基于CAD技術(shù)的站場平面設計(常州站)_本科畢業(yè)設計

1、西 南 交 通 大 學本科畢業(yè)設計論文基于CAD技術(shù)的站場平面設計常州站STATIONS PLANE DESIGN OF CATENARY BASED ON CAD TECHNOLOGYTHE CHANGZHOU STATION院 系 電氣工程系 專 業(yè) 電氣自動化 年 級 2021級 姓 名 題 目 基于CAD技術(shù)的站場平面設計 指導教師 評 語 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 辯論委員會主任 (簽章) 年 月 日 畢業(yè)設計論文任務書班 級 電化級班 學生姓名 學 號 發(fā)題日期：2021年3月1日 完成日期：2021年6月10日題 目 (常州站) 本論文的目的

2、、意義基于高速電氣化鐵路近年來飛速開展的需求，掌握高速接觸網(wǎng)平面設計及相關(guān)知識就顯得非常重要。接觸網(wǎng)是電氣化鐵道中主要供電裝置，接觸網(wǎng)平面設計特別是接觸網(wǎng)站場平面設計是施工設計的重要內(nèi)容。從現(xiàn)場設計、施工等部門來看，接觸網(wǎng)平面設計占用了大量人力，花費過多精力。隨著計算機技術(shù)的開展，近年來CAD技術(shù)在該領(lǐng)域得到了廣泛應用，設計等部門普遍采用CAD技術(shù)進行輔助設計，節(jié)約了大量人力及精力，為該領(lǐng)域指明了開展方向。本論文的目的是通過畢業(yè)設計，掌握高速接觸網(wǎng)平面設計及CAD技術(shù)的應用。2、學生應完成的任務完成指定車站常州站站場平面設計所需的必要計算。 完成應用CAD技術(shù)的站場平面布置圖。 完成一跨距吊弦

3、長度計算 完成CAD原始圖紙的整理工作 3、論文各局部內(nèi)容及時間分配：共 16 周第一局部 收集相關(guān)資料文獻，掌握AUTO CAD應用。 ( 3周) 第二局部 掌握站場平面設計方法。 ( 4周) 第三局部程序編制及相關(guān)計算。 ( 3周) 第四局部 站場平面布置圖。 ( 3周) 第五局部 完成論文寫作及整理。 ( 3周)評閱及辯論審定、裝訂，辯論。 備 注 設計原始資料如下： 一、線路條件：按站場實際線路條件考慮。 二、技術(shù)條件：1、接觸線高度：6.45M 2、結(jié)構(gòu)高度：1.40M 3、懸掛數(shù)據(jù)： 正線：CTA-120+JTM-95(15+15KN)；站線：CTA-85+JTMH-7010+15

4、KN、懸掛形式：正線站線全補償簡單鏈型懸掛 5、土壤特性：=30 填方地段 三、氣象條件：第 = 3 * ROMAN III型氣象區(qū) 四、設計時速200公里 指導教師： 2021年 3月 1 日審 批 人： 2021年 3月 1 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)設計特別是高速接觸網(wǎng)設計過程包含了大量的設計計算、繪圖、校驗等工作。單靠人工設計工程量大，且質(zhì)量難以保證。為了減少接觸網(wǎng)設計人員的工作負擔，縮短設計周期，提高設計質(zhì)量，保證電氣化鐵路運行的平安性和可靠性，使用計算機輔助設計是非常必要的。本設計是基于CAD制圖系統(tǒng)進行站場接觸網(wǎng)的平面設計，完成了福廈城際A站的250

5、km/h高速鐵路接觸網(wǎng)平面布置圖的設計和繪制。本次設計就是采用AutoCAD2007為制圖工具，依據(jù)相應的計算結(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、安裝圖號等進行相應的表述。高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)無論在設計還是施工方面，都有著許多的不同之處。因此，在本設計中運用了普速接觸網(wǎng)所沒有的技術(shù)。同時，本設計還注重各方面的因素考慮，以使本設計在技術(shù)、經(jīng)濟、美觀方面都到達根本的要求。另外，在設計后期，本文對接觸網(wǎng)的特點進行了分析，對高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異進行了探討，

