畢業(yè)設(shè)計（論文）基于CAD技術(shù)的接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計（福廈城際A站）

1、西 南 交 通 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）基于cad技術(shù)的接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計（福廈城際a站）stations plane design of catenary based on cad technology（the fuxia intercity a station）年 級: 2007級學(xué) 號: 20077877姓 名: 專 業(yè): 鐵道電氣化指導(dǎo)老師: 2011年 6 月院 系 電氣工程系 專 業(yè) 電氣工程自動化 年 級 2007級 姓 名 唐 科 題 目 基于cad技術(shù)的接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計（福廈城際a站） 指導(dǎo)教師 評 語 指導(dǎo)教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯

2、委員會主任 (簽章) 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書班 級 電氣2007級1班 學(xué)生姓名 唐 科 學(xué) 號 20077877 發(fā)題日期：2011年2月28日 完成日期：2011年6月24日題 目 基于cad技術(shù)的接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計（福廈城際a站） 1、本論文的目的、意義 接觸網(wǎng)是電氣化鐵道中主要供電裝置，接觸網(wǎng)平面設(shè)計特別是接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計是施工設(shè)計的重要內(nèi)容。從現(xiàn)場設(shè)計、施工等部門來看，接觸網(wǎng)平面設(shè)計占用了大量人力，花費(fèi)過多精力。 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，近年來cad技術(shù)在該領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，設(shè)計等部門普遍采用cad技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計，節(jié)約了大量人力及精力，為該領(lǐng)域指明了發(fā)展方向，基于高速

3、電氣化鐵路近年來飛速發(fā)展的需求，對電化專業(yè)而言掌握高速接觸網(wǎng)平面設(shè)計及相關(guān)知識就顯得非常重要。本論文的目的是通過畢業(yè)設(shè)計，掌握高速接觸網(wǎng)平面設(shè)計及cad技術(shù)的應(yīng)用。 2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) 完成指定車站（福廈城際a站）站場平面設(shè)計所需的必要計算。 完成應(yīng)用cad技術(shù)的站場平面布置圖。 完成一跨距吊弦長度計算 完成cad原始圖紙的整理工作 3、論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 17 周）第一部分 收集相關(guān)資料文獻(xiàn)，掌握auto cad應(yīng)用。 ( 3 周) 第二部分掌握高速鐵路站場平面設(shè)計方法。 ( 4 周) 第三部分相關(guān)計算。 ( 3 周)第四部分站場平面布置圖。 ( 3 周) 第五部分完成論文寫作

4、及整理。 ( 3 周) 評閱及答辯審定、裝訂，答辯。 ( 2 周)論文整改整改 ( 1 周)備 注 計算原始條件如下： 一、線路條件：按站場線路實(shí)際條件考慮。 二、技術(shù)條件： 正線：jtmh-120(20kn)+ctsh-150(25kn)全補(bǔ)償鏈形懸掛； 站線：jtmh-95(15kn)+ctsh-120(20kn)全補(bǔ)償鏈形懸掛； 結(jié)構(gòu)高度1.7m；導(dǎo)高5.4m；土壤特性；挖方地段；安息角300。 三、氣象條件：第i區(qū)氣象區(qū) 四、設(shè)計時速：時速250公里 指導(dǎo)教師： 2011年 2 月 28 日審 批 人： 2011年 2 月 28 日摘 要現(xiàn)代高速鐵路絕大多數(shù)都是采用電力牽引方式。接觸網(wǎng)

5、設(shè)計特別是高速接觸網(wǎng)設(shè)計過程包含了大量的設(shè)計計算、繪圖、校驗(yàn)等工作。單靠人工設(shè)計工程量大，且質(zhì)量難以保證。為了減少接觸網(wǎng)設(shè)計人員的工作負(fù)擔(dān)，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量，保證電氣化鐵路運(yùn)行的安全性和可靠性，使用計算機(jī)輔助設(shè)計是非常必要的。本設(shè)計是基于cad制圖系統(tǒng)進(jìn)行站場接觸網(wǎng)的平面設(shè)計，完成了福廈城際a站的250km/h高速鐵路接觸網(wǎng)平面布置圖的設(shè)計和繪制。本次設(shè)計就是采用autocad2007為制圖工具，依據(jù)相應(yīng)的計算結(jié)果、站場氣象條件和地質(zhì)條件等對正線和站線進(jìn)行相關(guān)的跨距的選擇，支柱布置和類型選取以及錨段長度的劃分，再按照設(shè)計手冊中的相關(guān)要求在表格欄中對側(cè)面限界、支柱類型、地質(zhì)情況、安裝圖

6、號等進(jìn)行相應(yīng)的表述。高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)無論在設(shè)計還是施工方面，都有著許多的不同之處。因此，在本設(shè)計中運(yùn)用了普速接觸網(wǎng)所沒有的技術(shù)。同時，本設(shè)計還注重各方面的因素考慮，以使本設(shè)計在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、美觀方面都達(dá)到基本的要求。另外，在設(shè)計后期，本文對接觸網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，對高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異進(jìn)行了探討，對高速鐵路接觸網(wǎng)部分施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡釋，為設(shè)計和施工提供必要的參考與指導(dǎo)。 關(guān)鍵詞 高速鐵路；接觸網(wǎng)；平面設(shè)計；cadabstractmost modern high-speed railway is adopted electrical traction. catenary de

