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文檔簡(jiǎn)介
1、摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,鐵路的發(fā)展也越來越迅速。漢宜鐵路是我 國(guó)“四縱四橫”鐵路主干網(wǎng)絡(luò)中滬漢蓉快速客運(yùn)專線的一部分。鐵路以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被 許多國(guó)家作為大力研制和重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)。 本文主要完成漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)。首先對(duì)設(shè)計(jì)地區(qū)的氣象條件資料進(jìn)行 了收集,根據(jù)鐵路目標(biāo)速度對(duì)線索材料進(jìn)行了選擇,再確定其懸掛類型。根據(jù)氣象條件 及線索材料計(jì)算負(fù)載。其次,根據(jù)最大受風(fēng)偏移計(jì)算得到最大跨距;根據(jù)規(guī)程規(guī)定的錨 段長(zhǎng)度選擇錨段,使其張力差要滿足要求。然后,對(duì)硬橫跨進(jìn)行分析選擇。最后在上述 原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)漢宜線荊州站接觸網(wǎng)進(jìn)行 CAD平面設(shè)計(jì),并對(duì)有代表性的支柱 的容量進(jìn)行了
2、校驗(yàn)計(jì)算。 本論文以高速接觸網(wǎng)的基本技術(shù)原理為核心,以實(shí)際線路狀況為依據(jù),對(duì)漢宜線荊 州站的接觸網(wǎng)布置進(jìn)行了平面設(shè)計(jì),基本滿足高速電氣化鐵路的技術(shù)要求。 關(guān)鍵詞:鐵路;接觸網(wǎng);支柱;平面設(shè)計(jì) 重要資料:通化(2008)1301接觸網(wǎng)H型鋼柱 通化(2008)1401- V接觸網(wǎng)鋼管硬橫跨安裝構(gòu)造圖 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范 新建時(shí)速200-250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(上、下)(施行日 期:2005年8月10日) 新建時(shí)速200km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 Abstract Railway is develop ing more and more rapidly along with the d
3、evelopme nt of economy and tran sportati on, Hanyi railway is part of the Huha nrong pers onal rapid tran sit in our four lengthways and crosswise main railway system. Based on its features, Railway has been selected as study and developme nt objectives in many coun tries. This thesis is mainly focu
4、sed on the graphic desig n of overhead line system of Jin gzhou stati on in railway line Han yi. Firstly, the suspe nsion was selected after the Jin gzhou weather condition information was collected and clue material was sift. The load was calculated according to weather condition and clue material.
5、 Secondly, the maximum outreach is obta ined from the wind shift. An chori ng secti on is chose n accord ing to specified an chori ng secti on to satisfy tension differe nee. Then, portal structure was an alysed. Fi nally, on the basis of the above prin ciple, this thesis concen trated on the graphi
6、c desig n of Jin gzhou stati on in Hanyi railway line with CAD, also con ducted Check Computati on for typical capacity of the pillars. Based on the basic tech ni cal prin ciple of high-speed cate nary and accordi ng to the actual railway con diti on, this thesis completed graphic desig n of overhea
7、d line system of Jin gzhou stati on in railway line Han yi, which could met the basic tech no logical dema nd of high speed electrified railway. Key Words: Railway, Overhead line system, Pillar, Graphic design 目 錄 摘 要I AbstractII. 1緒論1 1.1工程背景仁 1.2設(shè)計(jì)范圍仁 1.3設(shè)計(jì)依據(jù)仁 1.4設(shè)計(jì)目標(biāo)1. 1.5本設(shè)計(jì)主要工作2. 2荊州站接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的氣象資