6、對高速鐵路接觸網(wǎng)局部施工關(guān)鍵技術(shù)進行了闡釋，為設計和施工提供必要的參考與指導。 關(guān)鍵詞 高速鐵路；接觸網(wǎng)；平面設計；CADAbstractMost modern high-speed railway is adopted electrical traction. Catenary design but especially in high-speed catenary design process contains a large amount of job like design calculation, drawing, checking,and so on. The project am

7、ounts are big if it depends solely on a manpower designing, and it is difficult to guarantee the quality. In order to reduce the contact network designers work, shorten the design cycle, improve design quality, and ensure the safety and reliability of electrified railways operation, the use of compu

8、ter-aided design is very necessary. The design which is based on the CAD drawing system has finished Stations Plane Design of catenary, completed 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 t

9、o the corresponding results, station weather conditions and geological conditions on the line and station lines are related to the choice of the 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

10、 in the table on the side of the gauge, pillar type, geology, such as installation of the corresponding figure number expressed.High-speed catenary 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

11、 the normal-speed catenary design.At the same time, pay attention to all aspects of design considerations to enable the design of technical, economic, and aesthetic aspects of basic requirements to meet. In addition, late in the design, the paper touches the characteristics of catenary, discussed th

12、e mayor differences between the high-speed catenary and the normal-speed catenary, explained the key technology of the high-speed railway catenary construction to provide necessary reference and guidance.Key words High-speed railway；Catenary；Plane design；CAD目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3272160

13、06 摘 要 PAGEREF _Toc327216006 h IV HYPERLINK l _Toc327216007 目錄 PAGEREF _Toc327216007 h VI HYPERLINK l _Toc327216008 第1章 緒論 PAGEREF _Toc327216008 h 1 HYPERLINK l _Toc327216009 1.1 高速接觸網(wǎng)的特點及要求 PAGEREF _Toc327216009 h 1 HYPERLINK l _Toc327216010 1.2 高速接觸網(wǎng)的技術(shù)特征 PAGEREF _Toc327216010 h 2 HYPERLINK l _Toc

14、327216011 1.3 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異 PAGEREF _Toc327216011 h 3 HYPERLINK l _Toc327216012 第2章 接觸網(wǎng)平面設計的相關(guān)計算 PAGEREF _Toc327216012 h 5 HYPERLINK l _Toc327216013 2.1 原始資料 PAGEREF _Toc327216013 h 5 HYPERLINK l _Toc327216014 2.2 接觸網(wǎng)負載計算 PAGEREF _Toc327216014 h 5 HYPERLINK l _Toc327216015 2.2.1 線索資料 PAGEREF _Toc

15、327216015 h 5 HYPERLINK l _Toc327216016 2.2.2 其他相關(guān)資料 PAGEREF _Toc327216016 h 6 HYPERLINK l _Toc327216017 2.2.3 負載計算 PAGEREF _Toc327216017 h 6 HYPERLINK l _Toc327216018 2.3 最大跨距計算 PAGEREF _Toc327216018 h 9 HYPERLINK l _Toc327216019 2.4 墜砣高度安裝曲線 PAGEREF _Toc327216019 h 11 HYPERLINK l _Toc327216020 2.5

16、全補償鏈型懸掛錨段長度及張力增量曲線決定 PAGEREF _Toc327216020 h 14 HYPERLINK l _Toc327216021 正線全補償鏈形懸掛錨段長度及張力增量曲線 PAGEREF _Toc327216021 h 15 HYPERLINK l _Toc327216022 站線全補償鏈形懸掛錨段長度及張力增量曲線 PAGEREF _Toc327216022 h 20 HYPERLINK l _Toc327216023 2.6 吊弦長度計算 PAGEREF _Toc327216023 h 28 HYPERLINK l _Toc327216024 2.6.1 根本條件分析 P

17、AGEREF _Toc327216024 h 28 HYPERLINK l _Toc327216025 參數(shù)說明 PAGEREF _Toc327216025 h 28 HYPERLINK l _Toc327216026 2.7支柱容量計算 PAGEREF _Toc327216026 h 30 HYPERLINK l _Toc327216027 中間柱容量計算及校驗 PAGEREF _Toc327216027 h 30 HYPERLINK l _Toc327216028 轉(zhuǎn)換柱容量計算 PAGEREF _Toc327216028 h 32 HYPERLINK l _Toc327216029 下錨