7、sign but especially in high-speed catenary design process contains a large amount of job like design calculation, drawing, checking,and so on. the project amounts are big if it depends solely on a manpower designing, and it is difficult to guarantee the quality. in order to reduce the contact networ

8、k designers work, shorten the design cycle, improve design quality, and ensure the safety and reliability of electrified railways operation, the use of computer-aided design is very necessary. the design which is based on the cad drawing system has finished stations plane design of catenary, complet

9、ed the fuxia a station 250km/h high-speed railway catenary floor plan design and drawing. this design is the use of autocad2007 as mapping tools, according to the corresponding results, station weather conditions and geological conditions on the line and station lines are related to the choice of th

10、e span, pillar layout and type selection and the anchor length of the division, then in accordance with the relevant requirements of the design manual column in the table on the side of the gauge, pillar type, geology, such as installation of the corresponding figure number expressed.high-speed cate

11、nary and the normal-speed catenary design or construction, have a lot of difference. therefore, the technology which this design used does not make use of by the normal-speed catenary design.at the same time, pay attention to all aspects of design considerations to enable the design of technical, ec

12、onomic, and aesthetic aspects of basic requirements to meet. in addition, late in the design, the paper touches the characteristics of catenary, discussed the mayor differences between the high-speed catenary and the normal-speed catenary, explained the key technology of the high-speed railway caten

13、ary construction to provide necessary reference and guidance.key words high-speed railway；catenary；plane design；cad目錄第1章 緒論11.1 高速接觸網(wǎng)的特殊性11.2 高速接觸網(wǎng)的技術(shù)特征31.3 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異4第2章 接觸網(wǎng)平面設(shè)計的相關(guān)計算62.1 原始資料62.2 接觸網(wǎng)負(fù)載計算62.2.1 線索資料62.2.2 其他相關(guān)資料72.2.3 負(fù)載計算72.3 吊弦計算82.3.1 基本條件分析82.3.2 參數(shù)說明92.3.3 計算內(nèi)容9第3章 福廈a站接

14、觸網(wǎng)站場平面設(shè)計123.1 站場接觸網(wǎng)平面設(shè)計程序123.2 硬橫跨的選擇133.3 硬橫跨結(jié)構(gòu)型式及組成：133.4 線索選取143.5 單線支柱選用153.6 支柱基礎(chǔ)選用163.7 錨段的劃分173.8 錨段關(guān)節(jié)183.8.1 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)183.8.2 四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)193.9 之字值與拉出值的確定193.10 跨距選擇203.11 咽喉區(qū)放大圖203.12 線岔選用213.12.1 交叉線岔布置213.12.2 無交叉線岔233.13 隧道中的平面布置243.14 接觸線高度與結(jié)構(gòu)高度的選擇243.14.1 接觸線高度243.14.2 結(jié)構(gòu)高度253.15 側(cè)面限界的選用25

15、3.16 懸掛方式的選定253.17 安裝圖號263.17.1 下錨柱安裝參考圖號263.17.2 道岔柱安裝參考圖號273.17.3 中間柱安裝參考圖號283.17.4 轉(zhuǎn)換柱安裝參考圖號29第4章 結(jié)合圖紙的相關(guān)說明304.1 硬橫跨的防腐要求304.2 區(qū)間支柱的說明304.3 隧道地段改為普通地段304.4 支柱布置314.5 線岔說明324.6 支柱容量校驗(yàn)324.6.1 中間柱校驗(yàn)324.6.2 轉(zhuǎn)換柱的校驗(yàn)334.6.3 下錨柱校驗(yàn)34總結(jié)35致謝36參考文獻(xiàn)37第1章 緒論為了提高列車的運(yùn)行速度，節(jié)省能源消耗，高速鐵路一般采用接觸網(wǎng)供電方式。接觸網(wǎng)能保證良好地供給電力機(jī)車電能，

16、保證電力機(jī)車在線路上安全，高速運(yùn)行。并能節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡便、便于新技術(shù)的應(yīng)用。因此，對于鐵道電氣化專業(yè)的本科學(xué)生來說，了解和掌握高速接觸網(wǎng)平面設(shè)計是必須的。接觸網(wǎng)平面設(shè)計是接觸網(wǎng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，是施工工程的重要依據(jù)，是高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)?；诟咚勹F路、客運(yùn)專線飛速發(fā)展的今天，對于我們電化專業(yè)的學(xué)生來說，掌握高速鐵路接觸網(wǎng)平面設(shè)計和相關(guān)知識顯得尤為重要。因此，通過本課題的研究，一則能夠深化和鞏固學(xué)過的高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)自己的獨(dú)立設(shè)計能力，熟悉接觸網(wǎng)平面設(shè)計過程和技巧；并根據(jù)工作去向，重點(diǎn)討論和研究相關(guān)工作領(lǐng)域內(nèi)容和技術(shù)，解決設(shè)計、施工和運(yùn)營中的一

