浅谈强风区接触网钢管柱基础钢模盘的设计与应用.doc

1、浅谈强风区接触网钢管柱基础钢模盘的设计与应用摘要：近年来，国家加大了对铁路的建设力度，接触网的受流质量直接影响机车的运营状态，在电气化铁路接触网设计中，强风区钢管柱基础结构复杂、控制难度大，本文主要从强风区接触网钢管柱基础的结构特点和施工难题入手，阐述了钢模盘的设计及应用，为进一步研究强风区接触网施工技术打下一个良好的基础。 关键词：强风区；接触网；钢管柱基础；钢模盘 Abstract: in recent years, countries intensify the construction of railway, catenary current collection quality di

2、rectly affect the operation of locomotive state, in the design of electrified railway catenary, strong wind area steel column base structure complicated, difficult to control, this article mainly from the strong wind area of catenary of structural characteristics and construction difficulties of ste

3、el column base, this paper expounds the design and application of the steel plate, in order to further study wind zone catenary construction technology lay a good foundation. Key words: blast area; Catenary; Steel pipe column base; Steel plate 中图分类号：U212.33+4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 1.强风区接触网钢管柱

4、基础的结构特点及施工难题 1.1 强风区钢管柱基础结构复杂、螺栓、钢筋网分布密集，精确度控制难度大，强风区基础与普通区基础，如图 1 及图 2 所示。 图 1 普通区钢柱基础示意图 图 2 强风区钢管柱基础示意图 其共同点均为钢柱法兰基础。强风区基础与普通区基础不同点主要有： 第一，普通区基础为素混凝土结构，混凝土方量为 6-16 方，螺栓重量一般为 300kg 至 700kg 左右；强风区基础为钢筋混凝土结构，混凝土方量为 8-22 方，螺栓及钢筋网密集，重量一般为 900kg 至 1900kg。 第二，普通区基础形状多为立方体倒“T”型阶梯式基础，基础法兰螺栓为 8-16 根，四角集中矩形

5、分布；强风区基础形状多为“”型，即上部为承台，下部为双承井的基础，环形心对称或同心双环式心对称均匀分布。 第三，普通区基础螺栓类型一般有 M24、M30、M36 三种类型，强风区基础螺栓类型较多：M33、M36、M39、M42、M45、M48 六种类型。 综上所述，强风区法兰基础放量大、螺栓钢筋网重量大、螺栓环形或双环形分布特殊及密集，而且法兰基础螺栓类型较多。法兰基础螺栓中心间距偏差不大于1mm 及螺栓定位垂直度误差也要控制在1mm 以内，采用普通区法兰基础模盘定位（单板模盘，如图 3 所示）来控制强风区法兰基础螺栓定位很困难。 图 3 普通区钢柱螺栓定位模盘示意图 1.2 强风区钢管柱基础

6、浇制后拆模难度大 由于基础露出地面一般为 100mm 至 400mm 左右，露出地面部分的混凝土浇筑，加之对混凝土振捣，可能产生漏浆，其露出地面的上部四周必须采用密封性较好、强度较高的钢模支护，要设计密封性较好、强度较高而拆模容易的两全其美的办法是比较困难。 1.3 强风区风害对基础模盘定位的影响 由于强风区段，强风规律很难预测，而基坑位置一般分布在铁路两侧的路肩上，侧面限界大多数在 2.8 米至 1.0 米左右。若有强风将会造成支护的钢模盘发生横向或纵向位移甚至刮至线路上，对线路既有设备、设施造成破坏，同时危及到行车安全。因此，模盘支护的稳定性、安全性也必须考虑进去。 2 强风区接触网钢管柱

7、基础的模盘的研究与应用 2.1 钢模盘设计与制作思路 根据强风区钢管柱基础的结构特点，结合当地气象特殊等要求，第一，螺栓直径类型较多，但是螺栓分布情况基本是一致的，按照通用性，互换性，灵活性经济性的原则，设计多功能性钢模盘；第二，由于螺栓的重量较大，加之风区风力的影响，按照强度性能高、自重量大、安全可靠性的原则，设计加强型防风钢模盘；第三，由于螺栓相对位置及螺栓中心间距要求非常精确误差极小，同时垂直度要求较高，地面部分基础混凝土浇筑漏浆问题，按照精确度高、质量第一的原则，设计密封性较高、螺栓垂直度及间距精确度高的钢模盘。第四，基础浇制完成 24h后拆模，按照拆模方便快速的原则。 构思设计主模与