8、料.3 3設(shè)計(jì)計(jì)算5. 3.1主要線材選用 5. 3.2接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度5. 3.3接觸懸掛類型比較選擇及相關(guān)設(shè)備的確定 6 3.4接觸網(wǎng)負(fù)載計(jì)算8. 3.4.1自重負(fù)載 8. 3.4.2冰負(fù)載8. 3.4.3風(fēng)負(fù)載8. 3.4.4覆冰時(shí)候的風(fēng)負(fù)載 9 3.4.5 合成負(fù)載 9. 3.5接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中最大跨距的計(jì)算選擇 9 3.6全補(bǔ)償鏈形懸掛錨段長(zhǎng)度的校驗(yàn)計(jì)算 10 3.6.1只考慮溫度變化吊弦造成的張力增量 10 3.6.2定位器形成的張力增量1.0 3.6.3其他因素引起的張力增量10 3.7荊州車站硬橫跨 11 4漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平面圖及設(shè)備裝配圖 13 4.1放圖.13 4.2布置支
9、柱13 4.3劃分錨段14 4.4確定接觸線拉出值 14 4.5確定支柱類型15 4.6校驗(yàn)與校核15 4.7表格欄及相應(yīng)說明 15 4.8荊州車站接觸網(wǎng)設(shè)備裝配圖說明 16 結(jié) 論18 致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。 參考文獻(xiàn)20 附圖A漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平面圖 21 附圖B漢宜線荊州站接觸網(wǎng)設(shè)備裝配圖 21 1緒論 1.1工程背景 漢宜鐵路是我國(guó)“四縱四橫”鐵路主干網(wǎng)中滬漢蓉快速客運(yùn)專線的一部分。該鐵路 的走向基本上與漢宜高速公路相互平行,東連合肥至武漢鐵路,西接宜昌至萬(wàn)州鐵路。 由漢口站經(jīng)漢川、天門、仙桃、潛江、荊州、枝江到達(dá)宜昌花艷,在宜昌東站與宜萬(wàn)鐵 路接軌。荊州站位于荊州市郢城鎮(zhèn),距離市
10、區(qū)中心約3km,荊州站有3個(gè)站臺(tái),其中基 本站臺(tái)一座,中間站臺(tái)兩座。 荊州車站共有8股道,其中I、II股道為正線,其余股道為站線,荊州站的道岔全 為1/18型道岔。 1.2設(shè)計(jì)范圍 漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)范圍包括 多種懸掛模式的比較及選擇,氣象條 件的確定,線索材料及設(shè)備的選擇,硬橫跨設(shè)計(jì)選擇,最后完成漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平 面設(shè)計(jì)圖及裝配圖。 1.3設(shè)計(jì)依據(jù) 荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)如下: (1) 相關(guān)專業(yè)提供的工程設(shè)計(jì)資料; (2) 國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),主要包括: 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)(TB10621-2009); 新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定
11、(鐵建設(shè)2003439號(hào)); 新建時(shí)速200250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(鐵建設(shè)2005140號(hào)); 客運(yùn)專線鐵路電牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)(鐵建設(shè)2006167號(hào)); 鐵路技術(shù)管理規(guī)程(鐵科技2008205號(hào)); 鐵路樞紐電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10007-2000); (3) 國(guó)家現(xiàn)行通用圖和標(biāo)準(zhǔn)圖; (4) 由老師提供的設(shè)計(jì)原始資料及荊州站線路圖。 1.4設(shè)計(jì)目標(biāo) 荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的基本原則是安全運(yùn)營(yíng),在安全運(yùn)營(yíng)的前提下保證良好的質(zhì) 量。荊州站接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合鐵路技術(shù)規(guī)范及電氣化鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,結(jié)合考慮 各個(gè)專業(yè)之間的配合,盡量采用先進(jìn)的技術(shù),綜合考慮近、遠(yuǎn)期發(fā)
12、展目標(biāo),實(shí)現(xiàn)可持續(xù) 發(fā)展。 1.5本設(shè)計(jì)主要工作 漢宜線荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的主要工作有荊州站氣象條件的確定;對(duì)接觸網(wǎng)多種 懸掛方式的比較及選擇;對(duì)線索材料及其他設(shè)備材料的選擇;對(duì)線索負(fù)載的計(jì)算;對(duì)荊 州站接觸網(wǎng)最大跨距、最大錨段長(zhǎng)度的校驗(yàn)計(jì)算;對(duì)荊州站接觸網(wǎng)硬橫跨的設(shè)計(jì)選擇; 繪制荊州站接觸網(wǎng)平面圖及設(shè)備裝配圖。 2荊州站接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的 氣象資料 荊州車站位于荊州市郢城鎮(zhèn),距荊州市中心約3km,荊州市地處湖北省中南部,長(zhǎng) 江中下游,江漢平原腹地。我國(guó)結(jié)合各地情況將全國(guó)劃分為九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū),而湖北屬 于我國(guó)典型氣象區(qū)的第 VI氣象區(qū)。典型氣象區(qū)是以變化最多及影響最大的最大風(fēng)速 Vmax、覆冰厚