17、些工程技術(shù)問題，為以后的接觸網(wǎng)工作奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。在本研究課題中，將盡力采用眾多的計算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行接觸網(wǎng)的平面設(shè)計工作。提高工作效率，簡化工作流程，提高設(shè)計質(zhì)量，為高速電氣化鐵路做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。研究設(shè)計福廈城際a站接觸網(wǎng)平面布置圖，其中包括如下內(nèi)容：確定接觸懸掛類型；支柱的位置、類型及數(shù)量；錨段的劃分及走向；拉出值的大小和方向；支柱的側(cè)面限界；支持裝置類型及相應(yīng)安裝圖號；地質(zhì)條件、基礎(chǔ)及橫臥板的設(shè)置情況；咽喉區(qū)的放大圖；接觸線高度；供電與分段的情況；特殊設(shè)計等。并運(yùn)用cad技術(shù)完成設(shè)計。研究接觸網(wǎng)設(shè)計計算，其中包括：接觸網(wǎng)負(fù)載計算、一跨距吊弦長度計算等。了解高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要異同點(diǎn)，

18、學(xué)習(xí)高速鐵路接觸網(wǎng)施工的關(guān)鍵技術(shù)。1.1 高速接觸網(wǎng)的特殊性高速接觸網(wǎng)的特殊性主要表現(xiàn)在以下幾方面：1. 接觸網(wǎng)具有明顯的周邊環(huán)境特性接觸網(wǎng)必須沿路軌架設(shè)，路軌四周各類建筑物、電力輸電設(shè)施、通訊信號設(shè)施與接觸網(wǎng)之間相互影響，接觸網(wǎng)的設(shè)計、施工、運(yùn)營都須充分考慮“接觸網(wǎng)與電力輸電線之間的距離；接觸網(wǎng)與軌道信號電路和附近通訊線路之間的干擾；接觸網(wǎng)與受電弓及其它建筑物限界”等問題，將接觸網(wǎng)與其四周設(shè)備的相互影響減少至最低程度，確保接觸網(wǎng)與這些設(shè)施或設(shè)備之間的絕緣安全和電磁安全。2. 接觸網(wǎng)具有明顯的氣候特征接觸網(wǎng)是露天設(shè)備，大氣溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等各類氣候因數(shù)對接觸網(wǎng)的作用十分

19、明顯，接觸網(wǎng)的機(jī)電參數(shù)，如線索馳度、線索張力、懸掛彈性、零部件的機(jī)械松緊度及空間位置、設(shè)備的絕緣強(qiáng)度、線索的載流能力、弓線間的磨耗關(guān)系等都會隨氣象條件的變化而變化，突然的氣候變化還可能造成重大的行車事故。接觸網(wǎng)的運(yùn)營維護(hù)工作和接觸網(wǎng)設(shè)計計算工作中絕大多數(shù)內(nèi)容是與氣象條件相關(guān)的。3. 接觸網(wǎng)具有明顯的無備用特性接觸網(wǎng)是一個綜合供電系統(tǒng)，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因，接觸網(wǎng)設(shè)備是無備用的，無備用性決定了接觸網(wǎng)的脆弱和重要性，一旦出現(xiàn)事故，必將影響列車的運(yùn)行，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。解決這一問題的最好途徑是：提高接觸網(wǎng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的狀態(tài)修。4. 接觸網(wǎng)具有明顯的機(jī)電復(fù)合性接觸網(wǎng)是一電力輸電線，它具有電力

20、輸電線所不具有的一切特性，它必須遵循電力輸電的一切規(guī)律和要求，但接觸網(wǎng)又具有一般電力輸電線所不具有的特殊性，這種特殊性是由弓網(wǎng)系統(tǒng)的特殊性所決定的，弓網(wǎng)關(guān)系要求接觸網(wǎng)必須具有穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定的動靜態(tài)特性、足夠高的波動速度，因此、接觸網(wǎng)除了應(yīng)有良好的電氣性能之外還必須具有良好的機(jī)械性能，它是一個龐大的機(jī)電系統(tǒng)。5. 接觸網(wǎng)負(fù)荷具有明顯的不確定性和移動性接觸網(wǎng)所承擔(dān)的電力牽引負(fù)荷是高速移動的，正因?yàn)檫@一特點(diǎn)使弓網(wǎng)關(guān)系成為高速電氣化鐵路的核心問題之一；不確定的和隨機(jī)的，負(fù)荷變化使接觸網(wǎng)經(jīng)常承受較大沖擊，為保證接觸網(wǎng)正常運(yùn)行，接觸網(wǎng)必須具備較強(qiáng)的過負(fù)荷能力。負(fù)荷不確定性對接觸網(wǎng)的壽命和安全造成較大

