体内端端部的台阶面进入轴向卡槽段。此时，卡块失去圆筒体内壁的径向约束，在径向弹簧的回复力将卡块弹出，使卡块通过轴向卡槽槽段两端的台阶面轴向限位，使滑棒不能再自由滑动。接下来轴向弹簧作为阻尼弹簧开始工作，出现非线性变形增加结构阻尼，从而消耗地震动能量，减小接触网的地震响应。即通过抗震系杆消耗地震能量后，可避免定位器和定位管的损坏。在地震结束后，轴向弹簧已经变形，不能再继续使用，需要更换。更换操作简单快捷，仅需将套筒的封帽与圆筒体分离，将滑棒外端铰接处的紧固件拆卸，将滑棒从圆筒体中推出，更换轴向弹簧后重新插入圆筒体中，将封帽重新拧于圆筒体上，最后将滑棒外端铰接好即可。可根据实际需要在定位管和定位器之间设置一根或者多根抗震系杆，还可同时在平腕臂和定位管之间设置抗震系杆，总目的为避免支撑主体因地震损坏，在地震过后只需更换抗震系杆的轴向弹簧，更换快成本低。
附图说明
图1为本发明一个实施例的外形示意图。
图2为图1中套筒的纵剖放大结构示意图。
图3为图1中滑棒的外形示意图。
图4为滑棒内端端部段的纵剖放大示意图。
图5为本实施例的使用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种用于高速铁路接触网的抗震系杆，包括套筒1和其内腔中连接的滑棒2。
结合图1、图2可以看出，套筒1包括圆筒体11和其一端连接的封帽12，圆筒体11的封帽连接端端部内壁有台阶面，外壁有连接螺纹。封帽的开口端端部内壁有台阶面，封帽与圆筒体螺纹连接后，两台阶面之间形成轴向卡槽段。
封帽12的外端设置有连接耳板EB，连接耳板上设置有安装孔。
结合图1、图3和图4可以看出：
滑棒2包括棒主体21、径向弹簧22、卡块23、轴向弹簧24和连接头25。
棒主体21的内端近端面处嵌装有一圈径向弹簧22，各径向压簧22的外端连接卡块23，卡块23可沿沿嵌装槽移动改变径向位置。
径向弹簧22采用压簧。
卡块23的外表面为圆筒体11内壁匹配的圆弧面。
连接头25包括连接柱251和其外端的连接耳板EB，连接耳板上设置有安装孔。
轴向弹簧24的两端分别与棒主体21和连接柱251连接固定。
轴向弹簧24采用拉簧。
滑棒2与套筒1装配前，先将封帽12从圆筒体11上取下，在圆筒体11内壁涂抹润滑油。然后将滑棒与圆筒体装配：将滑棒的棒主体21内端插入圆筒体11中，插入过程中，径向弹簧22处于压缩状态，卡块23的内侧进入棒主体21上的嵌装槽中，卡块23的外壁在径向弹簧作用下沿圆筒体11内壁滑动。当卡块23越过圆筒体11内端的台阶面后，卡块失去圆筒体内壁的限位作用，径向弹簧22将卡块23向外推出，卡块进入圆筒体11端部的台阶面轴向限位，使滑棒2不能从圆筒体的插入端拉出。此过程为验证滑棒安装后的轴向限位稳定性。
验证完成后，将封帽与圆筒体螺纹连接好，使封帽和圆筒体内壁的台阶面之间形成卡块23的轴向卡槽。
抗震系杆的上述结构设计时，根据接触网的动力特性和抗震设防要求，考虑接触网各个设备之间连接条件限制等因素后，选定滑棒和套筒的圆筒体长度。对接触网体系进行抗震分析与设计，选定轴向弹簧的长度、劲度及耗能性能等系数，根据计算结果，确定相应型号轴向弹簧的数量，根据套筒和滑棒的尺寸，确定径向弹簧的布置位置和数量。
滑棒与圆筒体装配后的初始状态为：滑棒2的棒主体21位于套筒2的圆筒体11中，径向弹簧22处于压缩状态，卡块23的外壁与圆筒体11的内壁贴合，连接头25的连接耳板EB位于圆筒体11外，轴向弹簧24处于初始长度状态。
本抗震系杆在接触网的支撑主体上安装时，封帽12外侧的连接耳板EB和滑棒2连接头25外侧的连接耳板EB分别通过紧固件与定位器DWQ和定位管DWG上的连接构件铰接。
在正常工作状态下，抗震系杆和防风拉枚LM一起保证定位器连接的接触线的稳定性，并满足接触网的正常振动需求，抗震系杆的滑棒在套管的圆筒体内小幅度的自由滑动。在高烈度地震作用下，滑棒的滑动幅度增大，直至滑棒内端进入套筒的轴向卡槽段并穿过轴向卡槽段，卡块越过套筒圆筒体内端端部的台阶面进入轴向卡槽段。此时，卡块失去圆筒体内壁的径向约束，在径向弹簧的回复力将卡块弹出，使卡块通过轴向卡槽槽段两端的台阶面轴向限位，使滑棒不能再自由滑动。接下来轴向弹簧作为阻尼弹簧开始工作，出现非线性变形增加结构阻尼，从而消耗地震动能量，减小接触网的地震响应。即通过抗震系杆消耗地震能量后，可避免定位器和定位管的损坏。
在地震结束后，轴向弹簧已经变形，不能再继续使用，需要更换。
更换操作简单快捷，仅需将套筒的封帽与圆筒体分离，将滑棒外端铰接处的紧固件拆卸，将滑棒从圆筒体中推出，更换轴向弹簧后重新插入圆筒体中，将封帽重新拧于圆筒体上，最后将滑棒外端铰接好即可。
图5中仅示出了在接触网的定位管DWG和定位器DWQ之间设置一根抗震系杆，还可根据实际需要在在它们之间设置多根抗震系杆或者同时还在平腕臂和定位管之间设置抗震系杆，总目的为避免支撑主体因地震损坏，在地震过后只需更换抗震系杆的轴向弹簧，更换快成本低。
Claims (7)
1.一种用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：它包括套筒和滑棒；滑棒包括棒主体、阻尼件和连接头，棒主体的内端端部段设置有可径向伸缩的卡块，阻尼件连接于棒主体外端和连接头之间；套筒内设置有轴向卡槽，滑棒插接于套筒内可自由滑动也可通过轴向卡槽限位，套筒的近轴向卡槽端和滑棒的连接头与接触网支撑主体的杆件连接。
2.如权利要求1所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述套筒包括圆筒体和其一端连接的封帽，圆筒体的封帽连接端端部内壁有台阶面，外壁有连接螺纹，封帽的开口端端部内壁有台阶面，封帽与圆筒体螺纹连接后，两台阶面之间形成所述轴向卡槽。
3.如权利要求1所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述封帽的外端设置有连接耳板，连接耳板上设置有安装孔。
4.如权利要求2所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述棒主体的内端近端面处嵌装有一圈径向弹簧，各径向压簧的外端连接有卡块，卡块可沿嵌装槽移动改变径向位置。
5.如权利要求4所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述卡块的外表面为与所述圆筒体内壁匹配的圆弧面。
6.如权利要求1所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述阻尼件为轴向弹簧。
7.如权利要求1所述的用于高速铁路接触网的抗震系杆，其特征在于：所述连接头包括连接柱和其外端的连接耳板，连接耳板上设置有安装孔。
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