13、度b、最高氣溫tmax和最低氣溫tmin為依據(jù),在大體相同的條件下進(jìn)行歸納、 概括總結(jié)的泛指區(qū)域。它的主要作用是為了便于開展設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的工作。因此,不能 要求當(dāng)前氣象條件與典型氣象區(qū)一致。根據(jù)給出資料可以得出,荊州站的具體氣象條件 如下: (1) 最大運(yùn)營(yíng)風(fēng)速Vmax與基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速Vj 接觸網(wǎng)的最大運(yùn)營(yíng)風(fēng)速Vmax=30m/S,最大運(yùn)營(yíng)風(fēng)速可用于校驗(yàn)該地區(qū)的最大跨距選 用時(shí)的受風(fēng)偏移是否滿足要求。接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速vj=35m/s,基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng) 速可用于校驗(yàn)支柱底部的最大彎矩是否滿足要求。 (2) 最咼溫度tmax與最低溫度tmin 荊州站的最高溫度tmax=+40C,最低溫度tm
14、in=-15C。溫度的變化將會(huì)導(dǎo)致接觸線 及承力索的張力發(fā)生變化,影響中心錨節(jié)與補(bǔ)償器之間的張力差。所以荊州站的極限溫 度將影響荊州站接觸網(wǎng)最大錨段長(zhǎng)度。 (3) 吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度 td 一般取全年持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的溫度為吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度。在目前的 設(shè)計(jì)中,取荊州站的最高氣溫與最低氣溫的平均值。所以吊弦及定位器處于正常位置時(shí) 的溫度td=125C。 (4) 接觸網(wǎng)無(wú)弛度時(shí)的溫度t0 接觸網(wǎng)無(wú)弛度時(shí)的溫度t0是為了選取接觸線處于水平位置時(shí)的溫度,無(wú)弛度時(shí)的溫 度可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀態(tài)確定。接觸網(wǎng)無(wú)弛度時(shí)的溫度,一般取值比平均溫度低,這樣 可以稍微的減小負(fù)弛度,增加正弛度
15、,有利于改善接觸懸掛的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。荊州站接觸網(wǎng) 無(wú)弛度時(shí)的溫度t=7.5 C。 (5) 覆冰厚度b 接觸線和承力索的覆冰厚度是指圓筒形的冰殼厚度。然而,實(shí)際覆冰斷面可能成為 各種不規(guī)則的形狀。在覆冰季節(jié),可采用單位長(zhǎng)度導(dǎo)線覆冰后的重量換算出覆冰的平均 厚度。荊州地區(qū)覆冰厚度取b=10mm。 (6) 線索覆冰時(shí)的風(fēng)速Vb 在設(shè)計(jì)時(shí),其覆冰時(shí)風(fēng)速Vb =10m/s,但在沿海及草原地區(qū),此值可取 Vb =15m/s 本地區(qū)覆冰時(shí)風(fēng)速Vb=10m s。覆冰時(shí)的風(fēng)速是為了計(jì)算覆冰時(shí)候的風(fēng)負(fù)載,進(jìn)而校驗(yàn) 支柱的容量。 3設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1主要線材選用(分析為何選用銅合金而不直接用純銅) 純銅接觸線具有導(dǎo)電性能
16、好及施工性能好的優(yōu)點(diǎn),但是純銅接觸線的抗拉性能、耐 磨性能都極差,隨著溫度的提高,接觸線還會(huì)出現(xiàn)明顯的軟化,無(wú)法滿足列車高速運(yùn)行 時(shí)的要求。采用銅合金接觸線可以有效提高接觸線抗拉性能、耐磨性能、抗軟化性能。 提高接觸線的抗拉性能可以有效的增大接觸線的張力,進(jìn)而提高接觸線的波動(dòng)速度。提 高接觸線的耐磨性能可以有效的延長(zhǎng)接觸線的使用壽命,進(jìn)而提高了接觸線的受流質(zhì) 量。提高接觸線的軟化點(diǎn)可以滿足列車高速運(yùn)行時(shí)接觸線不發(fā)生軟化,提高受流質(zhì)量。 所以,采用銅合金的接觸線可以滿足列車高速運(yùn)行時(shí)的要求,又具有大載流量的優(yōu)點(diǎn) 為了滿足接觸線載流量要求及列車進(jìn)一步提速要求,漢宜線荊州站正線選擇 CTS-150接
17、觸線和JTMH-120承力索的組合,線索參數(shù)如表 3.1所示。 表3.1線索參數(shù)表 標(biāo)稱 計(jì)算 單位 質(zhì)量 (kg/m) 計(jì)算 直徑 (mm) 額定 張力 (kN) 線索 密度 3 (kg/m ) 線索 膨脹系 數(shù)(1/oC) 彈性 系數(shù) (MPa) 線形 截面 2 (mm ) 截面 2 (mm ) 材質(zhì) 接觸 線 150 151.2 AgCu 1.350 14.4 25 3 8.93 氷0 -6 17 X10 124000 承力 120 116.99 Cu 1.060 14.0 20 8.89 103 -6 17 X10 124000 索 3.2接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度(分析選用此線索時(shí)候滿足波動(dòng)速
