[发明专利]一种接触网支柱基础防冻胀系统及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种接触网支柱基础防冻胀系统及其制备工艺，属于土木工程技术领域，包括：管底套筒、冻拔钢管、滚动结构、支柱外套管、支柱、法兰盘和砾石层，其中：所述管底套筒底部的弹簧接头与冻拔钢管下端的弹簧接头之间安装有弹簧；在弹簧四周、管底套筒内填充有柔性填充体。本发明提供的接触网支柱基础防冻胀系统，结构合理，安装方便，在具备优良的抗冻拔能力的同时，具有极为便捷的自我恢复功能，能够长期使用；并且利于冻土地区土壤冻胀融沉问题的减弱，以及保持冻土地区建筑物基础的稳定和系统长期安全运行，非常适用于冻土地区接触网支柱基础的防冻胀工程。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种具有优良的抗冻拔能力的接触网支柱基础防冻胀系统及其制备工艺。

背景技术

目前我国冻土地区的路基、构筑物基础等因周而复始的冻胀、融沉和热融滑塌等问题，经常会发生路基冻胀、基础上拔等不可逆的工程失效问题，这已成为冻土地区道路建设和维护所面临的主要难题。因季节性冻土冻胀时土体隆起对构筑物基础产生切向冻胀力，当切向冻胀力大于构筑物基础的自重和附加应力时，构筑物基础将产生向上的位移，对整个基建工程地基的稳定性和安全性产生不可逆的损伤。

我国青藏铁路大部分路段位于冻土区，其中在格拉段冻胀破坏依然严重，而格拉段暂未进行电气化改造。青藏线2006年全线贯通之后，其重大战略效力已经凸显，目前西格段已经实现了全线电气化和除关角地区外的复线化，远期若采用HXD系列机车可以使客运特快列车速度达到160km/h，但是到达格尔木后，由于格拉段为单线非电化线路，严重制约运能，而且内燃机车噪音和污染带来的问题也较为严重。若进行电气化改造则需采用接触网供电，仅从工程方面考虑，因拉格段所经地区存在温差大、气候恶劣和冻胀破坏严重等问题，因此接触网支柱基础的稳定性，即接触网支柱基础的抗冻拔能力成为施工的关键。调研国内冻土区新建哈大高速铁路，施工前未考虑接触网支柱基础冻拔问题，在后期运营中部分路段已出现接触网支柱基础冻拔现象。青藏铁路格拉段电气化改造已经提上了建设日程，在前期设计中必须要考虑接触网支柱基础冻拔问题。目前本领域鲜有整体保护策略相关的技术研究及科研成果，对于支柱防冻拔破坏技术仍然采取老办法：填料置换和套筒保温。填料置换技术通过使用非冻胀材料置换支柱周围原土，而套筒保温即通过围绕支柱设置套筒进行保温，隔绝支柱周围土体与外界的温度传递。这些方法可在一定程度上减轻支柱基础的冻拔破化，但其使用年限较短，且不可恢复，可靠度不高。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明创新性提出一种接触网支柱防冻拔破坏的系统及制备工艺。

本发明的技术方案：

一种接触网支柱基础防冻胀系统，包括：

管底套筒，位于系统最底层，为系统的恢复提供承载平台，整体为柱体或立方体中空结构，优选为不锈钢材质，管底套筒底部封闭，顶部设有开口，在管底套筒内底部周边安装有弹簧接头，用于连接弹簧；

冻拔钢管，为筒体结构，底部通过管底套筒顶部的开口插入管底套筒内，可以为无缝插入或者冻拔钢管外径小于管底套筒顶部开口的内径，在冻拔钢管位于管底套筒内部分外侧安装有弹簧接头，用于连接弹簧；

滚动结构，安装在冻拔钢管内侧，包括基座以及安装在基座上的滚珠，基座用于容纳滚珠，滚珠与支柱外套管接触，用于冻拔钢管相对于支柱外套管滑动时较少摩擦；

支柱外套管，安装在冻拔钢管内部，与滚动结构接触，一方面用于安装保护支柱，即混凝土桩；另一方面便于冻拔钢管相对于支柱外套管滑动；

支柱，即混凝土桩，浇筑在支柱外套管内，为接触网系统的核心，也为本发明保护所述系统保护之核心；

法兰盘，安装在混凝土桩顶部，通过螺纹连接与支柱外套管相连，一方面保护支柱，另一方面用以固定接触网架；