CN201261403Y - 电气化铁路接触网支柱专用h型钢 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电气化铁路接触网支柱专用H型钢。所述H型钢柱的柱身为H型型钢，尺寸规格按德标DIN1025－2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德标DIN1025－4中IPB(V)240T，尺寸允许偏差采用欧标EN10034；根据铁路接触网支柱的载荷分布及大小情况，提供一系列符合国内电气化铁路使用要求的接触网支柱专用H型钢，使其无论X方向、还是Y方向上的惯性矩、抗弯模数等力学参数均能达到承载要求，且不会造成材料的浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种H型钢，尤其是电气化铁路接触网支柱专用H型钢。
背景技术
铁路电气化是中国铁路发展的最终目标。电气化铁路工程又称为“四电工程”，包括“接触网”、“变电”、“信号”、“通信”，其中以接触网作为铁路电气化工程的主构架。接触网主要包含以下几方面：1.基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；2.基础安装结构件，主要作用是连接接触网导线和基础构件；3.接触网导线，作用是传输电流给电力机车；4.其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，主要由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。其中，接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。所述支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。所述定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。所述支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。
支柱是接触网中最基本、应用最广泛的支撑设备，用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。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支柱两大类。
预应力钢筋混凝土支柱，简称为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，它比普通钢筋混凝土支柱在同等容量情况下具有节省钢材、强度大、支柱轻等优点。钢筋混凝土支柱本身是一个整体结构，不需另制基础。钢支柱以角钢焊成架结构，具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装运输方便等优点。根据安装使用地点不同，钢柱的型号规格及外形结构也不同。
接触网支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。近年来，随着电气化铁路新建和改造速度的加快，开始出现采用国标H型钢做铁路接触网支柱的趋势。
中国实用新型CN2637242(申请号03266628.4)公开了一种钢管混凝土接触网支柱，是一种由钢管和混凝土组合构成的中空筒体，其外部设有一钢管，所述钢管内设有由膨胀纤维混凝土离心构成的环状混凝土，该环状混凝土的外周缘与该钢管的内壁面均匀地紧密贴合设置。该实用新型提出的钢管混凝土接触网支柱克服了公知技术存在的缺陷，可适应各种气候环境条件，具有较大的容量、刚度和耐久性的；可同时承受60-150KN·m的垂直于线路方向的悬挂弯矩和承受30m/s的顺线路方向的风荷载，因此，提高了支柱的承载能力，且外观平顺光滑，无裂缝，改善了产品的质量；且在同等容量、且满足强度、刚度的条件下，较公知接触网支柱的截面小。中国实用新型CN2501958(申请号01264169.3)公开了一种特型横腹杆式预应力混凝土接触网支柱，由混凝上、预应力钢筋、箍筋及构造钢筋组成，其中，所述特型横腹杆式预应力混凝土接触网支柱内部沿横截面的高度边缘，即工字型截面的翼缘边缘设有预应力钢筋，所述支柱上设置有孔洞，孔洞的短边直线段长度小于50mm，所述支柱的地面高度为8.2到9.2米，在所述预应力混凝土接触网支柱下端设有固定部。该实用新型提出的支柱提高了产品的质量及使用寿命，随铁路路基的各种情况，对支柱柱身进行有效的固定，以满足施工现场的使用要求。中国实用新型CN2038524(申请号88200437.9)公开了一种适合于电气化铁道用组合式接触网支柱。该接触网支柱由支柱、底盘、斜拉索、托盘、主枕和配重支架组成。该组合式接触网支柱重量轻、易搬运、操作简便，特别适合于电气化铁路区段抢修接触网支柱事故时使用，还适合于线路上各种复杂地形如山区、桥梁等地方使用。
目前，已在电气化铁路上使用的接触网支柱除格构式钢柱外均为混凝土支柱，即环形等径预应力混凝土接触网支柱和横腹杆式预应力混凝土接触网支柱，这种支柱由于受多种因素的影响，加上混凝土本身的特性，其表面易于产生裂缝，并且，随着时间的推移，这种裂缝会越来越大，这对支柱的耐久性极为不利，在混凝土支柱报废后，形成的废气物难以回收利用，也无法降解，会形成永久性环境垃圾，不利于环境保护。公知的混凝土接触网支柱，在突发性事故或断线等情况下，会折断或损坏，如在列车行车过程中发生支柱折断事故，有可能对列车和乘客的安全构成严重威胁，特别是高速客运专线。此外，公知的混凝土支柱自重大，运输、安装较为困难，如在桥上使用，还将会带来不必要的附加载荷。且公知的格构式钢柱体积大、占用空间多，美观性较差，不能满足新型铁路的需要。
中国实用新型专利CN2419123(申请号00209725.7)公开了一种H型钢柱，包括柱身和法兰盘，其中，所述H型钢柱的柱身为H型型钢，柱身腹板上设有圆孔，所述柱身的底部设有由法兰盘，所述接触网支柱的外表面设有防护层。
以往的接触网支柱主要采用钢筋混凝土支柱，少部分高标准铁路采用H型钢，所采用的H型钢为普通的国标规格H型钢，通过不同使用条件的载荷计算证明，国标规格H型钢X方向和Y方向的惯性矩、抗弯模数等力学参数并不适合作接触网支柱，在保证某个方向最小使用载荷要求的前提下，另一方向上的惯性矩、抗弯模数等力学参数往往比该方向上的载荷要求高出许多，或者两个方向的惯性矩、抗弯模数均高出许多，造成材料的浪费。