18、度要求) 波動(dòng)速度就是接觸網(wǎng)自身影響高速運(yùn)行的一個(gè)基本因素。波動(dòng)速度的研究是為了保 證接觸線穩(wěn)定、良好地受流及使其具有較長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)列車低速運(yùn)行時(shí),其弓網(wǎng)脫 開的現(xiàn)象不怎么嚴(yán)重,其受流質(zhì)量可以得到保證。但是隨著列車速度的提高,波動(dòng)速度 是影響受流的一個(gè)至關(guān)重要的因素,其意義和概念可以這樣認(rèn)為:當(dāng)受電弓在高速運(yùn)行 時(shí),受電弓就給接觸懸掛一個(gè)外接抬升力。 波動(dòng)速度是決定列車運(yùn)行速度的一個(gè)重要因素,波動(dòng)速度由接觸線的額定張力及接 觸線的單位長(zhǎng)度質(zhì)量決定。所以選用較大張力或較小橫截面積的接觸線可以有效的提高 接觸線的波動(dòng)速度,進(jìn)而提高列車運(yùn)行的時(shí)速。 當(dāng)荊州站正線選用CTS-150接觸線時(shí),接觸網(wǎng)
19、的波動(dòng)速度為 489.9km/h。為了使接 觸線具有較好的受流質(zhì)量,取 3=0.65,此時(shí)荊州站設(shè)計(jì)的最大運(yùn)行速度為 318.4km/h。 滿足荊州站設(shè)計(jì)目標(biāo)速度200km/h的要求以及進(jìn)一步提速的要求。若列車的最大運(yùn)行速 度達(dá)到或接近接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度,即 3接近于1時(shí),接觸線的受流質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重惡化。所 以,為了保證接觸網(wǎng)的穩(wěn)定受流,必須提高接觸線的波動(dòng)速度。 3.3接觸懸掛類型比較選擇及相關(guān)設(shè)備的確定 (1) 懸掛類型比較(簡(jiǎn)單接觸懸掛和鏈形懸掛) 接觸網(wǎng)懸掛模式的不同將影響接觸線的彈性、接觸線上硬點(diǎn)的分布、接觸線磨耗、 弓網(wǎng)的壓力等參數(shù),最終將影響接觸網(wǎng)受流質(zhì)量。對(duì)接觸網(wǎng)懸掛模式的要求,是它
20、能夠 提供良好的受流質(zhì)量以及具有壽命長(zhǎng)、維修少、故障率低等優(yōu)點(diǎn)。接觸懸掛類型分為簡(jiǎn) 單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛3。 簡(jiǎn)單接觸懸掛是接觸懸掛的一種形式,它的懸掛形式是由一根或兩根平行的接觸線 直接固定在支持裝置上。它的特點(diǎn)不具有承力索,接觸線直接懸掛在腕臂柱的支持裝置 上。簡(jiǎn)單接觸懸掛在實(shí)際鐵路運(yùn)營(yíng)上很少使用,所以荊州站不采用這種簡(jiǎn)單接觸懸掛形 式。 鏈形接觸懸掛是一種運(yùn)行性能比簡(jiǎn)單接觸懸掛好的懸掛形式。它的特點(diǎn)是接觸線通 過吊弦懸掛在承力索上,而不像簡(jiǎn)單接觸懸掛直接掛在支持裝置上。鏈形接觸懸掛使接 觸線在吊弦處增加了懸掛點(diǎn),可以通過調(diào)整吊弦長(zhǎng)度使接觸線在整個(gè)跨距內(nèi)的導(dǎo)線高度 基本保持了一致。減小
21、了接觸線在跨距中的弛度,改善了接觸線彈性,提高了受流的穩(wěn) 定性,便可以滿足電力機(jī)車高速運(yùn)行中穩(wěn)定受流的要求。鏈形接觸懸掛主要形式有復(fù)鏈 形懸掛、彈性鏈形懸掛、簡(jiǎn)單鏈形懸掛。 (2) 懸掛類型的選擇(三種鏈形懸掛的比較) 復(fù)鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛、簡(jiǎn)單鏈形懸掛都能滿足高速運(yùn)營(yíng)的需要。從接觸線受 流質(zhì)量來看,復(fù)鏈形懸掛無(wú)疑是最好的,但從經(jīng)濟(jì)的角度講,復(fù)鏈形懸掛的支柱高度較 高,一次性投資也相對(duì)較高,國(guó)內(nèi)也沒有成熟的施工和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),故荊州站不采用復(fù)鏈 形懸掛。對(duì)于彈性鏈形懸掛由于施工工藝和彈性吊弦的安裝的都需要精確的計(jì)算,以及 在相應(yīng)溫度張力下的長(zhǎng)度測(cè)量,都有一套嚴(yán)格的施工程序,要想其在各溫度條件下
22、都能 發(fā)揮其應(yīng)該有的作用而不使其附近的接觸網(wǎng)發(fā)生形變,是一件非常困難的事情,所以荊 州站不采用彈性鏈形懸掛。 綜合對(duì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的考慮,漢宜線荊州站接觸網(wǎng)懸掛類型選用簡(jiǎn)單鏈形懸掛。 (3) 補(bǔ)償形式的選擇 大氣溫度的變化,會(huì)對(duì)露天裝設(shè)的接觸網(wǎng)產(chǎn)生很大的影響。在溫度變化時(shí),線性長(zhǎng) 度會(huì)發(fā)生變化,進(jìn)而影響接觸網(wǎng)張力的變化。為了保證接觸線和承力索張力恒定,漢宜 線荊州站的補(bǔ)償形式采用全補(bǔ)償形式。 對(duì)補(bǔ)償裝置的要求首先是靈活,在線索的張力發(fā)生緩慢的變化時(shí),應(yīng)該能及時(shí)的補(bǔ) 償,具有較高的傳送效率。補(bǔ)償裝置還應(yīng)具有快速制動(dòng)功能,一旦發(fā)生斷線或其他事故 時(shí),線索內(nèi)的張力會(huì)發(fā)生迅速變化,補(bǔ)償裝置應(yīng)能快速制動(dòng)
23、。一般對(duì)于全補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償裝 置,如不具備斷線制動(dòng)功能,則需要專門加設(shè)斷線制動(dòng)裝置,以防止斷線事故發(fā)生時(shí), 墜砣串落地而引發(fā)更大的事故4。 荊州站的補(bǔ)償裝置采用鋁合金大半徑滑輪組補(bǔ)償裝置,在沒有條件裝設(shè)防斷中心錨 節(jié)的地區(qū)可以采用棘輪補(bǔ)償裝置。 (4) 吊弦的選擇 荊州站全線基本采用 銅合金整體吊弦,整體吊弦具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、 使用壽命長(zhǎng)、施工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。但由于在懸掛點(diǎn)處接觸線的彈性較差,所以可以在 鏈形懸掛定位點(diǎn)處采用彈性吊弦。 (5) 錨段關(guān)節(jié)的選擇 接觸懸掛中的承力索和接觸線的長(zhǎng)度達(dá)到一定值后,接觸線的受力均勻度上很難滿 足要求,對(duì)接觸網(wǎng)的施工也產(chǎn)生很大的困難,所以必須將接觸
