专利名称：电缆埋入式系列电容枕的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路ZPW2000系列轨道电路一种设备，为提高轨道电路传输距离、降低轨道电路传输阻抗，在每80-100米处安装补偿电容，为补偿电容提供安装条件而设置的电容枕。
背景技术：
我国于20世纪90年代初引进法国UM71移频轨道电路，并在此基础上结合我国国情研制了更加适应我国铁路ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路。由于钢轨在1700-2600HZ音频信号段呈现电感性阻抗，对轨道电路信号的传输产生较大的影响。为此，需在两钢轨间等距离加设补偿电容，以降低钢轨感抗的影响，提高轨道电路传输长度。其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨L与电容C视为串联谐振。补偿电容设置方式采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L按补偿电容总量N等分，其步长Λ =L/N。轨道电路两端按半步长Λ/2，中间按全步长Λ设置电容，以获得最佳传输效果。现场情况一般为100米间距设置一个补偿电容。补偿电容在轨道上安装方式前期我国刚引进法国UM71移频轨道电路时，补偿电容直接放置于轨道道床上，电容两端连接电缆线通过塞钉头打在钢轨上，此安装方式由于经常发生被盗和工务施工损害，现场已不再采用。目前现场采用补偿电容安装方式一种是在轨枕侧端中部预制半圆形电容槽和线槽，预埋安装螺母，电容安装好后用螺栓将SMC材 料制成的防护罩紧固，对补偿电容及部分引接线起到防护作用。另一种是不采用预制电容枕，将电容直接放置在轨枕顶部，电容安装好后放置于轨枕上通过压板和箍带将SMC材料制成的整体防护罩与螺纹道钉和轨枕相联。上述两种安装方式虽然能起到对电容及连接电缆线防护作用，但存在以下问题。第一种电容轨枕由于在轨枕侧端预制电容槽和线槽，影响轨枕刚度，且需要专用的电容轨枕模具预制轨枕，通用性差；由于从电容轨枕两端与钢轨相连的引出电缆线较长，养路机械捣鼓作业时容易将引出电缆线捣断，还时常发生裸露的电缆线被盗现象(因电缆为多股铜线易被外人盗窃)，一旦电容连接电缆被捣断或剪断整个电容就不能使用，同时预埋的安装螺母较多，补偿电容损伤后更换困难。第二种仅适用于采用螺纹道钉的轨枕，对采用FC型等其它扣件的轨枕均不适用，防护罩安装在轨枕上易受到外界击打损坏，对工务养护作业有一些影响，其卡箍容易在道咋挤压下变形失效。另外现使用的电容轨枕没有桥型电容枕类型。
发明内容
本发明的目的在于提供系列(II型轨枕、III型轨枕、桥轨枕)电缆埋入式电容枕，直接用现有(II型、III型、桥枕)模具预制电容枕，在不影响原轨枕疲劳强度和电容绝缘性能的前提下，做到电容更换方便，不影响大型养路机械清筛捣鼓作业，电容连接电缆与钢轨双路连接，可靠性更强。本发明具有如下特点。
( I)不影响轨枕疲劳强度。(2)在电容枕预制时，只需在轨枕模板项应位置打孔，然后用螺栓将预埋电缆连接组件和防护罩安装螺母拴接固定，不影响原轨枕生产工艺，通用性好。(3)电容连接电缆与钢轨双路连接。在电容与钢轨轨腰连接主电缆线被剪断情况下，仍有电容与刚轨扣件备用连接电缆保证电容与钢轨连接，增强了补偿电容连接电缆的安全冗余能力。(4)在电容和电缆连接端子经过涂抹绝缘漆及防护罩密封处理，增强了补偿电容安装后防水、防潮性能，相应延长了电容使用寿命。(5)电容枕至轨道连接电缆伤损后不再是更换整个补偿电容及连接电缆，仅需对伤损连接电缆进行更换，降低了维修及人工成本。