18、柱容量計算 PAGEREF _Toc327216029 h 34 HYPERLINK l _Toc327216030 道岔柱容量計算 PAGEREF _Toc327216030 h 35 HYPERLINK l _Toc327216031 2.8 風偏值的校驗 PAGEREF _Toc327216031 h 37 HYPERLINK l _Toc327216032 曲線段風偏值校驗 PAGEREF _Toc327216032 h 37 HYPERLINK l _Toc327216033 直線區(qū)段風偏值校驗 PAGEREF _Toc327216033 h 38 HYPERLINK l _Toc3

19、27216034 第3章 常州接觸網(wǎng)站場平面設計 PAGEREF _Toc327216034 h 39 HYPERLINK l _Toc327216035 3.1 站場接觸網(wǎng)平面設計程序 PAGEREF _Toc327216035 h 39 HYPERLINK l _Toc327216036 3.2 硬橫跨的選擇 PAGEREF _Toc327216036 h 40 HYPERLINK l _Toc327216037 3.3 硬橫跨結(jié)構(gòu)型式及組成 PAGEREF _Toc327216037 h 40 HYPERLINK l _Toc327216038 3.4 線索選取 PAGEREF _Toc

20、327216038 h 41 HYPERLINK l _Toc327216039 3.5 單線支柱選用 PAGEREF _Toc327216039 h 42 HYPERLINK l _Toc327216040 3.6 錨段的劃分 PAGEREF _Toc327216040 h 43 HYPERLINK l _Toc327216041 3.7 錨段關(guān)節(jié) PAGEREF _Toc327216041 h 44 HYPERLINK l _Toc327216042 3.7.1 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié) PAGEREF _Toc327216042 h 45 HYPERLINK l _Toc327216043 3.

21、7.2 四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié) PAGEREF _Toc327216043 h 45 HYPERLINK l _Toc327216044 3.8咽喉區(qū)放大圖 PAGEREF _Toc327216044 h 46 HYPERLINK l _Toc327216045 3.9 線岔選用 PAGEREF _Toc327216045 h 47 HYPERLINK l _Toc327216046 3.10 側(cè)面限界的選用 PAGEREF _Toc327216046 h 49 HYPERLINK l _Toc327216047 3.11安裝圖號 PAGEREF _Toc327216047 h 49 HYPERL

22、INK l _Toc327216048 3.11.1 下錨柱安裝參考圖號 PAGEREF _Toc327216048 h 50 HYPERLINK l _Toc327216049 3.11.2 道岔柱安裝參考圖號 PAGEREF _Toc327216049 h 50 HYPERLINK l _Toc327216050 3.11.3 中間柱安裝參考圖號 PAGEREF _Toc327216050 h 51 HYPERLINK l _Toc327216051 3.11.4 轉(zhuǎn)換柱安裝參考圖號 PAGEREF _Toc327216051 h 52 HYPERLINK l _Toc327216052

23、總結(jié) PAGEREF _Toc327216052 h 54 HYPERLINK l _Toc327216053 致謝 PAGEREF _Toc327216053 h 55 HYPERLINK l _Toc327216054 參考文獻 PAGEREF _Toc327216054 h 56第1章 緒論為了適應我國鐵路運輸市場的需求，國家大力開展鐵路建設，特別是高速鐵路的建設。高速鐵路能縮短旅行時同，運輸量大，準點率高，占用土地少，能源消耗少，對環(huán)境的污染小，社會效益高。為了提高列車的運行速度，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)能保證良好地供應電力機車電能，保證電力機車在線路上平安