24、網(wǎng)的分成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立 的機(jī)械分段。這些一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立的機(jī)械分段就稱為錨段,而錨段關(guān)節(jié)就是銜接這些相 鄰兩個(gè)錨段的區(qū)段。錨段關(guān)節(jié)的設(shè)置,使接觸網(wǎng)不間斷地貫通于全線。 由于四跨錨段關(guān)節(jié)中受電弓是在中心柱處實(shí)現(xiàn)由一個(gè)錨段向另一個(gè)錨段過渡,雖然 可以實(shí)現(xiàn)等高,但此處有兩個(gè)定位器,彈性性能會(huì)變得很差,進(jìn)而影響受流質(zhì)量。而在 五跨錨段關(guān)節(jié)中,轉(zhuǎn)換點(diǎn)是在兩個(gè)中心柱的中間,可以保證接觸線的彈性均勻度,有較 良好的受流質(zhì)量。所以漢宜線荊州站采用五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)。 (6) 中心錨節(jié)的設(shè)置 為了防止斷線和接觸線躥動(dòng),以縮小事故范圍,需在錨段中部加設(shè)全補(bǔ)償中心錨結(jié), 中心錨節(jié)的設(shè)置也可以防止補(bǔ)償器向一側(cè)滑動(dòng)。在直線
25、區(qū)段設(shè)置中心錨節(jié)時(shí),設(shè)置在錨 段的中間部位;但是含有曲線時(shí),中心錨結(jié)要靠向曲線較多的部位設(shè)置。 全補(bǔ)償鏈形懸掛的承力索和接觸線兩端都是用補(bǔ)償器下錨,都有可能因兩端張力不 平衡而產(chǎn)生移動(dòng),所以承力索和接觸線都要設(shè)置中心錨結(jié)進(jìn)行固定,其固定形式相當(dāng)于 由半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)與承力索中心錨結(jié)兩部分組成。全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)由 半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)部分及輔助繩組成。輔助繩在該跨距兩端的腕臂上固定后,再 延長(zhǎng)一個(gè)跨距拉向另一支柱錨固。安裝時(shí)輔助繩應(yīng)抬高錨固,一般不得低于承力索的高 度。 3.4接觸網(wǎng)負(fù)載計(jì)算 3.4.1自重負(fù)載 接觸線和承力索自重負(fù)載用于計(jì)算支柱容量時(shí)候的垂直負(fù)載及校驗(yàn)錨段長(zhǎng)度時(shí)的
26、 張力差。在荊州地區(qū),重力加速度取 9.81m/s2進(jìn)行計(jì)算。 (1) 接觸線單位長(zhǎng)度自重負(fù)載: gj 二 Sj gH 10 =13.25 10(kN/m) (2) 承力索單位長(zhǎng)度的自重負(fù)載: gc 二 Sc gH 10 =10.20 10(kN/m) 3.4.2冰負(fù)載 當(dāng)天氣發(fā)生變化時(shí),如降溫或下冷雨之后,接觸線、承力索及其構(gòu)件上會(huì)形成覆冰。 荊州地區(qū)會(huì)形成堅(jiān)硬透明或半透明的覆冰,其密度取900kg/m3進(jìn)行計(jì)算。 (1) 接觸線單位長(zhǎng)度的冰負(fù)載: gbj 二 n b b (b dj)gH 10=6.76 10(kN/m) (2) 承力索單位長(zhǎng)度的冰負(fù)載: gbc = n b b (b dc
27、)gH 10=6.65 10;(kN/m) 3.4.3風(fēng)負(fù)載 氣流結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于它的速度,低速時(shí)氣流線平行,但風(fēng)速提高后氣流會(huì) 波動(dòng)。氣流的波動(dòng)會(huì)給接觸線、承力索及支柱結(jié)構(gòu)帶來附加的動(dòng)力負(fù)載5。 由于荊州地區(qū)最大運(yùn)營(yíng)風(fēng)速Vmax=30m/s,則取風(fēng)速不均勻系數(shù)a=0.85進(jìn)行線索風(fēng)負(fù) 載計(jì)算;由于線索采用的是簡(jiǎn)單鏈形懸掛,則取風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)K=1.25進(jìn)行線索風(fēng)負(fù) 載計(jì)算;荊州地區(qū)支柱均采用H型鋼支柱,則取風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)K=1.4進(jìn)行支柱所受的 風(fēng)負(fù)載計(jì)算。 (1) 最大風(fēng)速時(shí)接觸線單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載: Pj =0.615aKdjV2 10-8.47 10“(kN/m) (2) 最大風(fēng)速
28、時(shí)承力索單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載: 2-6_3 Pc -0.615aKdcV 10-8.23 10 (kN/m) 344覆冰時(shí)候的風(fēng)負(fù)載 覆冰主要在風(fēng)速小于1015 m/s2的時(shí)候形成,所以荊州站設(shè)計(jì)中,取覆冰時(shí)候的風(fēng) 速Vb=10m/s進(jìn)行計(jì)算,主要用于支柱容量的校驗(yàn)。 (1) 覆冰時(shí)候接觸線的風(fēng)負(fù)載: pbj =0.615aK(dj 2b)v2 10=2.25 10(kN/m) (2) 覆冰時(shí)候承力索的風(fēng)負(fù)載: pbc =0.615aK(dc 2b)v2 10 =2.22 10(kN/m) 3.4.5合成負(fù)載 單位長(zhǎng)度吊弦及線夾重力負(fù)載取 0.5 10”kN/m進(jìn)行計(jì)算,則無(wú)冰、無(wú)風(fēng)時(shí)的合成 負(fù)載
