一种电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱的制作方法

本发明涉及电气化铁路接触网线路基础设施技术领域，特别是涉及一种电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱。

背景技术：

自我国铁路建设进入高速电气化时代后，电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱(以下简称横腹杆式支柱)在国内各条铁路主干线得到了广泛的应用，根据各铁路线路的运营状况反馈，部分横腹杆式支柱芯孔和脚蹬孔处出现了不同程度的裂纹；横腹杆式支柱裂纹产生原因比较复杂，而在结构设计时横腹杆式支柱的整体强度、刚度和受力分布均是可能造成裂纹连续出现的主要因素。在标准tb2286.1中规定了支柱横腹杆不应有裂纹，裂纹条数不超过二条等要求；但是横腹杆支柱在自然环境中，受到温度、湿度、雨雪、有害气体物质等侵蚀后，以及混凝土的收缩徐变特性，已有的裂纹会延展，甚至出现了因裂纹扩展引起的混凝土剥落，钢筋锈蚀的现象，严重影响了横腹杆式支柱正常工作状态下的质量安全及耐久性能，增加了铁路施工及维护工作量，浪费大量人力、物力、财力，并给铁路安全运行埋下隐患。因此彻底消除横腹杆式支柱裂纹是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱，以解决上述现有技术存在的问题，使横腹杆式支柱的整体强度、刚度提升，受力分布均匀，以在结构设计源头控制裂纹出现。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱，包括超高性能混凝土和多个弓形架，多个所述弓形架由下向上均被浇筑在所述超高性能混凝土中，所述弓形架包括两组弓形结构，所述弓形结构包括环形架和两个v形架，两个所述v形架分别固定在所述环形架的两端，两个所述v形架关于所述环形架的中心对称，两组所述弓形结构平行设置且利用若干个竖直短筋固定连接，两组所述弓形结构的所述环形架的中心轴线均在位于同一条竖直线上。

优选的，所述环形架均采用钢筋制成，所述环形架由直线一部、圆弧一部、直线二部和圆弧二部依次首尾固定连接构成，所述直线一部与所述直线二部平行，所述圆弧一部和所述圆弧二部的直径尺寸相同。

优选的，所述v形架均采用钢筋制成，所述v形架的底部具有水平段，所述水平段的两端分别与所述直线一部和所述直线二部固定连接。

优选的，所述水平段与所述直线一部和所述直线二部均焊接固定。

优选的，所述v形架的两翼均设有弯折段，所述弯折段均垂直固定有所述竖直短筋，两组所述弓形结构相对应的所述v形架的所述弯折段共用一根所述竖直短筋。

优选的，所述超高性能混凝土的强度等级为uhpc120。

优选的，所述超高性能混凝土主要由水泥、硅灰、石英砂、碎石、水、合成纤维和减水剂组成，水泥、硅灰、石英砂、碎石、水、合成纤维和减水剂的质量配合比为1:0.07:1.31:2.69:0.32:0.17:0.01。

优选的，所述超高性能混凝土中加入掺合料，所述掺合料的质量配合比为0.34。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中弓形结构包括环形架和两个v形架，环形架为封闭式结构架，两组弓形结构固定连接形成弓形架，整个弓形架内部没有设置钢筋，但是并不影响弓形架的强度，反而因环形架的应用使弓形架更稳定，受力分布更均匀，从而使横腹杆式支柱的整体强度、刚度提升，受力分布均匀，以达到在结构设计源头控制裂纹出现的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱的外部结构示意图；

图2为图1中a-a截面处的弓形架的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为传统的电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱中弓形架的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