21、的負(fù)面影響。6. 接觸網(wǎng)具有明顯的多學(xué)科交叉特性接觸網(wǎng)工程涉及電氣、機(jī)械、力學(xué)（彈性力學(xué)、振動學(xué)、材料力學(xué)、空氣動力學(xué)、計算機(jī)仿真學(xué)等）、地質(zhì)、材料、環(huán)保等多科學(xué)領(lǐng)域。因此，在外人看來十分簡單的接觸網(wǎng)，其本質(zhì)確是多學(xué)科交叉形成的應(yīng)用型學(xué)科，為取得接觸網(wǎng)理論研和工程實(shí)踐的突破性發(fā)展，我國急需培養(yǎng)既懂機(jī)、電，又懂力、材的復(fù)合型人才。1.2 高速接觸網(wǎng)的技術(shù)特征結(jié)構(gòu)上的技術(shù)特征，總括起來有以下幾點(diǎn)：1. 全補(bǔ)償懸掛結(jié)構(gòu)由于接觸懸掛是露天裝置，因此，大氣溫度對它的將產(chǎn)生較大的影響，在溫度發(fā)生變化的時候，線性生產(chǎn)不應(yīng)影響張力的變化。為保證良好受流，在設(shè)計時根據(jù)線索的材質(zhì)、強(qiáng)度和截面積，一般張力選取為10

22、25kn，綜合張力不宜超過50kn。為保證接觸線和承力索的恒定張力，通常采用全補(bǔ)償?shù)逆溞蛻覓旖Y(jié)構(gòu)。計算表明，綜合張力過大，其彈性性能變低，受流質(zhì)量下降。2. 整體吊弦在高速接觸網(wǎng)接觸懸掛中，吊弦是其中的主要環(huán)節(jié)，為適應(yīng)高速的要求，吊弦向整體式和輕型化發(fā)展，過去采用的環(huán)節(jié)吊弦逐步被淘汰，而改為采用整體式吊弦，同時相應(yīng)的加大了吊弦的密度。根據(jù)計算和試驗(yàn)，吊弦密度太疏了效果不好，因?yàn)榻佑|線存在自重負(fù)載的影響，在兩根吊弦之間要產(chǎn)生寄生弛度，這種寄生弛度和吊弦的支持作用，造成受電弓運(yùn)行的不平滑性。但是吊弦密度過大，吊弦支持點(diǎn)過密，將會破壞接觸懸掛的柔性狀態(tài)。經(jīng)過計算機(jī)的優(yōu)化，其吊弦間距一般以8-12m為

23、宜。但在支柱點(diǎn)處，距懸掛點(diǎn)處兩側(cè)的簡單支柱吊弦相距越近，則懸掛點(diǎn)處的彈性性能將顯著變差。3. 錨段關(guān)節(jié)隨著列車速度的提高，在錨段關(guān)節(jié)處，有一個區(qū)段是受電弓同時接觸兩組懸掛，這時懸掛重量相對加大，在高速運(yùn)行時，受電弓的抬升量就要減小，相應(yīng)的會增加接觸線和受電弓的磨損，縮短其使用壽命。因而不同的運(yùn)行速度，其錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)參數(shù)也應(yīng)有相應(yīng)改變，適應(yīng)不同運(yùn)行速度的接觸懸掛所采用不同的錨段關(guān)節(jié)類型。在高速接觸懸掛中，一般采用五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)作為高速接觸懸掛的電分段方式，這時的轉(zhuǎn)換點(diǎn)在跨中，這樣就有效的避免了硬點(diǎn)的產(chǎn)生。4. 輕型定位器在每一個定位點(diǎn)處，都必須設(shè)置定位器。在高速運(yùn)行時，該處就是一個集中硬點(diǎn)。

24、而且，速度越高，所反應(yīng)的硬點(diǎn)越明顯。為了解決這個問題，各國都采用鋁合金的輕型定位器，這樣既減小了硬點(diǎn)，又提高了定位器的靈活性。同時，由于速度的提高，接觸線也會產(chǎn)生相應(yīng)的動態(tài)抬高，為了不產(chǎn)生打弓，有些線路還采用弓形定位器。根據(jù)不同線路，多數(shù)是加設(shè)限位裝置和防風(fēng)裝置，以便在高速運(yùn)行時，防止過多抬高和保持相對穩(wěn)定。5. 減小接觸線坡度高速運(yùn)行中的列車，若接觸線的坡度較大，在變坡點(diǎn)必然會引起火花或?qū)κ芰鞯钠茐?，影響十分明顯，高速接觸網(wǎng)對坡度值的要求是較為嚴(yán)格的，其值不應(yīng)大于0.3%，一般控制在0.15%以內(nèi)。1.3 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異根據(jù)線路的設(shè)計速度，接觸網(wǎng)可分為普速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在

25、160km/h）、準(zhǔn)高速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在160200km/h之間）和高速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在200km/h以上）。高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)比較，在懸掛方式、線索材質(zhì)、線索張力、電氣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、懸掛彈性及均勻性、懸掛抬升量、導(dǎo)線高度及其變化率、弓網(wǎng)振動特性等方面的技術(shù)要求均比普速接觸網(wǎng)的技術(shù)要求高。在接觸網(wǎng)的設(shè)計、施工、運(yùn)營工作中，普速接觸網(wǎng)一般比較側(cè)重于弓網(wǎng)關(guān)系中的幾何關(guān)系，如拉出值、導(dǎo)高、定位器坡度、絕緣間隙、限界等，在高速接觸網(wǎng)中，幾何關(guān)系是弓網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，要想保證受流質(zhì)量，弓網(wǎng)系統(tǒng)在高速運(yùn)行下的動態(tài)特性、電氣穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性是核心。表1-1 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的大