29、: q gj gc gd =23.95 10(kN/m) 3.5接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中最大跨距的計(jì)算選擇(根據(jù)最大受風(fēng)偏移進(jìn)行驗(yàn)算) (1)直線區(qū)段 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及所選線索材料來看,荊州站直線區(qū)段選取的最大跨距值為60m,接 觸線許可偏移值為500mm,直線區(qū)段拉出值為300mm,則在本設(shè)計(jì)中的最大受風(fēng)偏移 值bjmax為: bjmax 8Tjm pjl2J = 323.2(mm) 計(jì)算得到在直線區(qū)段上bjmax :500mm,所以直線區(qū)段所取的最大跨距 60m滿足設(shè)計(jì) 要求。 (2)曲線區(qū)段 根據(jù)有關(guān)資料,曲線區(qū)段接觸線最大風(fēng)偏移bjmax=400mm,接觸線拉出值a=400mm, 取R=800m時(shí),
30、最大跨距為: Lmax =2 2Tj T bjx mPj + 丄 a =63.3(m) 所以,在曲線區(qū)段選取的最大跨距 60m也能滿足要求 3.6全補(bǔ)償鏈形懸掛 錨段長(zhǎng)度的校驗(yàn)計(jì)算(根據(jù)張力差進(jìn)行驗(yàn)算) 由于荊州站全是直線,則全補(bǔ)償鏈型懸掛錨段長(zhǎng)度的計(jì)算只有直線區(qū)段。根據(jù)規(guī)程, 200km/h區(qū)段接觸網(wǎng)正線的錨段長(zhǎng)度一般情況下不超過1600m,困難情況下不超過 1700m。在荊州站的平面設(shè)計(jì)中,在極限溫度下,中心錨結(jié)和補(bǔ)償器間的接觸線張力差 不超過接觸線在補(bǔ)償器處額定張力的10%,承力索上的張力差不超過承力索額定張力的 10%,即可滿足要求。 溫度變化會(huì)引起線索張力的變化,進(jìn)而引起張力差的增大
31、。簡(jiǎn)單鏈型懸掛吊弦及定 位器處于正常位置時(shí)候的溫度td=125C,則在最高或最低溫度時(shí)候與吊弦及定位器處于 正常位置時(shí)候溫度差譏=_27.5C。在進(jìn)行張力差校驗(yàn)時(shí),取吊弦的長(zhǎng)度為 c=1.0m進(jìn)行 計(jì)算。 3.6.1只考慮溫度變化吊弦造成的張力增量 吊弦在溫度變化時(shí)會(huì)因?yàn)榻佑|線長(zhǎng)度的變化而沿著接觸線發(fā)生偏移,進(jìn)而造成接觸 線內(nèi)張力的變化。 當(dāng)厶t=27.5C時(shí),由溫度變化時(shí)吊弦所引起的張力增量為: L(LI)gj( ; - ::t) 2c =-1.82(kN) 當(dāng)厶t=-27.5C時(shí),由溫度變化時(shí)吊弦所引起的張力增量為: =Tjd L(L-I)gj(;:t) 2c = 1.82(kN) 滿足張
32、力差不超過補(bǔ)償器處的張力的10%的要求,所以所取的最大錨段長(zhǎng)度1600m 滿足要求。 3.6.2定位器形成的張力增量 定位器在溫度變化時(shí)也會(huì)因?yàn)榻佑|線長(zhǎng)度變化而沿接觸線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在直線區(qū)段 上,定位器形成的張力影響小,錨段長(zhǎng)度為1600m時(shí),其定位器產(chǎn)生的張力增量只有幾 十牛頓,可以忽略不計(jì)。 3.6.3其他因素引起的張力增量 實(shí)際上,一條線路是由吊弦和定位器共同作用的,所以,彈性變形的影響是必不可 免的,但是彈性變形引起的張力增量很小,可忽略不計(jì)。除此之外,接觸線的彈性伸長(zhǎng) 也會(huì)引起張力增量的變化,但是影響也很小,也可忽略不計(jì)。 綜上所述,選取的接觸線錨段長(zhǎng)度1600m滿足荊州站設(shè)計(jì)要求,同
33、理算得承力索在 此錨段長(zhǎng)度下也滿足要求。 3.7荊州車站硬橫跨(圖的比例不對(duì)) 參照:通化(2008)1401-V接觸網(wǎng)鋼管硬橫跨安裝構(gòu)造圖 荊州站的硬橫跨采用單跨硬橫跨,中間無(wú)支柱的接觸懸掛采用吊柱安裝形式,在單 跨硬橫跨中,每一單跨跨度取 15.0m40.0m。 鋼管硬橫跨用YHK-x表示,其中x為跨度長(zhǎng)度的編號(hào),分為 ABCDE五類,A類 表示跨距長(zhǎng)度為1520m,B類表示跨距長(zhǎng)度為2025m,C類表示跨距長(zhǎng)度為2530m, D類表示跨距長(zhǎng)度為3035m,E類表示跨距長(zhǎng)度為3540m。由于在荊州站設(shè)計(jì)中,站 臺(tái)及咽喉區(qū)結(jié)合雨棚柱立柱及線間立柱,所以只有部分地區(qū)采用硬橫跨,荊州站的硬橫 跨
34、只有YHK-A和YHK-B兩種形式。 YHK-A型硬橫跨如圖3.1所示。 4200 4200 8 EL-1-4.2 L5mL20ni 圖3.1 YHK-A型硬橫跨 YHK-B型硬橫跨如圖3.2所示。 6900 L0 20nrL25ni 6900 L0 6900 圖3.2 YHK-B型硬橫跨 硬橫跨由橫梁、支柱及基礎(chǔ)組成,結(jié)構(gòu)為門型鋼結(jié)構(gòu),橫梁預(yù)起拱。支柱選用無(wú) 縫鋼管柱,橫梁選用正三角形截面格構(gòu)式鋼管組合梁。 橫梁跟支柱采用法蘭連接,支柱跟基礎(chǔ)可以采用法蘭連接,也可采用杯型基礎(chǔ)連接。 荊州車站硬橫跨的設(shè)計(jì)采用法蘭連接,若是用杯型基礎(chǔ)連接,應(yīng)該不使用支柱底部的法 蘭盤,并要適當(dāng)增加支柱長(zhǎng)度。橫梁
35、由三個(gè)或者五個(gè)梁段鏈接組成, 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,梁段之間使用法蘭連接。 吊臂采用矩形鋼管式,在硬橫梁下弦用螺栓進(jìn)行連接。 鋼柱表示為GZ-x,所以荊州站硬橫跨鋼柱為 GZ-A和GZ-B兩種形式。 邊梁表示為BL-x-L,中梁表示為ZL-x-L,x也只有AB兩中形式。邊梁的長(zhǎng)度在硬 橫跨為A型時(shí)取4.2m,即BL-A-4.2 ;邊梁的長(zhǎng)度在硬橫跨為 B型時(shí)取6.9m,即BL-B-6.9 而中梁長(zhǎng)度L根據(jù)具體情況選用。 綜上,漢宜線荊州站硬橫跨為單跨硬橫跨,且跨度都在 15.0m25.0m之間,所以用 YHK-A和YHK-B的單跨硬橫跨,邊梁分別采
