接觸網(wǎng)課程設(shè)計(jì)跨距計(jì)算

接觸網(wǎng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

TOC\o"1-5"\h\z

班 級(jí)

學(xué) 號(hào)

姓 名

指導(dǎo)師

評(píng)語

2012年2月24日

1.基本題目

1.1題目

某地區(qū)跨距長(zhǎng)度的計(jì)算

1.2題目分析

跨距就是兩相鄰支柱間的距離，其長(zhǎng)度的決定涉及到一系列經(jīng)濟(jì)、技術(shù)問題，是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中重要的問題之一?？缇嘤薪?jīng)濟(jì)跨距和技術(shù)跨距兩個(gè)概念。單從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮問題所決定的跨距為經(jīng)濟(jì)跨距；而按技術(shù)要求決定的跨距稱為技術(shù)跨距。在一般情況下，經(jīng)濟(jì)跨距總是要大于技術(shù)跨距的。

技術(shù)跨距是根據(jù)接觸線在受橫向水平力（如風(fēng)力）作用時(shí)，對(duì)受電弓中心線所產(chǎn)生的許克偏移而決定的，對(duì)于簡(jiǎn)單接觸懸掛，弛度也是決定跨距的重要因素。

某地區(qū)的接觸懸掛類型決定了這地區(qū)跨距長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)果。為了能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的最優(yōu)化，就需要對(duì)兩種接觸懸掛類型下的跨距長(zhǎng)度進(jìn)行比較。

要使接觸線良好地工作，就要保證在受風(fēng)作用下，接觸線對(duì)受電弓中心線的受風(fēng)偏移值不要超過其規(guī)定的最大許可值。根據(jù)受電弓滑板的最大工作寬度，鐵路工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定，在最大計(jì)算風(fēng)速條件下，接觸線對(duì)受電弓中心的最大水平偏移值不應(yīng)超過500mm。在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中，仍按此規(guī)定處理。

2.跨距長(zhǎng)度的計(jì)算

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)跨距兩端是死固定，即不考慮補(bǔ)償器的補(bǔ)償作用，同時(shí)認(rèn)為在受風(fēng)以后，導(dǎo)線內(nèi)張力變大，而不考慮張力變大后的導(dǎo)線的彈性伸長(zhǎng)。此時(shí)，接觸線的水平偏移值。.如圖1所示。圖中表示的是接觸線在跨距內(nèi)任意點(diǎn)的j

橫斷面，接觸線在水平負(fù)載p.的作用下位于斜面內(nèi)。由圖中可知

圖1接觸線的水平受風(fēng)偏移

由圖可知

bp

—h=—j

yq

V

b=yPj

jq

V

接觸線在跨距內(nèi)任意點(diǎn)的弛度y值可由式

gx(l—x)y=

2T

q-x(l—x)

V2T

j

將y值代入式(2)中得

b=P.-x(l—x)

jmax 2T

j

當(dāng)x為l的中點(diǎn)時(shí)，具有最大水平風(fēng)偏移，即

b=y

jmax 8T

j

⑴

⑵

⑶

(4)

在直線區(qū)段上，當(dāng)接觸線布置成之字形時(shí)，對(duì)其線路中心(也即是受電弓中心)線的偏移巨鼎與y1及y2,如圖2所示。其值由下式確定

圖2等之字值布置

p-x(l—x)

yi=j2T

j

a(l—2x)y2

其中,a——接觸線之字值(mm)

Pj——接觸線單位長(zhǎng)度上的風(fēng)負(fù)載(kN/m)

Tj——接觸線張力(kN)

1——跨距長(zhǎng)度(m)

由此可得接觸線在跨距長(zhǎng)度內(nèi)任意點(diǎn)(距左側(cè)支柱為x)對(duì)線路中心的偏移值b.為

(5)

2T

j

b_P.?x(l-x)*a(l—2x)j

db

j=0dx

解式(5)得

l2aT

x_——

2

將尤值再代入式(5),整理可得

?12 2a2T

+

P-12

P

j

8T

j

在接觸線具有不等之字值和時(shí)，如圖3所示。其最大偏移值由下式確定

b

jmax

(6)

圖3不等之字值布置

由圖3可知

TOC\o"1-5"\h\z

y_a—a_a—匕+%_匕—％ (7)

3 1 12 2

將不等之字值布置時(shí)形成的偏移分量代入式(6)，并將為代替式中a值，就

可求得接觸線在跨距內(nèi)最大偏移值b加ax，得

(8)

p?l2(a+a)2Ta—ab_—j+——1——j+2jmax8T 2p-12 2

如果取式(6)中的bjmax和bjx，并求解出l，即可得到接觸線在直線上的最大跨距

穴:

lm疽2、|p+(b]x+*;b2jx-a2) ⑼

其中,l 最大計(jì)算跨距值(m)

max

Tj——接觸線的張力(kN)