26、致比較對比項(xiàng)目昔速接觸網(wǎng)高速接觸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)懸掛類型半補(bǔ)償和全補(bǔ)償鏈形懸掛全補(bǔ)償鏈形懸掛支持裝置以柔性支撐為主以剛性支撐為主定位裝置普通定位器高強(qiáng)度輕型組合定位器錨段關(guān)節(jié)以3、4跨錨段關(guān)節(jié)為主以4、5跨錨段關(guān)節(jié)為主分相結(jié)構(gòu)器件式帶中性段錨段關(guān)節(jié)式線岔形式以小號道岔對應(yīng)的交叉線岔為主，采用標(biāo)準(zhǔn)定位以大號道岔對應(yīng)的交叉線岔和無交分線岔為主，無標(biāo)準(zhǔn)定位基本參數(shù)及動態(tài)特性最大跨距(m)6560結(jié)構(gòu)高度(m)1.1l.71.3l.6正線導(dǎo)線高度(m)5.86.05.35.8導(dǎo)線高度變化率不大于0.5不丈于0.3吊弦布置間距(m)5+5*10+5吊弦間距9米，彈性吊弦8米吊弦形式普通吊弦整體吊弦預(yù)留弛度(m

27、m)無預(yù)留弛度060之間預(yù)留平均彈性0.45左右0.7左右彈性差異系數(shù)50左右20以下波動速度不考慮是決定要素，須充分考慮綜合補(bǔ)償張力2.5t3.5t5.5t動態(tài)抬高不考慮充分考慮并加以限制弓網(wǎng)關(guān)系接觸壓力只考慮接觸力的靜態(tài)值除考慮靜態(tài)值外，還考慮最大偏差機(jī)械磨耗考慮井加以限制考慮并加以限制電氣磨耗幾乎不考慮確定滑板和接觸線材料的重要因素動態(tài)包絡(luò)線上下左右100mm上下左右200mm400mm線材承力索gj-70 tj-90thg-95 thg-120接觸線鋼鋁線、黃銅線以銀銅線、鎂銅線為主高速受流要求接觸網(wǎng)線應(yīng)具有：良好的導(dǎo)電性能，導(dǎo)電率最好保持在90以上；良好的機(jī)械性能，能承受受因提高波動

28、速度而施加的張力并滿足安全要求；良好的耐磨性能，能滿足設(shè)計所需的磨耗率和使用壽命；良好的耐熱性能，能防止過負(fù)荷電流或短路電流引起的熱軟化或熔斷；良好的疲勞特性，能防止接觸線上下擾動所形成的疲勞斷裂；良好的抗蠕變特性，在實(shí)際工作環(huán)境下所產(chǎn)生的導(dǎo)線表面波狀變化應(yīng)在可控范圍以內(nèi)，不因此引起拉弧或離線。第2章 接觸網(wǎng)平面設(shè)計的相關(guān)計算2.1 原始資料1線路條件：按站場實(shí)際線路條件考慮 2氣象條件：第i典型氣象區(qū) , ,，3技術(shù)條件： 接觸線高度：5.4m； 結(jié)構(gòu)高度：1.7m； 懸掛數(shù)據(jù)：正線：jtmh-120(20kn)+ctsh-150(25kn) 站線：jtmh-95(15kn)+ctsh-12

29、0(20kn)； 懸掛形式：正線站線均為全補(bǔ)償簡單鏈型懸掛； 土壤特性：挖方地段 。2.2 接觸網(wǎng)負(fù)載計算2.2.1 線索資料表 2-1 承力索的規(guī)格結(jié)構(gòu)及尺寸性能承力索股數(shù)標(biāo)稱截面積（）計算截面積（）計算外徑（）拉斷力不小于（kn）單位質(zhì)量（）jtmh-120(正線)19120116.9914.067.571065jtmh-95（站線）199593.2712.554.76849表 2-2 接觸線的規(guī)格結(jié)構(gòu)及尺寸性能接觸線標(biāo)稱截面積（）計算截面積（）截面直徑a（mm）截面寬度b（mm）參考單位質(zhì)量（）ctsh-150(正)15015114.4014.401350ctsh-120(站)12012

30、112.9012.9010822.2.2 其他相關(guān)資料自由落體重力加速度；吊弦及線夾的單位長度重力負(fù)載；風(fēng)速不均勻系數(shù)=0.75；線索風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)1.25。2.2.3 負(fù)載計算1自重負(fù)載 正線： 站線：2覆冰負(fù)載 由于該站處于第i典型氣象區(qū)，覆冰厚度為0，故不需計算。3單位長度風(fēng)負(fù)載 正線：承力索jtmh-120： 接觸線ctsh-150： 站線：承力索jtmh-95： 接觸線ctsh-120： 4合成負(fù)載 在線索同時承受垂直負(fù)載和水平負(fù)載時，合成負(fù)載是它們的幾何和。在計算鏈形懸掛的合成負(fù)載時（是對承力索而言的），其接觸線上所承受的水平風(fēng)負(fù)載被認(rèn)為是傳給了定位器而予以忽略。覆冰合成負(fù)載又因覆