其中：1-横腹杆式支柱，2-脚蹬孔，3-芯孔，4-v形架，41-水平段，42-弯折段，5-环形架，51-直线一部，52-圆弧一部，53-直线二部，54-圆弧二部，6-竖直短筋，7-纵向v形架，8-横向短筋，9-连接筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图3所示：本实施例提供了一种电气化铁路接触网预应力混凝土横腹杆式支柱，包括混凝土和多个弓形架，多个弓形架由下向上均被浇筑在混凝土中，弓形架包括两组弓形结构，弓形结构包括环形架5和两个v形架4，两个v形架4分别固定在环形架5的两端，两个v形架4关于环形架5的中心对称，两组弓形结构平行设置且利用若干个竖直短筋6固定连接，两组弓形结构的环形架5的中心轴线均在位于同一条竖直线上，从图1的外部结构可知，横腹杆式支柱1上还可以开设若干个脚蹬孔2和芯孔3。

具体的，环形架5由直线一部51、圆弧一部52、直线二部53和圆弧二部54依次首尾固定连接构成，直线一部51与直线二部53平行，圆弧一部52和圆弧二部54的直径尺寸相同，从而组成类似“跑道”型的环形架5，封闭结构使得环形架5更稳固，受力分布更合理。v形架4的底部具有水平段41，水平段41的两端分别与直线一部51和直线二部53固定连接，水平段41与直线一部51和直线二部53均焊接固定。利用水平段41，使v形架4与环形架5固定、焊接的更牢固。v形架4的两翼均设有弯折段42，弯折段42均垂直固定有竖直短筋6，两组弓形结构相对应的v形架4的弯折段42共用一根竖直短筋6，具体如图3所示，利用竖直短筋6将两组弓形结构对应固定成为一体。弓形结构中的环形架5和v形架4均使用现有的钢筋，具体的型号可根据设计要求合理选择。

超高性能混凝土的强度等级为uhpc120，且超高性能混凝土可以选用现有的任何一种强度等级为uhpc120的超高性能混凝土。或者利用以下具体配比方案的强度为120mpa的超高性能混凝土，超高性能混凝土主要由水泥、硅灰、石英砂、碎石、水、合成纤维和减水剂组成，水泥、硅灰、石英砂、碎石、水、合成纤维和减水剂的配合比为1:0.07:1.31:2.69:0.32:0.17:0.01，此质量配合比具体是指加入1kg的水泥时，需要加入其它组分的质量比例，合成纤维优选为钢纤维，可以增加混凝土的粘聚力，提高混凝土的抗裂性能；加入的石英砂对混凝土间隙进行密实填补，提高混凝土的密实度，增加混凝土的抗渗能力；加入的碎石增加混凝土工作性能的布料性能和振动成型性能，提高混凝土布料机生产效率；加入的减水剂有效控制水的用量，降低水胶比，提高混凝土强度。超高性能混凝土中加入掺合料，掺合料的配合比为0.34，掺合料能够有效的降低水泥的使用量，增加混凝土的和易性。与普通混凝土相比，超高性能混凝土具有超高强度与韧性，高抗渗能力，有效的提高了横腹杆式支柱1抗渗性能，阻止有害物质的侵入，即使在温、湿度变化大的环境下，也可以有效的抗裂，增加横腹杆式支柱1的使用年限。

而传统的弓形架结构如图4-图5所示，包括三组弓形结构，每组弓形结构包括两个纵向v形架7，两个纵向v形架7的底部利用两个横向短筋8焊接连接，三组的纵向v形架7分别利用竖直方向的连接筋9焊接固定在一起。与传统弓形架相比，本发明的环形架5为封闭式结构架，两组弓形结构固定连接形成弓形架，整个弓形架内部没有设置钢筋，但是内部无钢筋并不影响弓形架的强度，反而因环形架5的应用使弓形架更稳定，受力分布更均匀，从而使横腹杆式支柱的整体强度、刚度提升，受力分布均匀，以达到在结构设计源头控制裂纹出现的目的。而且因整体强度、刚度的提升，并由于只使用两个环形架5，从而可以增大环形架5中钢筋的直径，增加环形架5中钢筋的工作面积，具体案例如，传统的三组弓形结构均采用5mm钢筋，而本发明中两组弓形结构的钢筋均采用8mm的钢筋，钢筋的工作面积增加了1.7倍。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。