根据支柱使用要求，H型钢截面高宽必须相等。以IPB300 300x300x11x19为例，其截面模数为：WX＝1680cm3，WY＝571cm3，米重为117kg/m。国标同规格的H型钢H300300x300x10x15的截面模数为：WX＝1334cm3，WY＝450cm3，无法满足使用要求，若采用稍大的规格，H350 350x350x12x19，WX＝2265cm3，WY＝776cm3，但该规格的米重为134.9kg/m，在满足相同使用要求得前提下，材料用量比IPB300高出15.3％，浪费严重。
发明内容
本实用新型针对现有接触网支柱存在的不足，为了达到既满足电气化铁路接触网支柱承载要求，又节省材料的目的，提供一种电气化铁路接触网支柱专用H型钢，使其力学参数无论是在X方向，还是在Y方向上，都能很好的满足载荷要求。
通常H型钢产品的生产在炼钢、轧钢环节都是采用一个体系的标准生产，例如，钢种成分执行欧标，钢材的尺寸规格、允许偏差也执行欧标。本申请打破了这一模式，H型钢采用的钢种成分、产品尺寸和允许偏差采用不同体系的标准，例如：钢种成分执行国标，尺寸规格执行德标，尺寸允许偏差执行欧标。
根据产品的使用条件和承载情况计算H型钢X、Y方向上的惯性矩和抗弯、抗扭截面模数，设计H型钢截面的高度、宽度、腹板厚度和翼缘厚度，并进行强度校核和模拟试验，最后根据使用性能确定了如下技术方案：
一种电气化铁路接触网支柱专用H型钢，其特征在于，所述H型钢柱的柱身为H型型钢，且为电气化铁路接触网支柱专用H型钢，尺寸规格按德标DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德标DIN1025-4中IPB(V)240T，尺寸允许偏差采用欧标EN10034。横截面积尺寸如下：
高度h：240-300mm，宽度b：240-300mm，腹板厚度s：10-18mm，翼缘厚度t：17-32，圆角半径r：21-27。
更为优选的横截面积尺寸列于实施例中。
优选的，所述H型钢钢种为中国国家标准Q235B、Q235C、Q235D钢种。
实验证明采用国标Q235B、Q235C、Q235D钢种的力学性能较好地满足使用条件要求，采用德标DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300和1025-4中IPB(V)240T规格分别满足不同用途的线杆的使用要求，采用欧标EN10034中的H型钢尺寸允许偏差能够满足使用精度的要求。
本发明根据接触网支柱的载荷分布及大小情况，结合中国不同地区、不同使用条件进行计算，设计出符合国内电气化铁路使用要求的接触网支柱专用H型钢，使其无论X方向、还是Y方向上的惯性矩、抗弯模数等力学参数均能达到承载要求，且不会造成材料的浪费，给电气化铁路设计部门的接触网支柱选型提供了方便，也为电气化铁路接触网支柱的生产单位和部门节省了成本。
附图说明
图1是本发明的横截面形状及尺寸标示图。图中，h：高度，b：宽度，s：腹板厚度，t：翼缘厚度，r：圆角半径。X、Y表示方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
所述H型钢柱的柱身为H型型钢，钢种成分执行中国国家标准国标Q235B、Q235C、Q235D钢种，尺寸规格按德标DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德标DIN1025-4中IPB(V)240T，尺寸允许偏差采用欧标EN10034。具体尺寸列于下表中：
Claims (3)
1.一种电气化铁路接触网支柱专用H型钢，其特征在于，所述H型钢柱的柱身为H型，尺寸规格按德标DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德标DIN1025-4中IPB(V)240T，尺寸允许偏差采用欧标EN10034；
横截面积尺寸如下：
高度h：240300mm，宽度b：240-300mm，腹板厚度s：10-18mm，翼缘厚度t：17-32，圆角半径r：21-27。
2.如权利要求1所述的电气化铁路接触网支柱专用H型钢，其特征在于，所述H型钢横截面积尺寸和重量为下列之一：
(1)高度h：240mm，宽度b：240mm，腹板厚度s：10mm，翼缘厚度t：17mm，圆角半径r：21mm；
(2)高度h：270mm，宽度b：248mm，腹板厚度s：18mm，翼缘厚度t：32mm，圆角半径r：21mm；
(3)高度h：260mm，宽度b：260mm，腹板厚度s：10mm，翼缘厚度t：17.5mm，圆角半径r：24mm；
(4)高度h：280mm，宽度b：280mm，腹板厚度s：10.5mm，翼缘厚度t：18mm，圆角半径r：24mm；
(5)高度h：300mm，宽度b：300mm，腹板厚度s：11mm，翼缘厚度t：19mm，圆角半径r：27mm。
3.如权利要求1所述的电气化铁路接触网支柱专用H型钢，其特征在于，所述H型钢钢种为中国国家标准Q235B、Q235C、Q235D钢种。
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINAN IRON AND STEEL CO LTD Free format text: FORMER OWNER: LAIWU IRON CO., LTD. Effective date: 20120316 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 271104 LAIWU, SHANDONG PROVINCE TO: 250101 JINAN, SHANDONG PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHANDONG IRON + STEEL CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: JINAN IRON AND STEEL CO LTD |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20090624 |