P.——接觸線單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載(kN/m)

bjx——接觸線的許可偏移值(m)

a：接觸線之字值(在曲線區(qū)段上為拉出值)(mm)

接觸線在曲線區(qū)段上布置成割線的形式，拉出值為a，其曲線區(qū)段上的受風(fēng)偏移如圖(4)所示。

]

圖4曲線區(qū)段上接觸線的受風(fēng)偏移圖

1一接觸線起始位置；2一受電弓中心線行跡；

3—接觸線的風(fēng)偏移值

12

y=-

i8R

曲線線路中心的馳距值坊由圖5決定。由圖中的直角三角形得

近似解得

在無風(fēng)作用時(shí)，接觸線距受電弓中心的偏移值由圖4可知，應(yīng)為

(10)

當(dāng)風(fēng)負(fù)載作用于接觸線時(shí)，接觸線對(duì)受電弓中心線的最大偏移值可按下式?jīng)Q

(11)

b=U土,

j8T 2

式中有正負(fù)號(hào)，其"+”號(hào)表示風(fēng)向曲線內(nèi)側(cè)吹，而“一”號(hào)表示風(fēng)向曲線外側(cè)吹。

從圖5可以看出，在風(fēng)向曲線內(nèi)側(cè)吹時(shí)，出現(xiàn)最不利的情況。此時(shí)，接觸線對(duì)受電弓中心線行跡的最大偏移值為

b =P±+,

jmax8T2

C

圖5決定曲線的弛度

將式(10)中的方代入上式后可得

b_Pj?j2+12_^_12

jmax_8T 疝 ~8

j

P1

-j+—

TR

(12)

令式(12)的bjmax和bjx，并求解1，即可得在曲線區(qū)段上的最大跨距值為

1

max

+a)

(13)

由式(12)和式(13)可以看出，在曲線區(qū)段上，求最大跨距1時(shí)，需先知道拉出值a，而在求拉出值a時(shí)，又要知道跨距。因此，一般是先假設(shè)一個(gè)拉出值a，求得最大跨距，然1后再驗(yàn)算拉出值a時(shí)候比假設(shè)值大，若基本相等，則即為1所求；否則需重復(fù)計(jì)算。但要指出的是，在一般計(jì)算中往往是取。的經(jīng)驗(yàn)值，max

直接求最大跨距，不1必反復(fù)計(jì)算。

在求證b.和時(shí)Tax，式中均沒有考慮接觸線水平面處支柱的受風(fēng)偏移，若考慮支柱撓度的變化，并令代表支柱在接觸線水平面內(nèi)受風(fēng)時(shí)的位移，則各式為：

(1)在直線區(qū)段上，接觸線以等之字布置時(shí)

(2)在曲線區(qū)段上

(3)在緩和曲線上

l

max

bp-12 2a2T

jmax8Tp-12j

=2, —yj+g(n-yj)2-a2

b

jmax

l

max

b

jmax

-a+y

j

2T G

b -y

Tjxj

Pj+節(jié)

+a)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

其中,l°——緩和曲線長(zhǎng)度(m)

lx——由直線點(diǎn)全觀測(cè)點(diǎn)的長(zhǎng)度(m)

R 曲線半徑(m)

應(yīng)該指出，在緩和曲線上時(shí)，由于緩和曲線的長(zhǎng)度各不相同，且跨距所在和

曲線的位置也是千差萬別，因此，不可能求出在緩和曲線上固定的最大跨距值。式l(18)是用來校驗(yàn)已布置好的跨距l(xiāng)的，看其接觸線的最大風(fēng)偏移值b.o若實(shí)際的風(fēng)偏移值大于bjx時(shí)，則應(yīng)該調(diào)整跨距或者縮小拉出值。 *

2.2技術(shù)參數(shù)的選取

支柱偏移：一般情況下鋼筋混凝土支柱可取為0.02m鋼支柱取為0.03m，最大可取為0.05m。

拉出值的取值：考慮高速列車的擺動(dòng)情況，高速客專接觸網(wǎng)的拉出值在直線區(qū)段宜取為200?300mm之間；曲線區(qū)段的取值則要通過計(jì)算確定。參考取值:直線區(qū)段取為300mm；高速取為200mm；R>1800m時(shí)，取為150mm；1200m<R<1800m時(shí)，取為250mm；180m<R<1200m時(shí)，取為400mm。

表1線索自重及冰風(fēng)負(fù)載

b=5mm

自重(kg/m)

冰負(fù)載(kg/m)