24、，高速運行。并能節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡便、便于新技術(shù)的應用。因此，對于鐵道電氣化專業(yè)的本科學生來說，了解和掌握高速接觸網(wǎng)平面設計是必須的。接觸網(wǎng)平面設計是接觸網(wǎng)設計的重要環(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)設計中的關(guān)鍵技術(shù)。因此，通過本課題的研究，一那么能夠深化和穩(wěn)固學過的高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的理論根底，培養(yǎng)自己的獨立設計能力，熟悉接觸網(wǎng)平面設計過程和技巧；并根據(jù)工作去向，重點討論和研究相關(guān)工作領(lǐng)域內(nèi)容和技術(shù)，解決設計、施工和運營中的一些工程技術(shù)問題，為以后的接觸網(wǎng)工作奠定堅實的根底。在本研究課題中，將盡力采用眾多的計算機技術(shù)來進行接觸網(wǎng)的平面設計工作。提高工作效率，簡化

25、工作流程，提高設計質(zhì)量，為高速電氣化鐵路做出應有的奉獻。研究設計常州接觸網(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、類型及容量；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安裝圖號；咽喉區(qū)的放大圖；接觸線高度等。并運用CAD技術(shù)完成設計。研究接觸網(wǎng)設計計算，其中包括：接觸網(wǎng)負載計算、支柱容量計算及校驗，張力計算，最大跨距計算，錨段長度計算，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，學習高速鐵路接觸網(wǎng)施工的關(guān)鍵技術(shù)。1.1 高速接觸網(wǎng)的特點及要求接觸網(wǎng)擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量

26、和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。由于接觸網(wǎng)是露天設置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網(wǎng)提出以下要求：1、在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車正常取流，要求接觸網(wǎng)在機械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。2、接觸網(wǎng)設備及零件要有互換性，應具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設備的使用年限。3、要求接觸網(wǎng)對地絕緣好，平安可靠。4、設備結(jié)構(gòu)盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。在事故情況下，便于搶修和迅速恢復送電。5、盡可能地降低本錢，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材?？偟膩碚f，要求接觸網(wǎng)無論在任何條件下，都能保證良好地供應電力機車電能，保證電

27、力機車在線路上平安，高速運行，并在符合上述要求的情況下，盡可能地節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡便便于新技術(shù)的應用。 1.2 高速接觸網(wǎng)的技術(shù)特征高速鐵路接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)特征，總括起來有以下幾點：1. 全補償懸掛結(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)不應影響張力的變化。為保證良好受流，在設計時根據(jù)線索的材質(zhì)、強度和截面積，一般張力選取為1025KN，綜合張力不宜超過50KN。為保證接觸線和承力索的恒定張力，通常采用全補償?shù)逆溞蛻覓旖Y(jié)構(gòu)。計算說明，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

28、要環(huán)節(jié)，為適應高速的要求，吊弦向整體式和輕型化開展，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，同時相應的加大了吊弦的密度。根據(jù)計算和試驗，吊弦密度太疏了效果不好，因為接觸線存在自重負載的影響，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，造成受電弓運行的不平滑性。但是吊弦密度過大，吊弦支持點過密，將會破壞接觸懸掛的柔性狀態(tài)。經(jīng)過計算機的優(yōu)化，其吊弦間距一般以8-12m為宜。但在支柱點處，距懸掛點處兩側(cè)的簡單支柱吊弦相距越近，那么懸掛點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

29、行時，受電弓的抬升量就要減小，相應的會增加接觸線和受電弓的磨損，縮短其使用壽命。因而不同的運行速度，其錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)參數(shù)也應有相應改變，適應不同運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)換點在跨中，這樣就有效的防止了硬點的產(chǎn)生。4. 輕型定位器在每一個定位點處，都必須設置定位器。在高速運行時，該處就是一個集中硬點。而且，速度越高，所反響的硬點越明顯。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，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)生相應的動態(tài)抬高，為了不產(chǎn)生打弓，有些線路

30、還采用弓形定位器。根據(jù)不同線路，多數(shù)是加設限位裝置和防風裝置，以便在高速運行時，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行中的列車，假設接觸線的坡度較大，在變坡點必然會引起火花或?qū)κ芰鞯钠茐?，影響十清楚顯，高速接觸網(wǎng)對坡度值的要求是較為嚴格的，其值不應大于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)線路的設計速度，接觸網(wǎng)可分為普速接觸網(wǎng)運行速度在160km/h、準高速接觸網(wǎng)運行速度在160200km/h之間和高速接觸網(wǎng)運行速度在200km/h以上。高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)比擬，在懸掛方式、線索材質(zhì)、線索張力、電氣強度、機械強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、懸掛彈