31、冰厚度為0，故也不需計算。 最大風(fēng)速時合成負(fù)載 正線： 站線：2.3 吊弦計算本計算參考鐵道機(jī)車車輛1988年第2期 呂月朝 簡單鏈形懸掛吊弦長度計算吊弦是鏈形懸掛的重要組成部件之一，接觸線通過吊弦掛在承力索上，調(diào)節(jié)吊弦的長度可以保證接觸懸掛的結(jié)構(gòu)高度和接觸線距軌面的工作高度，增加了接觸線的懸掛點(diǎn)，提高電力機(jī)車受電弓的取流質(zhì)量。2.3.1 基本條件分析簡單鏈型懸掛的基本圖如圖2-1 所示，從圖的幾何關(guān)系中可以看出，當(dāng)?shù)扔诹銜r，即為等高懸掛，否則不管是正還是負(fù)，都為不等高懸掛。在本文的計算推導(dǎo)中，我們作了以下的假設(shè)條件： 圖2-1簡單鏈型懸掛的基本圖承力索及接觸線為理想的柔軟索，只能承受沿其軸線

32、方向的拉力，忽略其剛度的影響（接觸線及承力索細(xì)長比很大，可忽略其剛度）；承力索及接觸線自身質(zhì)量沿x 方向均勻分布，在受力分析時考慮其數(shù)值，但不再畫出其分布圖；每根吊弦的質(zhì)量由兩部分組成： 固定質(zhì)量（吊弦的上下線夾、緊固螺栓、基本接頭質(zhì)量總和）及長度質(zhì)量（隨吊弦長度變化而改變的質(zhì)量，若每根吊弦質(zhì)量為確定數(shù)值，則長度質(zhì)量為零）；不考慮預(yù)留弛度（基本不使用預(yù)留弛度）。2.3.2 參數(shù)說明跨距 結(jié)構(gòu)高度 左右定位點(diǎn)高度差 接觸線張力 承力索張力 接觸線線密度 承力索線密度 吊弦線密度 吊弦固定質(zhì)量 跨距結(jié)構(gòu)高度h=1.7m 承力索張力接觸線張力 吊弦的固定質(zhì)量吊弦線密度 定位點(diǎn)高度差均勻布置7根吊弦2

33、.3.3 計算內(nèi)容（1）由設(shè)計參數(shù)確定每根吊弦的x坐標(biāo)值，即（=0）按設(shè)計規(guī)范要求及吊弦均勻條件求得0、4、11、18、25、32、39、46（2）第根吊弦相對接觸線左定位點(diǎn)的高度值 （2-1）0、0、0、0、0、0、0、0（3）計算每根接觸線上吊弦處的懸掛力 （2-2）7.425、9.45、9.45、9.45、9.45、9.45、7.425（4）承力索在第根吊弦上產(chǎn)生的拉力 （2-3）其中首次計算7.455、9.48、9.48、9.48、9.48、9.48、7.455（5）計算承力索左支點(diǎn)的支反應(yīng)力為 （2-4）計算得（6）承力索y坐標(biāo)指的是承力索上各點(diǎn)相當(dāng)于承力索左側(cè)懸掛點(diǎn)a的位移值（如圖

34、3-6），計算承力索每根吊弦處 （2-5）-0.1113、-0.2594、-0.3482、-0.3777、-0.3480、-0.2590、-0.1108圖2-2第i根吊弦左側(cè)承力索受力圖（7）計算接觸網(wǎng)線上每根吊弦的長度 （2-6）1.5887、1.4406、1.3518、1.3223、1.352、1.441、1.5892根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范（試行）11.5.3（5）：結(jié)構(gòu)高度宜選用1.6m，速度在250km/h區(qū)段，最短吊弦長度不小于500mm。第3章 福廈a站接觸網(wǎng)站場平面設(shè)計3.1 站場接觸網(wǎng)平面設(shè)計程序1放圖站場的放圖一般根據(jù)戰(zhàn)場的大小，其比例取1：1000對于小站也可以取1：2000

35、。放圖包括下列內(nèi)容： 全部電化股道（含遠(yuǎn)期電化股道）及與架設(shè)接觸網(wǎng)有關(guān)的非電化股道； 道岔型號、類型、編號及其理論岔心的坐標(biāo)； 曲線起訖點(diǎn)、曲線半徑及緩和曲線長度； 橋梁名稱、中心里程標(biāo)、結(jié)構(gòu)類型及總長度； 隧道長度、起訖里程； 涵管、平交道、地道、天橋、跨線橋、架空渡槽等中心坐標(biāo)及寬度； 站場名稱、中心里程標(biāo)、站臺范圍及與架設(shè)接觸網(wǎng)有關(guān)的建筑物（如站舍、雨棚、貨倉、水鶴、煤臺以及機(jī)車檢查坑等）； 進(jìn)站信號機(jī)的位置及里程標(biāo)。2布置支柱 先布置咽喉區(qū)支柱，然后布置站場中心，最后完成其他部分。3劃分錨段 確定錨段徑路、起訖點(diǎn)與中心錨結(jié)位置，并繪出咽喉區(qū)放大圖。4確定接觸線拉出值 從咽喉區(qū)開始，依次