(6)电容防护罩满足各型补偿电容安装尺寸要求，体积小、重量轻、安装快捷，电容更换方便。
图I为电容预埋式三型有档肩电容枕结构示意图(II型、III型有档肩和无档肩轨枕结构一致)；
图2为电容预埋式三型电容桥枕结构示意图(II型桥、III型桥枕结构一致)；
图3为电容预埋式三型有档肩电容枕结构组成 图4为电容预埋式三型电容桥枕结构组成 图5为预埋电缆连接组件正视 图6为预埋电缆组件连接俯视 图7为预埋防护罩安装螺母 图8为两路与钢轨连接的电容电缆结构示意 图9为电容与钢轨轨腰连接主电缆结构示意 图10为电容与钢轨扣件连接备用电缆结构示意 图11为补偿电容和连接电缆；
图12为SMC电容防护罩。
具体实施例方式电缆埋入式电容枕由预应力混凝土轨枕、预埋电缆连接组件和预埋防护罩安装螺母三部分组成。配件有电容与钢轨轨腰连接主电缆、电容与钢轨扣件连接备用电缆和SMC补偿电容防护罩。图I为电容预埋式三型有档肩电容枕结构示意图。具体组成由图3所示。其中①为预埋的轨枕面电容连接电缆螺母，②为预埋的轨枕侧电容安装螺母，③为预埋的SMC防护罩安装螺母，④为预埋的电容连接电缆。①②③焊连为一个组件，每个电容枕预埋两组。⑤为电容槽。图2为电容预埋式三型电容桥枕结构示意图。具体组成如图4所示。其中①为预埋的轨枕面电容连接电缆螺母，②为预埋的轨枕侧电容安装螺母，③为预埋的SMC防护罩安装螺母，④为预埋的电容连接电缆。①②③焊连为一个组件，每个电容枕预埋两组。⑤为电容槽。电容枕生产前，应先准备好预埋电缆连接组件和防护罩安装螺母。组件结构如图
5、图6所示。防护罩安装螺母结构如图7所示。预埋电缆连接组件轨枕面连接螺母、轨枕侧连接螺母和防护罩安装螺母采用304不锈钢加工，具有切削性能好、耐腐蚀、强度高等优点；焊接铜垫主要为增加焊接及导电性能，保证电缆连接导电率。先将轨枕面连接螺母焊接铜垫⑥卡在轨枕面连接螺母⑦开槽中，然后与预制长度的连接电缆③穿过轨枕面连接螺母焊接孔和铜垫焊孔后锡焊连接；再将轨枕侧连接螺母焊接铜垫⑧与轨枕侧连接螺母压在一起，将连接电缆③穿过轨枕侧连接螺母和铜垫焊接孔后与其锡焊连接。焊接后除轨枕面连接螺母顶面和轨枕侧连接螺母顶面裸露夕卜，其它面用热缩套管封装。 电缆线采用O. 4X63镀锡无氧铜丝交合而成，外包双层绝缘阻燃橡胶护套，绝缘层厚度不小于I毫米，护套厚度不小于I. 7毫米。成品外径9. 5-10. 5mm。导体直流电阻<0.0015毫欧。耐压试验2.5KV5分钟不击穿。电缆线与轨枕面和轨枕侧联结螺母铜垫采用锡焊焊接工艺，焊接应饱满、牢固、光滑。不适用含酸、碱等腐蚀剂的表面处理。焊接处应能承受1000N的拉力，焊接处无松动和断股现象。预埋电缆连接组件预制好后，即可进行电容枕的生产。具体工艺如下
一、预制预埋电缆连接组件和防护罩安装螺母；
二、钢筋定长下料将整理好的钢筋头送入调直筒内，通过送料辊把钢筋从调直筒内拉出送剪切机导直槽进行定长下料。同一模轨枕钢筋编为一组；
三、钢筋编组、墩头钢筋定长下料后，按组运至墩头工作台上，由钢筋的两端分别将锚固板和刚隔浆板按顺序穿入钢筋上，用镦头器墩头；
四、钢筋组入模钢筋按组入模，同一根钢筋须在同一水平位置，不得错位；