自重+冰重

最大風(fēng)負(fù)載(kg/m)

v=25m/s

100

GLCA215

0.925

1.070

0.685

GJ-70

0.615

0.841

0.457

查表得風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)K=1.25,H60支柱a=413mm，結(jié)冰厚度為5mm，最大風(fēng)速為25m/s，風(fēng)速不均勻系數(shù)a=0.85。

接觸線采用接觸線TCG-100:T.=1000Kg；A=11.8mm；B=12.8mm;

當(dāng)量系數(shù)m=0.85，直線區(qū)段觸線接許可風(fēng)偏移值b.x=0.5m，曲線區(qū)段接觸線許可風(fēng)偏移值b\2=0.45m，接觸線水平面內(nèi)支柱擾度0.05m。直線區(qū)段“之”字值a=300mm，曲線區(qū)段拉出值a見表2。

表2接觸線拉出值

曲線半徑R（米）

300WRW1200

1200<R<1800

1800WR

直線

拉出值a（毫米）

300

250

150

±300

由下式可得接觸線單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載

p=0.615a姐u2X10-6=0.615x0.85x1.25x11.8x302x10-6=0.6940(@/m)

(1)直線區(qū)段：

其中，/max 最大計(jì)算跨距（m）；

T. 接觸線額定張力（Kg?m）；

P.——接觸線受風(fēng)負(fù)載（Kg/m）；m一鏈形懸掛當(dāng)量系數(shù)；

b.x 最大允許偏移（m）；

a二直線區(qū)段接觸線的之字值（m）；

Y.——接觸線水平面內(nèi)支柱撓度（m）。

代入數(shù)據(jù)得：

l

max

c: 1000

=2i

\0.85x0.6940

0.5-0.05+\：'(0.5-0.05)2-0.32

=72.98m

故對(duì)于直線區(qū)段，最大跨距取lmax=65mo

（2）曲線區(qū)段：

l=2 七廠(b—y+a)

max| Tix/

]mP+R

其中,R一相應(yīng)曲線半徑（m）；

a——曲線區(qū)段接觸線拉出值（m）。

計(jì)算結(jié)果見表6。

表3最大跨距計(jì)算值、取用值及標(biāo)準(zhǔn)值（單位：m）

曲線半徑R

300

400

600

700

900

1800

直線

最大允許跨

距計(jì)算值

39.11

44.07

51.56

54.52

59.39

64.73

72.98

最大允許跨距取用值

35

40

45

50

55

60

65

3.結(jié)論與體會(huì)

接觸網(wǎng)是一種復(fù)雜的供電設(shè)備，為了列車的安全運(yùn)行，必須保證列車受流平穩(wěn)，在技術(shù)上在要求接觸線具有恒張力。然而接觸網(wǎng)受溫度和氣象條件的影響很大，溫度會(huì)使接觸線和承力索的張力發(fā)生變化，不利于列車的安全運(yùn)行。為了解決線索能夠保持恒張力，在實(shí)際中采用了各種形式的張力自動(dòng)補(bǔ)償裝置。在這次設(shè)計(jì)中依次論述了滑輪式張力補(bǔ)償裝置、鼓輪式張力補(bǔ)償裝置、德國(guó)Re200C型非并聯(lián)棘輪式補(bǔ)償裝置、日本彈簧式張力補(bǔ)償裝置以及我國(guó)最新的YB型液壓補(bǔ)償裝置，采用不同的補(bǔ)償裝置其張力補(bǔ)償?shù)男Ч膊煌?，由于我?guó)幅員遼闊，各地氣象溫度差異很大，在施工過程中可以靈活采用各種形式的補(bǔ)償裝置。

此次設(shè)計(jì)過程中，我們查閱了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)接觸網(wǎng)張力補(bǔ)償?shù)奈墨I(xiàn)，本文所羅列的各種補(bǔ)償裝置中既有傳統(tǒng)的滑輪式補(bǔ)償裝置，又有國(guó)外先進(jìn)的補(bǔ)償裝置，同時(shí)還詳細(xì)介紹了我們最新的YB型液壓補(bǔ)償裝置。通過不斷查閱和學(xué)習(xí)，更深刻地了解了張力補(bǔ)償裝置的工作原理及其在實(shí)際使用中的重要性，加深了對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。原本以為補(bǔ)償裝置僅僅是課本上所敘述的那幾種，在做這次課程設(shè)計(jì)的工作中，我們得以接觸到國(guó)內(nèi)外各種更新更先進(jìn)的補(bǔ)償裝置，所以課外探索式學(xué)習(xí)是課堂理論學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充，在今后的學(xué)習(xí)中，我們會(huì)著力培養(yǎng)這方面的能力，在知識(shí)深度和廣度上得到更大的提升，運(yùn)用知識(shí)