36、確定出拉出值的大小與方向。5確定電分段、電分相及隔離開關(guān)的位置根據(jù)站場線路的多少、站線與貨線的可靠性及靈活性要求，以及有無牽引變電所等綜合考慮確定。6確定支柱類型 根據(jù)支柱所在位置、功能，確定鋼柱、鋼筋混凝土支柱以及軟（硬）橫跨柱、腕臂柱的類型、容量及編號。7選擇基礎(chǔ)及橫臥版類型 根據(jù)支柱類型、容量及地質(zhì)條件選擇鋼支柱的基礎(chǔ)類型及確定鋼筋混凝土支柱的橫臥板類型及數(shù)量。8確定軟（硬）橫跨結(jié)點(diǎn)類型及支持結(jié)構(gòu) 對于軟橫跨結(jié)點(diǎn)類型要逐點(diǎn)確定，對于不是軟橫跨的懸掛點(diǎn)應(yīng)選擇支持裝置及定位裝置類型。9進(jìn)行校驗(yàn)及校核 在完成上述工作以后，應(yīng)選擇相應(yīng)的典型支柱及基礎(chǔ)進(jìn)行容量及穩(wěn)定性校核，對緩和曲線及曲線區(qū)段部分

37、選擇特殊跨距進(jìn)行風(fēng)偏移校驗(yàn)。10工程數(shù)量統(tǒng)計 對設(shè)計好的平面圖中的各類設(shè)備包括線材、支柱、腕臂、定位裝置等進(jìn)行逐一統(tǒng)計，最后還應(yīng)編寫必要的圖注及說明。3.2 硬橫跨的選擇參考依據(jù)為：通化(2008)1401-04_總說明（二）、通化(2008)1401接觸網(wǎng)鋼管結(jié)構(gòu)硬橫跨 編制說明(2008.03.17)、接觸網(wǎng)硬橫跨通用圖編制說明20060614。高速鐵路的興起，硬橫跨被廣泛使用，它的優(yōu)點(diǎn)是不僅具有機(jī)械上獨(dú)立、股道之間不產(chǎn)生影響、事故范圍小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗振動、抗風(fēng)性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且硬橫跨具有較好的剛度，穩(wěn)定性高，能改善弓網(wǎng)受流，因而又具有磨耗小、可降低離線率等一系列優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計選擇

38、鋼管硬橫跨yhk-g1（表示跨度范圍為1540m的單跨硬橫跨），橫梁為pc1-l型（適用于每一單橫跨跨度范圍為1530m的硬橫跨），邊梁和中間梁分別選bl5-l型和zl5-l型，邊柱選bgz5-h中間柱選zgz5-h。支柱：環(huán)形等徑鋼管支柱橫梁：正三角形鋼管斷面結(jié)構(gòu)橫梁，斷面650563mm3.3 硬橫跨結(jié)構(gòu)型式及組成：根據(jù)接觸網(wǎng)硬橫跨通用圖編制說明20060614：硬橫跨結(jié)構(gòu)為門形鋼結(jié)構(gòu)，由橫梁、支柱、及基礎(chǔ)組成，橫梁預(yù)起拱。硬橫跨包括單跨硬橫跨及多跨連續(xù)硬橫跨，多跨硬橫跨由兩到三跨門形結(jié)構(gòu)組成。支柱為等徑圓鋼管柱，橫梁為正三角形截面格構(gòu)式鋼管組合架。橫梁與支柱采用法蘭連接，支柱與基礎(chǔ)可以采

39、用法蘭連接或采用杯型基礎(chǔ)連接，當(dāng)采用杯型基礎(chǔ)時，應(yīng)取消支柱底部的法蘭盤部分，并適當(dāng)增加支柱長度。橫梁由三個或五個梁段拼接組成，梁段分邊段和中段，邊段為直線段，按1：60坡度起坡，中段為曲線段，梁段之間采用法蘭連接。橫梁跨度“l(fā)”由現(xiàn)場定測確定，單位為m。支柱高度“h”值由現(xiàn)場定測確定，單位為m。橫梁梁段組合見表3-1。表3-1 硬橫梁長度組合橫梁跨度,m橫梁邊段,m橫梁中段,m橫梁邊段,m15.320.04.46.511.24.420.125.06.86.511.46.825.130.09.46.311.29.430.135.011.66.911.811.635.140.06.87.36.91

40、1.87.36.840.145.08.58.56.111.08.58.545.150.010.010.05.110.010.010.03.4 線索選取根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范11.5.3-2：接觸線、承力索應(yīng)采用銅合金材質(zhì)。當(dāng)采用銅合金150mm2接觸線時，額定工作張力一般不應(yīng)小于25kn；當(dāng)采用銅合金120mm2接觸線時，額定工作張力一般不應(yīng)小于15kn。由于本設(shè)計的時速是250km/h，則對于承力索和接觸線的線形的選取選用正線承力索jtmh-120(20kn)型號，接觸線ctsh-150(25kn)型號搭配。站線承力索jtmh-95(15kn)型號，接觸線ctsh-120(20kn)型號搭配。