五、钢筋张拉采用穿心式液压千斤顶进行张拉，油压表精度1.0，张拉程序为检查工装和钢筋位置——加载至指定值——保持载荷60秒——紧螺母——卸载。张拉完成后需检查钢筋位置，如不符合则需放松应力后调整锚固板位置，重新张拉；
六、安装箍筋，在模板固定位置用MlO螺栓将两套预埋电缆连接组件和四个防护罩安装螺母拧紧；
七、混凝土搅拌、灌注、捣固、成型混凝土灌注后先平整,待平整完成后用插入式振动器捣实；
八、蒸汽养护轨枕浇筑捣实完成后，静停4小时后盖上篷布进行蒸汽养护；
九、放松应力卸载待混凝土试件强度、弹性模量达到规定数值后即可停止养护，采用应力传感器控制仪进行应力放松；
十、断筋、脱模、模型清理拧下电缆连接螺母和防护罩安装螺母固定螺栓，用电焊机将轨枕两端的钢筋烧断，再用吊机装轨枕脱模，脱模后将钢模内残留的混凝土渣清除干净，再将各类溶液均匀的喷在钢模上；i 、堆码存放。电容枕现场安装运用时，还需准备好补偿电容及其与钢轨的连接配件。图9为电容与钢轨轨腰连接主电缆结构示意图。其中 为线鼻,· 为电缆, 为塞钉。线鼻与电缆锡焊连接，塞钉与电缆连接压接。图10为电容与钢轨扣件连接备用电缆结构示意图。其中@为电缆与钢轨扣件连接压垫， 为连接电缆， 为轨枕面垫片，三者锡焊或氩弧焊焊连。 图11为装在电容枕电容槽内的补偿电容。其中@为线鼻，@为补偿电容，两者锡焊连接。图12为SMC防护罩结构示意图。补偿电容安防连接好后，用四个MlO螺栓将防护罩固定，起到对电容和连接部位的防护作用。
权利要求
1.在轨枕中部侧面预制半圆电容槽，不影响轨枕配筋，轨枕静载抗裂满足TB/T1879-2002要求；疲劳强度满足TB/T1878-2002要求。
2.在电容枕预制时，只需在轨枕模板相应位置打孔，然后用螺栓将预埋电缆组件和防护罩安装螺母拴接固定后浇铸，不影响原轨枕生产工艺。
3.电容连接电缆线与钢轨双路连接，在电容与钢轨轨腰连接主电缆线被剪断情况下，仍有电容与刚轨扣件备用连接电缆保证电容与钢轨连接，增强了补偿电容连接电缆的安全冗余能力。
4.电缆组件在轨枕生产时埋入，并在埋入的电缆两端组件焊接铜垫片确保电容及外部电缆引接线与组件之间接触电阻最小，其导电性能、绝缘性能满足轨道电路传输要求。
5.电容安装和更换方便，电容和电缆连接端子经过涂抹绝缘漆及防护罩密封处理，增强了补偿电容安装后防水、防潮性能，相应延长了电容使用寿命。
6.钢轨端电容电缆和钢轨连接采用双路，增强了轨道电路的安全性和可靠性。
7.防护罩采用SMC片状模塑料热压成型，满足各型补偿电容安装要求，体积小、重量轻、强度高，安装快捷。
8.本发明适用于目前铁路既有的II型、III型(有档肩、无档肩)预应力混凝土轨枕，和II型桥枕、III型桥枕及岔枕，各型结构除电缆连接线长度有所区别外，其它结构均一致。
全文摘要
本发明公开了一种用于适用于我国ZPW2000系列无绝缘轨道电路补偿电容安装的电缆预埋式电容枕。在不影响轨枕疲劳强度和不改变既有生产工艺的前提下，采用电缆预埋方式将轨道电路补偿电容连接组件预埋在轨枕内，电容拆装更换方便；采用双路连接电缆线将电容和钢轨相连，提高了轨道电路的安全性和可靠性；预埋电缆组件焊接性能和绝缘性能满足使用要求；采用SMC材料热压成型的防护罩满足轨道电路各型补偿电容安装尺寸要求，体积小、重量轻、装拆方便。
文档编号B60M1/30GK102700435SQ201210109129
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者张开锋, 暴炜, 罗建国 申请人:张开锋, 暴炜, 罗建国