為什麼鐵軌上水泥電杆大多是方形的,而其他地方的水泥電杆則大多是圓形的?
1.21更新有人在評論區問,現在不爬杆子,停電之後怎麼檢修的呢,問得好,現在解釋一下。不爬杆子以後,經常使用梯車配個進行檢修,拉到現場,立起來就可以了,梯車上允許兩個人作業。
後來又有接觸網作業車了,真的是方便許多,直接開到現場,爬到作業平台上就可以了。平台可以上下左右旋轉,真的是省事好多。
下圖我工區的兩台作業車,不貴,大概兩三百萬左右最近國外又新研發一種多功能作業車,有90作業斗和360作業斗,分別可以90度旋轉和360度旋轉,本人有幸成為我段第一批參加平台操作的選手,著實體驗了一把,哈哈。很是高大上,目前鐵總各個供電段都有配,據說2000w一台,老貴了,然而因為事故率太高,都封存了,不咋使用。感興趣的可以看一下視頻。https://m.youku.com/video/id_XOTU2MDU3NzY0.html?x=from=timelineisappinstalled=0source=ishttps=1本人鐵路局供電段接觸網專業。題主問題鐵路水泥「電杆」是方形的,可能是先入為主吧。下面回復的都在受力方面。但是很遺憾,並不是。接觸網支柱選型,最好的當然是鋼柱,但是為了節省開支,使用鋼筋混凝土支柱。我國鐵路電氣化之後,首先是「梯形水泥柱」如下圖
(圖片來源於網路)受力是線路左右方向,而不在順線路方向所以受力是滿足的。另外一個好處是,可以徒手爬上去,前期檢修接觸網,爬起來非常方便。圖中可以看到已有三個人在支柱上。相信題主見到的大多數是這種支柱。除此之外,新建高鐵線路,使用的是「等徑圓桿」,特點見名稱是「等徑」的。許多既有線也闊能改造使用這種杆子了,前面那種梯形水泥柱逐漸被淘汰,現在檢修接觸網,使用軌道車,已經不需要爬杆子了。下圖「等徑圓桿」,本人剛剛拍的蘭新高鐵支柱。下圖等徑圓桿(來自網路)除此之外,還有h型鋼柱,成本較高,大量使用於車站、高架橋、橋樑等方面。下圖「H型鋼柱」,本人親自拍攝。可以看到,爬的時候需要腳扣。
還有一種是硬橫跨特殊支柱,使用於車站進出站那。(圖片來源於網路)結論:鐵路使用「方形」支柱,是一種錯覺,「方形」的支柱實際上是「梯形水泥支柱」,大量用於前期,現逐漸被淘汰,現階段尤其是高鐵,隨著高鐵的興建,既有線提速闊能改造,等徑圓桿佔比將逐漸加大。受力不同,決定了形狀不同。
鐵路邊的是接觸網支柱,導線掛在腕臂上,在支柱的一側,受側向彎應力,支柱外側由於多方面原因不能打拉線,平衡其受力情況,梯形結構有效改善了受力情況。
圓形受垂直壓力沒問題,立柱頂千斤。但彎應力它受不了。個別圓形電杆是信號,設備電力,通信等線路,受力不大,沒有特別要求。題主問的問題其實本身不成立,但是我贊同的那個回答很好的解釋了為什麼最早的接觸網柱子是A型柱。圓柱的支架國內最早應該是出現在廣深三四線上,後來浙贛線改造也用了這種,也是最早的200km/h提速線路,除此之外還有用鋼架子的,包括A型的鋼架子和工字鋼。
從性能來說好像工字鋼的支架應該是最好的吧,體積小強度大,而且可以直接大批量生產,法國鐵路現今用的幾乎全部是這種支架,此外法國在早期還探索過很多奇葩的接觸網支架設計,但無一例外都是鋼製的,而德國奧地利就基本是A字型的鋼製支架以及圓錐形的混凝土支架,可能這個和運用環境也有關係。國內主要還是鋼筋混凝土,可能和我贊同的回答裡面說的成本有關係,可能還涉及到鋼材質量吧,具體不是很了解。
其實這是一個非常基本的力學問題,今天比較忙,沒有時間,先上個圖
一個幾何體的抗彎強度與截面的慣性矩有關。慣性矩越大,同樣扭矩下的形變就越小,可以承受的扭矩就越大。左上角所示的矩形截面,如果我們在短邊 h 處施加一個垂直於紙面的力(也就是將接觸網掛在短邊上),所造成的力矩有使圖形沿 y 軸旋轉的趨勢,最終造成的形變取決於慣性矩 Iy。而如果我們在長邊上施加同樣的力,最終的形變取決於慣性矩 Ix。由於 b&>h,所以 Iy&>Ix,第一種情況的形變更小。不難看出,在使用同樣多材料的情況下(圖形面積相等),在短邊施加外力,且儘可能使 b&>h,最終的形變就越小。同樣可以計算出,使用同樣多材料的情況下,矩形截面比圓形截面更節省材料。
實際工程中採用的常為工字鋼或者截面為工字型的鋼筋混凝土構件,即使是圓柱形的接觸網,截面也是圓環而不是實心的圓。但是原理是相似的,就是在消耗同樣多材料的情況下工字型截面的構件形變更小。或者換句話說,在控制形變一定的情況下,工字型截面更省材料。
但是圓形的接觸網桿並不是完全沒有採用,例如北京輕軌西郊線(對就是溜著呢那個)的接觸網桿就是圓柱形的。
圖片攝於出事前一天。。。
我只在土木工程課程中學過結構工程基礎,並非結構工程專業,如有錯誤請大神輕拍。
方形?那是「A」形好吧,插地里自己能夠穩定,就算倒了也不會往鐵路上倒
第一回答回答的很清楚。說白了就是受力問題
河內的電線杆也有不少是方形的。
偏壓構件,混凝土維護成本低
每天給我推送這些「內行看門道,外行看熱鬧」的問題是要鬧哪樣??專業的話講多了一般人看不懂,但這些簡單問題實在沒什麼分析的必要。
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