接觸網(wǎng)課程設(shè)計(jì) 支柱的選擇

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接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)平日（30）修改（40）報(bào)告（30）

總成績(jī)

專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院

2023年7月13日

接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1方案選擇

1.1支柱選用

根據(jù)要求選擇支柱型號(hào)，根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并對(duì)支柱進(jìn)行負(fù)載容量的計(jì)算。此題主要說(shuō)明腕臂支柱的選擇要求。

對(duì)支柱進(jìn)行校驗(yàn)主要是計(jì)算負(fù)載，支柱的負(fù)載是支柱在工作狀態(tài)下所承受的垂直負(fù)載和水平負(fù)載的統(tǒng)稱。支柱負(fù)載越大，支柱基底面處所承受的彎矩也越大。支柱的負(fù)載計(jì)算，就是計(jì)算基底面處可能出現(xiàn)的最大彎矩值，其目的是根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)選擇適當(dāng)容量的支柱。我們尋常所說(shuō)的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大許可彎矩值。支柱的最大彎矩，除了與支柱所在位置、支柱類型、接觸懸掛類型、線索懸掛高度、支柱跨距及支柱側(cè)面限界有關(guān)外，還與計(jì)算氣象條件有直接關(guān)系。最大彎矩可能出現(xiàn)在最大風(fēng)速、最大附加負(fù)載（覆冰）或最低溫度的時(shí)候。在計(jì)算最大彎矩時(shí)，一般應(yīng)對(duì)三種氣象條件進(jìn)行計(jì)算，取其中最大值作為選擇支柱容量的依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，支柱的最大計(jì)算彎矩多發(fā)生在最大風(fēng)速及最大冰負(fù)載時(shí)。本文就取最大風(fēng)速及最大冰負(fù)載時(shí)作為選擇依據(jù)。

進(jìn)行支柱負(fù)載計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)支柱懸掛類型，按垂直負(fù)載和水平負(fù)載分別計(jì)算,計(jì)算之前，必需具有所有計(jì)算應(yīng)具有的原始結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)，并確定相關(guān)的參數(shù)，原始結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)可以查接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得到。

1.2方案選擇

設(shè)計(jì)一個(gè)建造于自然地基上的基礎(chǔ)，應(yīng)具備三個(gè)條件：基礎(chǔ)自身具有足夠的強(qiáng)度；基礎(chǔ)具有良好的穩(wěn)定性；地基應(yīng)具有足夠的承載力。

接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)是直接埋置于土體中的，其埋置深度一般都小于5m，屬于淺平基。接觸網(wǎng)支柱的受力特點(diǎn)是水平負(fù)荷大，因此，其抗傾覆的穩(wěn)定性是很重要的。根據(jù)支柱負(fù)荷的大小，基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和形式也不盡一致。

支柱類型有好多，一般為現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土整體基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋設(shè)地腳螺栓，安裝時(shí)將支柱擰固于地腳螺栓上。支柱安裝后，在基礎(chǔ)頂部做一個(gè)混凝土帽，為基礎(chǔ)帽，以保護(hù)連接螺栓、螺母不致銹蝕?；A(chǔ)帽只起防水作用，不用打的很厚實(shí)，只要求表面細(xì)密防水，以便需要搬遷支柱時(shí)簡(jiǎn)單敲開(kāi)。

但是對(duì)于矩形截面的混凝土支柱，在不單獨(dú)設(shè)立基礎(chǔ)時(shí)，其地面以下部分代替了基礎(chǔ)基礎(chǔ)的效用，為了增加地下部分與地基土的接觸面積，需要在其受力面安裝橫臥板。

2設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1原始參數(shù)以及分析

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腕臂支柱選擇混凝土柱，支柱型號(hào)為H38/8.7+2.6，跨距為50m。

100，承力索采用GJ-70，通過(guò)查表215可以獲得接觸線最大風(fēng)負(fù)載，承力索最大風(fēng)負(fù)載以及支柱的風(fēng)負(fù)載。同時(shí)可以獲得接觸