41、其字母代表意思解釋如下：j承力索c接觸線tmh高強(qiáng)度銅鎂合金tsh高強(qiáng)度銅錫合金95、120、150規(guī)格：標(biāo)稱橫面積數(shù)值（）15kn、20kn、25kn線索的拉斷力。3.5 單線支柱選用1根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范11.5.3（9）：正線接觸網(wǎng)支柱宜采用單腕臂柱形式，站臺區(qū)宜選用線間立支柱、與雨棚柱合柱、高架站房吊柱方案，無站臺柱雨棚的車站站臺應(yīng)避免立桿，咽喉區(qū)可采用輕型硬橫跨。腕臂柱宜采用h型鋼柱等視覺輕視型支柱，250km/h線路腕臂柱路基工程中一般采用鋼筋混凝土等徑圓支柱，橋梁上、車站線間立桿采用熱浸鍍鋅熱軋h型鋼柱。h型鋼柱支柱垂直線路方向?qū)挾炔粦?yīng)大于300mm。a、b、c表示h型鋼柱柱底法

42、蘭盤代號，a型法蘭適用于柱底彎矩150knm,b型法蘭適用于150knm柱底彎矩200knm，c型法蘭適用于200knm柱底彎矩240knm。根據(jù)通化(2008)1301客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)h型鋼柱：關(guān)于h型鋼柱截面形式有五種，各截面相關(guān)參數(shù)見下圖4-2。圖3-1 h型支柱截面形及參數(shù)示意圖根據(jù)tbt 2287-2005 電氣化鐵路接觸網(wǎng)環(huán)形預(yù)應(yīng)力混凝土支柱：電氣化鐵道接觸網(wǎng)環(huán)形預(yù)應(yīng)力混泥土支柱分為錐形支柱和等徑支柱。圖3-2 支柱外形示意圖2考慮到褔廈城際a站處在大風(fēng)頻繁、風(fēng)速較大、且鋼性支柱易被腐蝕的特點(diǎn)，因此普通線路支柱選用環(huán)形預(yù)應(yīng)力混泥土等徑支柱，橋梁上選用h形鋼支柱。在本設(shè)計中，橋梁上

43、的下錨柱選擇ght240c，轉(zhuǎn)換住選擇ght240b，中間柱選擇ght240b，普通路段線路選用100（350）。3.6 支柱基礎(chǔ)選用鋼柱基礎(chǔ)類型大致有混凝土實(shí)體基礎(chǔ)，鉆孔基礎(chǔ)，管樁基礎(chǔ)，本設(shè)計全部采用鉆孔基礎(chǔ)。該三種基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖見圖3-1。圖3-3 支柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖3.7 錨段的劃分根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)11.5.6：正線接觸網(wǎng)錨段長度不宜大于2700m，隧道內(nèi)不應(yīng)大于2700m。接觸網(wǎng)錨段長度應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償?shù)慕佑|線和承力索的張力差、補(bǔ)償器形式以及補(bǔ)償導(dǎo)線的高度等綜合因素確定。接觸線、承力索的張力差均不得大于其額定張力的10%，并應(yīng)符合下列要求：1正線雙邊補(bǔ)償時的最大錨段長度，一般情

44、況不宜大于2800m。困難情況下不宜大于2900m。單邊補(bǔ)償?shù)腻^段長度應(yīng)為上述值的50%。2站線最大錨段長度一般不宜大于2850m，困難時不宜大于2950m。自動張力補(bǔ)償裝置可采用滑輪組或棘輪方式，補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效率不應(yīng)小于97%。3對于時速為200250公里客運(yùn)專線，正線區(qū)段接觸網(wǎng)錨段長度不宜大于2700m。4單線電氣化區(qū)段，宜在車站的一端（以電源側(cè)為最好）設(shè)絕緣錨段關(guān)節(jié)；并應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)。5雙線電氣化區(qū)段，應(yīng)能滿足上下行分別停電、檢修安全、實(shí)現(xiàn)v形天窗、方向行車的要求，按v形天窗的停電范圍設(shè)絕緣錨段關(guān)節(jié)。并裝設(shè)負(fù)荷開關(guān)或消弧電動隔離開關(guān)，納入遠(yuǎn)動控制為宜。6絕緣錨段關(guān)節(jié)的設(shè)置可不受站場信號機(jī)位置的限制，但其轉(zhuǎn)換柱的位置應(yīng)設(shè)在最外道岔岔尖50m以外。7在有幾個電氣化車場的車站上，宜將每個車場單獨(dú)電分段。8裝卸線、旅客列車整備線及機(jī)車整備線，均應(yīng)單獨(dú)電分段，并在該處裝設(shè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)。9路外專用電化線路應(yīng)單獨(dú)電分段。10封閉的水鶴、到發(fā)線、安全線、牽出線、機(jī)車走行線等，不宜設(shè)接觸網(wǎng)電分段。3.8 錨段關(guān)節(jié)根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范11.5.6：錨段關(guān)節(jié)宜采用四跨或五跨形式。五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)是錨段關(guān)節(jié)中含有五個跨距，主