36、用 BL-A-4.2和BL-B-6.9型,中梁分別采 用ZL-A-L和ZL-B-L型,鋼柱采用GZ-A和GZ-B型,其中中梁長(zhǎng)度L根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情 況選用。 4漢宜線荊州站 接觸網(wǎng)平面圖及設(shè)備裝配圖(重點(diǎn)) 注意:裝配圖的回答很重要。 4.1放圖 荊州站共有8股道,除了 I、II號(hào)股道為正線,其余股道全部為站線。由于漢宜線 荊州站屬于較大的車站,所以平面圖采用1:1000的比例進(jìn)行繪制。首先根據(jù)給出的荊州 站平面布置圖繪制站臺(tái)及全部直線區(qū)段的股道,在I號(hào)股道上標(biāo)出相應(yīng)的里程坐標(biāo),荊 州站設(shè)計(jì)的里程坐標(biāo)范圍為 DK203+300到DK206+700,總長(zhǎng)約3400m。接著根據(jù)給出 的岔心坐標(biāo)確定股
37、道上對(duì)應(yīng)的岔心位置, 標(biāo)出道岔型號(hào)、編號(hào)及理論岔心的坐標(biāo)。最后, 繪制咽喉區(qū)及渡線的股道便可完成平面圖的放圖任務(wù)了。 本次荊州站的設(shè)計(jì)中共22個(gè)道岔,且全為1/18型道岔。 4.2布置支柱 布置支柱的順序是先從咽喉區(qū)開始布置道岔柱和定位柱,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)定位。1/18 型道岔的標(biāo)準(zhǔn)定位如圖4.1所示。在受電弓中心距離相鄰一支接觸線距離為 6001050mm 的始觸區(qū)范圍內(nèi)不可安裝任何線夾及金具,否則會(huì)發(fā)生刮弓或打弓。在始觸區(qū)前 550600mm處安裝一組交叉吊弦,使受電弓過道岔時(shí)兩支導(dǎo)線同時(shí)抬高。 接著,確定車站中心的支柱。為了保持雨棚形式的協(xié)調(diào)統(tǒng)一及美觀性,雨棚區(qū)段的 支柱采用與站臺(tái)雨棚合架的
38、形式,所以車站中心的支柱根據(jù)雨棚柱確定。荊州車站采用 無(wú)站臺(tái)柱雨棚,車站站臺(tái)上不設(shè)置接觸網(wǎng)支柱。站臺(tái)范圍內(nèi)I、3股道及5、7股道間有 雨棚立柱,該股道上的接觸網(wǎng)腕臂結(jié)構(gòu)及附加導(dǎo)線安裝在雨棚立柱上,雙側(cè)懸掛;II、4 股道及6 8股道無(wú)雨棚立柱,采用線間立柱,雙側(cè)懸掛。 最后在盡量滿足相鄰跨距要求的前提下布置其他位置的支柱。一般區(qū)段相鄰跨距之 比不宜大于1.15:1,而咽喉區(qū)為了保證良好的受流,相鄰跨距之比不大于 1.25:1。部分 硬橫跨區(qū)段,為了滿足標(biāo)準(zhǔn)定位及相鄰跨距要求,需要另外加設(shè)道岔柱,而不采用硬橫 跨的支持定位裝置。在荊州站接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)中,采用的最大跨距為60m,支柱均采用H 型鋼支
39、柱。 4.3劃分錨段 由于本次接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)是荊州車站的設(shè)計(jì),所以必須在車站兩端下錨。若在咽喉 區(qū)外側(cè)的渡線外側(cè)進(jìn)行下錨,貝M線的錨段長(zhǎng)度將達(dá)到2000m,肯定不能滿足要求。若 在渡線內(nèi)側(cè)靠近渡線區(qū)段下錨,雖然可以滿足最大錨段的要求,但是不便于檢修。所以 為了方便接觸網(wǎng)的檢修,本次設(shè)計(jì)正線在站臺(tái)的兩側(cè)進(jìn)行下錨。在本次荊州站設(shè)計(jì)中將 正線分為三個(gè)錨段,正線在車站左側(cè)處I-1和II-1區(qū)段的錨段長(zhǎng)度為1504.7m;正線在 車站中心處I-2和II-2區(qū)段的錨段長(zhǎng)度為920.5m;正線在車站右側(cè)處1-3和II-3區(qū)段的 錨段長(zhǎng)度為1255.9m。正線基本能滿足最大錨段長(zhǎng)度不大于1600m的要求。 荊
40、州站設(shè)計(jì)的3號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為1480.8m; 4號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為1612.8m; 5 號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為1462.4m; 6號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為1083.0m; 7號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為 1371.7m; 8號(hào)站線的錨段長(zhǎng)度為1407.5m。均能滿足站線最大錨段長(zhǎng)度不大于1800m 的要求。荊州車站站線錨段的設(shè)計(jì)中,在車站左側(cè),5號(hào)接觸線需要跨過3號(hào)到達(dá)I號(hào) 后進(jìn)行下錨,為了使道岔處采用無(wú)交叉線岔,則5號(hào)接觸線經(jīng)過3號(hào)時(shí)形成一個(gè)抬高, 以非工作支的形式通過。同理,在車站右側(cè),8號(hào)接觸線跨過4號(hào)時(shí)也抬高通過。在車 站右側(cè),由于兩條渡線相隔距離非常小,所以在渡線中間不進(jìn)行下錨,而是以一根接觸 線通過
41、兩個(gè)渡線,在渡線兩頭進(jìn)行下錨。 4.4確定接觸線拉出值 從咽喉區(qū)開始,依次確定拉出值的大小與方向。在道岔位置盡量按照標(biāo)準(zhǔn)定位確定 拉出值,在錨段關(guān)節(jié),按照五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)確定拉出值。在直線區(qū)段拉出值一般情況 下取300mm,由于曲線區(qū)段的半徑在300-1200m之間,所以拉出值取400mm,曲線區(qū) 段導(dǎo)線走曲線的割線,曲外全取正,曲內(nèi)全取負(fù)。為了滿足上下行絕緣距離1.6m,則上 下行接觸線的拉出值要同方向,所以部分區(qū)段在相鄰支柱上拉出值可以均為正或均為 負(fù),但要盡量保持接觸網(wǎng)的美觀。 4.5確定支柱類型 由于荊州站目標(biāo)速度為200km/h,所以腕臂柱采用H型鋼支柱。根據(jù)支柱底部最大 彎矩計(jì)算后