本文計(jì)算取最大風(fēng)速25m/s,接觸線采用GLCA

線在定位點(diǎn)的力,可以用此算得接觸線之字力。所有參數(shù)確定后即可算得支柱所承受的最大彎矩，對(duì)現(xiàn)有的支柱容量進(jìn)行校驗(yàn)，看其是否符合條件，支柱所承受的負(fù)載是否超過(guò)其容量，如未超過(guò)，即支柱符合使用條件，如超過(guò)，則支柱不符合使用條件，需另行選擇適合的支柱。

其中最大風(fēng)速的計(jì)算可以根據(jù)不同的風(fēng)速不均勻系數(shù)由表1求出。

表1風(fēng)速不均勻系數(shù)

計(jì)算風(fēng)速（m/s）風(fēng)速不均勻系數(shù)a20以下20-3031-3535以上1.000.850.750.72.2相關(guān)參數(shù)的確定和計(jì)算

對(duì)支柱的受力進(jìn)行分析，如圖2.2.1所示可以得出以下計(jì)算。

Pz

QgPjQ0CX圖2.2.1支柱受力分析圖

(1)垂直負(fù)載計(jì)算包括懸掛結(jié)構(gòu)的自重負(fù)載和鏈形懸掛的自重：

(0.925+0.615)×10×50=0.0010.77(kN)

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(0.145+0.226)×10×50×0.0010.1855=0.65(kN)

(2)水平負(fù)載計(jì)算如圖2.2.2所示，它包括接觸線最大風(fēng)負(fù)載、承力索傳遞給支柱的最大風(fēng)負(fù)載、支柱風(fēng)負(fù)載、接觸線之字值形成的水平分力和墜陀傳遞的拉力。

圖2.2.2水平風(fēng)負(fù)載示意圖

接觸線最大風(fēng)負(fù)載：

支柱風(fēng)負(fù)載：

查得，支柱的受風(fēng)面積F為2.11,風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)K為1.4，v為25m/s。

接觸線之字力：

墜陀傳遞的拉力：

25×8×9.81×2=3.924(kN)

所需參數(shù)值計(jì)算出來(lái)后，找出各力對(duì)支柱地面中點(diǎn)處的力臂，求出力矩，合力力矩之和即為所計(jì)算的支柱負(fù)載，即：

(0.77+0.325)×1.8065+(0.685+0.5767)×6.3+(0.457+0.234)×8+0.5×1.135×8.7+0.457×8.7+0.6

85×(8.71.1)=28.784(kN/m)

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0.0625×(0.85×1.25×18.05×25×25)=0.0010.685(kg/m)0.0625×(0.85×1.25×11×25×25)=0.0010.457(kg/m)

承力索最大風(fēng)負(fù)載：

(以上兩式中為風(fēng)速不均勻系數(shù)，取0.85；k為風(fēng)負(fù)載體型系數(shù)，取1.25。)

0.615×1.4×2.111=0.0011.135(kN)4×27×0.00534=0.5767(kN)

2.3腕臂支柱負(fù)載計(jì)算及校驗(yàn)接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告

3設(shè)計(jì)總結(jié)

支柱的負(fù)載是支柱在工作狀態(tài)下所承受的垂直負(fù)載和水平負(fù)載的總稱。支柱負(fù)載越大，支柱底面所受的彎矩越大。

支柱的負(fù)載計(jì)算，就是計(jì)算底面處可能出現(xiàn)的最大玩具值，其目的是根據(jù)據(jù)算結(jié)果來(lái)選擇適當(dāng)容量的支柱。尋常所說(shuō)的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大許可彎矩值。

一只支柱的容量的大小，是指承受能力的大小，它取決于支柱的自身結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)短期的學(xué)習(xí)，我們也了解到了由于中間支柱、轉(zhuǎn)換支柱及錨柱等由于懸掛的數(shù)目不一樣，受力條件也不盡一致，因此，支柱負(fù)載的計(jì)算和校驗(yàn)也是不一致的。為了經(jīng)濟(jì)合理的使用支柱，應(yīng)當(dāng)是承受負(fù)載較大的使用大容量支柱。各種支柱的負(fù)載除了與懸掛條件有關(guān)外，還受氣象條件的影響。在選擇和校驗(yàn)之前對(duì)不同類型的支柱應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定其負(fù)載。在計(jì)算負(fù)載時(shí)候還應(yīng)有特別裝配的各種支柱，應(yīng)恰選中擇