8、副模一体化的钢模盘，主模采用双层钢板，主模内部四角采用“X”型肋板，增大四角强度，四角同时施加外力。主模与副模间连接处垂直方向，即主模与基础顶面间预留一定量h 的空隙值。整体钢模盘与基坑支撑点采用“L”型的钢板承载受力。能够全面满足以上所述原则及使用功能，如图 4。 图 4 钢管柱基础钢模盘设计图 2.2 钢模盘在施工中的应用与改进 第一批共生产钢模板 10 套，应用于艾比湖车站，共有钢管柱基础 71处。进行试验及应用。钢模盘试验检测数据表，如表 1 所示。 表 1 强风区艾比湖车站钢模试验检测表 以上检测数据表明，主要解决的项目有：螺栓间距误差大，螺栓垂直度误差大，拆模难，易掉角等四项。其缺

9、陷可用饼形图分析，如图 5所示。 图 5 钢管柱基础钢模盘缺陷饼形图 依据饼形图，螺栓间距及垂直度误差大，其主要原因是采用多功能型钢模盘形成的缺陷；基础易掉角及拆模难，其主要原因是采用主模与副模形成整体焊接的钢模盘造成的。 钢模盘优化改进措施之一，为了进一步控制螺栓中心间距误差及螺栓垂直度误差，钢模盘增加附件，根据主螺栓直径不同，每根螺栓配备相应型号的锥形空心钢护套，与主模钢板钢护套配套使用。 钢模盘优化改进措施之二，为了进一步控制基础掉角及拆模难，钢模盘制作采用主模与副模（侧模）分离，采用铰接式连接方式，即主模与副模铰接式连接，副模与副模同时也采用铰接式连接，副模四周敷设塑料薄膜（以防漏浆）

10、 。 钢模盘优化改进措施之三，为了进一步控制及考虑主模与副模分离后结构单一，主模双层间由原来四角“X”型肋板，改为主模双层间四角及四面采用“X+4M”型加强肋板。 图 6 钢管柱基础钢模盘优化改进设计图 将改进型的钢模盘（如上图 6） ，共生产钢模板 30 套，投入到艾比湖至博乐区间，该区间共有 240 个钢管柱基础，施工过程经过试验，试验检测数据如下表 2 所示。 表 2 艾比湖至博乐区间钢管柱基础钢模试验检测表 以上数据表明，对改进后的模盘投入艾比湖至博乐区间 240 个钢管柱基础浇制中，其中不合格项，基础掉角的有 2 项，主模拆除困难的有2 项，基础侧面限界超标的有 1 项，基础扭面的有

11、 1 项。其缺陷用饼形图分析，如图 7 所示。 图 7 钢管柱基础钢模板缺陷饼形图 图 7 饼形图主要解决的项目有：基础掉角、基础限界误差大、基础扭面、拆模难四项，原因分析，基础掉角的主要原因是基础浇制时振捣不到位造成，主模拆除难，主模套筒及螺栓头涂油可解决，基础限界及基础扭面的主要原因是模盘位移所致，模盘改进思路：在副模顺线路两侧添加焊接辅助角钢，可解决模盘位移问题。总之，这次模盘改进应用成功率很高，试验较成功。作为强风区的钢柱模盘继续在施工过程中，不断发现问题，不断总结改进及完善，使之确保安全质量，既要具有防强风功能，又要保证技术参数，在强风区段施工现场具有可行性，方便、通用、安全、满足下

12、道工序的顺利进行，其次考虑钢模盘本身的投资情况。 3 强风区接触网钢管柱基础的钢模盘技术应用效果 3.1 强风区接触网钢管柱基础的钢模盘技术创新网络图 模盘技术创新，通过强风区基础结构特点、外部环境、甲方要求及现场模盘应用反馈，优化改进。解决了钢管柱法兰基础准确定位的难题，见图 1.1-1 所示。 3.2 强风区基础的钢模盘技术应用效果 强风区钢管柱法兰基础共计 1461 处，其中腕臂钢管柱法兰基础 1167处；硬横梁钢管柱法兰基础 294 处。钢模盘技术应用，做到有的放矢。首次使用于腕臂钢管柱法兰基础定位。钢模盘经过多次优化改进，向“+0”误差靠拢，再次投入应用于硬横梁钢管柱法兰基础中，为下道工序施工打下了坚实的基础。 参考文献 1曹树森;柯坚;邓斌;刘晓红.强风地区接触网动力稳定性分析J.中国铁道科学,2010,4. 2王石玉.接触网结构风载的影响分析J.电气化铁道,2001,3. 3吴锦青.电气化铁道接触网简介(三)J.电气化铁道,2003,3.