42、,本次設(shè)計(jì)錨柱基本采用 GHT240B/9.0型;轉(zhuǎn)換柱基本采用 GHT240B型; 部分錨柱和轉(zhuǎn)換柱結(jié)合地方采用 GHT240C/9.0型;中間柱基本采用 GH240A型;雙線 路腕臂柱基本采用GHT240C型。部分地方,如回流線下錨柱采用 GHT240B型,部分 中間柱為架空線抬高則相應(yīng)增加支柱高度,但是本設(shè)計(jì)沒有對(duì)架空線做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)。 上述型號(hào)中GH和GHT為H型鋼支柱的代號(hào):GH表示符合標(biāo)準(zhǔn)DIN1025-2的H 型鋼支柱;GHT表示符合標(biāo)準(zhǔn)DIN1025-4的H型鋼支柱,2種型號(hào)支柱的最大區(qū)別是 柱底彎矩的不同。240表示截面標(biāo)稱高度為240mm的H型鋼支柱。上述型號(hào)中的 ABC
43、表示法蘭盤的三種型號(hào):A型法蘭適用于柱底彎矩150KN m的支柱;B型法蘭適用于 150KN m :柱底彎 矩乞200KN m的支柱;C型法蘭適用于 200KN E :柱底彎矩 -240KN m的支柱。 4.6校驗(yàn)與校核 在支柱選型后,分別對(duì)支柱進(jìn)行了容量的校核計(jì)算,其負(fù)載時(shí)的容量值小于原選支 柱的容量,計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。 4.7表格欄及相應(yīng)說明 在已完成的接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖上,除了上述的沿線路的支柱布置外,在圖的下方設(shè) 有表格欄。在表格欄內(nèi)應(yīng)明確標(biāo)示出施工工程所需要的各種原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、所用 設(shè)備的規(guī)格類型及其安裝圖號(hào)等。 具體內(nèi)容如下所述: (1) 側(cè)面限界:根據(jù)規(guī)程規(guī)定正線側(cè)面限界
44、不小于2.5m,側(cè)線側(cè)面限界不小于 2.15m,所以本線路支柱側(cè)面限界取 3.1m,線間立柱要在滿足側(cè)面限界要求的情況下, 立柱于兩線路中心。 (2) 支柱類型:在支柱類型欄內(nèi)要標(biāo)明每一個(gè)支柱的材質(zhì)、型號(hào)及法蘭類型,部分 錨柱要標(biāo)上高度,而其他支柱的高度根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算得出。支柱類型的選擇是根據(jù)不 同情況支柱底部最大彎矩,取最嚴(yán)重的情況作為選擇支柱容量的依據(jù)。 (3) 地質(zhì)情況:在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的平面圖要清楚的標(biāo)明沿線路的地質(zhì)情況。因?yàn)橹е?埋設(shè)地點(diǎn)、基礎(chǔ)的穩(wěn)固程度與地質(zhì)情況有密切關(guān)系,不同的地質(zhì)情況表明其承壓力不同, 土壤的允許承壓力,表示土壤的基本力學(xué)性質(zhì)。本線路的地質(zhì)情況用允許承壓力表示,
45、均為 100kPa。 基礎(chǔ)(橫臥板)類型:橫臥板的法蘭類型是根據(jù)不同類型支柱容量的不同而選 用不同的型號(hào),分別是DJ-LJH-A和DJ-LJH-B以及DJ-LJH-C ,而下錨的錨柱處加設(shè)LJ-E 的橫臥板。上述的橫臥板中DJ代表獨(dú)立基礎(chǔ),LJH表示采用H型鋼支柱的路基,而ABC 是與支柱相對(duì)應(yīng)的法蘭盤類型。 (5) 硬橫跨及腕臂柱的安裝圖號(hào):它表示了各個(gè)硬橫跨或腕臂柱裝配形式所對(duì)應(yīng)的 圖號(hào)。設(shè)計(jì)單位都根據(jù)支柱工作狀態(tài)的要求,繪制了各類支柱裝配定型圖,每一張裝配 圖都編有相應(yīng)圖號(hào)。為便于施工參考及進(jìn)行工程數(shù)量統(tǒng)計(jì),在接觸網(wǎng)平面示意圖中都標(biāo) 有相應(yīng)支柱裝配圖的圖號(hào)。 (6) 回流線安裝圖號(hào):它表
46、示回流線在支柱上的裝配形式所對(duì)應(yīng)的圖號(hào)。 4.8荊州車站接觸網(wǎng)設(shè)備裝配圖說明 (1) 荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖說明 荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖如附圖 A所示。荊州站接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖為此次設(shè)計(jì)的首 要目標(biāo),是整個(gè)車站內(nèi)接觸網(wǎng)導(dǎo)線走向和布置的指導(dǎo)性圖紙,同時(shí)也是施工單位進(jìn)行接 觸網(wǎng)架設(shè)施工的主要依據(jù),不僅關(guān)系到工程的成功與否,也關(guān)系到電氣化鐵路的安全穩(wěn) 定運(yùn)營(yíng),意義重大。 平面設(shè)計(jì)圖中主要包括支柱號(hào)、跨距、拉出值、下錨位置、錨段長(zhǎng)度和公里標(biāo)等接 觸網(wǎng)施工的必須參數(shù),還有相應(yīng)的表格欄。 接觸導(dǎo)線高度為6400mm,懸掛類型為全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛;正線承力索與接觸線: JTMH-120+CTS-150,張力:20kN+25kN ;站線承力索與接觸導(dǎo)線:JTMH-70+CTA-85, 張力:15kN+10kN。 本次荊州站設(shè)計(jì)共22個(gè)道岔,道岔均為1/18型,且盡量采用標(biāo)準(zhǔn)定位。 荊州站接觸網(wǎng)裝配圖說明 荊州站接觸網(wǎng)裝配圖如附圖B所示。 圖號(hào)為F10M04表
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