姜敏
广州地铁集团有限公司运营事业总部 511436
一、项目背景
接触轨绝缘支架属于接触轨的主要支撑部件，一旦出现断裂则会引起接触轨坍塌，严重时可能出现跳闸，中断行车事件。四、五号线接触轨绝缘支架在经历六年的运行后，尤其是高架段绝缘支架常年经受高温，日照，雨水侵蚀，绝缘支架有不同程度的老化，为检验接触轨绝缘支架强度是否到达设计标准。
二、试验过程
2.1 试验项目及标准:
表2 试验对象
（说明：试验样品每批次6个，2个用于做最大垂直载荷实验， 2个用于做最大水平载荷实验，1个用于做额定垂直载荷实验，1个用于做额定水平载荷实验）
2.3 实验方法：
2.3.1垂直荷载试验
模拟绝缘支架工作状况，测量绝缘支架破坏时的最大垂直载荷。
测试方法如下图所示：
图1 垂直荷载试验
（加力点：卡爪托架支撑接触轨部位；加力方向：垂直接触轨上部平面向下。）2.3.2水平荷载试验
模拟绝缘支架工作状况，测量绝缘支架破坏时的最大水平载荷。
测试方法如下图所示：
图2 水平荷载试验
（加力点：卡抓托架侧面卡住接触轨部位；加力方向：垂直卡抓托架侧面，顺线路方向。）2.3.3 抗拉强度试验
抗拉强度计算公式：σ=Fb/So
式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；
So--试样原始横截面积，mm²。
抗拉强度试验的样品从各批次支架的腰部支撑受力部位上截取拉伸试件进行拉伸试验。
测试方法如下图所示：
图3 试样原始横截面积测量
图4 抗拉强度试验
（加力点：试样两端；加力方向：沿试样两端进行拉伸）三、试验数据和数据分析
3.1 试验数据：
3.1.1绝缘支架破坏和最大工作载荷时，垂直荷载试验数据（见附表1、附表2）
3.1.2绝缘支架破坏和最大工作载荷时，水平荷载试验数据（见附表3、附表4）
3.1.3抗拉强度试验数据（见附表5）
3.2数据分析：
3.2.1垂直荷载试验
(1)支架完好时，支架载荷与位移成线性关系。
(2)最大垂直工作载荷F1=2000N时，绝缘支架均为完好。
(3)四、五号线绝缘支架破坏位置主要为托架底部，个别为支架与托架连接处。六号线绝缘支架破坏位置主要为托架侧部，个别为支架中部整体断裂。
表3 垂直载荷试验时，绝缘支架破坏位置比较
3.2.2水平载荷试验
(1)支架完好时，支架载荷与位移成线性关系。曲线弯折处表示支架已破坏，不能继续承受载荷，随着位移的增加，破坏程度持续增加。
(2)最大垂直工作载荷F2=1500N时，绝缘支架均为完好。
(3)四、五号线绝缘支架破坏位置主要为支架底部螺孔处、支架上部加强筋处，个别为卡爪断裂。六号线绝缘支架破坏位置主要为支架底部螺孔处，个别为支架下部整体断裂。
表4 水平载荷试验时，绝缘支架破坏位置比较3.2.3抗拉强度测试
样品试样受拉力随着样品位移呈不规则非线性变化，这与样品中玻璃纤维含量分布不均有直接关系，即样品各部位由于玻璃纤维含量不同抗拉强度有差异。试样最终拉断部位普遍为中间部位。现场取最大拉力计算抗拉强度，所有的绝缘支架试样抗拉强度均能满足标准。
四、试验结论(1)试验数据表明：六个批次接触轨绝缘支架试验样品的最大垂直工作荷载、最大水平工作荷载、抗拉强度均满足合同要求的技术标准。样品在这三个性能试验上表现合格。
(2)在最大垂直工作荷载破坏性试验中，不同厂家产品性能比较：广州博森亦达的样品与宝鸡长美的样品在最大垂直承载力及最大垂直位移量上的性能表现要优于哈尔滨玻璃钢研究院的样品。同厂家产品性能比较：哈尔滨玻璃研究院的样品使用7年与使用4年对比最大垂直承载力并没有明显差异。在不同工况下，隧道内的最大垂直位移量略低于隧道外。
(3)在最大水平工作荷载破坏性试验中，不同厂家产品性能比较：三个厂家样品的最大水平承载力比较接近。但在相差不大的水平承载力作用下，哈尔滨玻璃钢研究院的样品水平位移量要大于广州博森奕达与宝鸡长美的样品，即相比较而言，哈尔滨玻璃钢研究院的样品在柔韧性上表现更佳。同厂家产品性能比较：哈尔滨玻璃钢研究院的样品在不同的使用时间与不同的工况下均没有表现出大的差异性。
(4)在抗拉强度试样中，不同厂家的样品及相同厂家不同批次的样品抗拉强度均比较接近，没有太大差异。
论文作者:姜敏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/15
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