31、性及均勻性、懸掛抬升量、導線高度及其變化率、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)的設計、施工、運營工作中，普速接觸網(wǎng)一般比擬側(cè)重于弓網(wǎng)關(guān)系中的幾何關(guān)系，如拉出值、導高、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)平安運行的根底，要想保證受流質(zhì)量，弓網(wǎng)系統(tǒng)在高速運行下的動態(tài)特性、電氣穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性是核心。表1-1 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的大致比擬比照工程普速接觸網(wǎng)高速接觸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)懸掛類型半補償和全補償鏈形懸掛全補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

32、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的交叉線岔為主，采用標準定位以大號道岔對應的交叉線岔和無交分線岔為主，無標準定位基本參數(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正線導線高度(m)5.86.05.35.8導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留弛度(mm)無預留弛度060之間預留平均彈性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

33、接觸力的靜態(tài)值除考慮靜態(tài)值外，還考慮最大偏差機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、鎂銅線為主第2章 接觸網(wǎng)平面設計的相關(guān)計算2.1 原始資料1線路條件：按站場實際線路條件考慮2氣象條件：第典型氣象區(qū) , ,，3技術(shù)條件： = 1 * GB2 接觸線高度：6.45m； = 2 * GB2 結(jié)構(gòu)高度：1.4m； = 3 * GB2 懸掛數(shù)據(jù)：正線：CTA-120+JTM-95(15+15KN) 站線：CTA-

34、85+JTMH-7010+15KN； = 4 * GB2 懸掛形式：正線站線全補償簡單鏈型懸掛； = 5 * GB2 土壤特性：=30 填方地段 。2.2 接觸網(wǎng)負載計算2.2.1 線索資料承力索的規(guī)格結(jié)構(gòu)及尺寸性能 表2-1 承力索標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 QUOTE 錯誤！未找到引用源。JTM-95正線9593.2712.546.08849JTMH-70站線7065.8110.538.64599接觸線的規(guī)格結(jié)構(gòu)及尺寸性能 表2-2 接觸線標稱截面積 QUOTE 錯誤！未找到引用源。計算截面積 QUOTE 錯誤！未找到引用源。截面直徑Amm截面寬度Bmm參考單位量

35、 QUOTE 錯誤！未找到引用源。CTA-120正線12012112.9012.901082CTA-85 站線858610.8010.767692.2.2 其他相關(guān)資料自由落體重力加速度 QUOTE 錯誤！未找到引用源。；吊弦及線夾的單位長度重力負載 QUOTE 錯誤！未找到引用源。；風速不均勻系數(shù) QUOTE 錯誤！未找到引用源。=0.85；線索風負載體型系數(shù) QUOTE 錯誤！未找到引用源。1.25。2.2.3 負載計算 = 1 * Arabic 1自重負載正線： QUOTE 錯誤！未找到引用源。站線： QUOTE 錯誤！未找到引用源。 = 2 * Arabic 2覆冰負載由于該站處于第典

36、型氣象區(qū)，覆冰厚度為5mm。(1)承力索的覆冰負載： JTM-95 ： QUOTE JTMH-70 ：2接觸線覆冰負載CTA-120 ： QUOTE QUOTE 錯誤！未找到引用源。CTA-85 ： = 3 * Arabic 3單位長度風負載分無覆冰和覆冰兩種情況1無覆冰，最大風速時承力索的單位長度風負載：JTM-95 ： QUOTE 錯誤！未找到引用源。JTMH-70 ：2無覆冰，最大風速時接觸線的單位長度風負載：CTA-120： QUOTE 錯誤！未找到引用源。 QUOTE 錯誤！未找到引用源。CTA-853覆冰時，承力索的單位長度風負載：JTMH-70： JTM-95： QUOTE 錯誤

37、！未找到引用源。4覆冰時，接觸線的單位長度風負載：CTA-120： QUOTE 錯誤！未找到引用源。CTA-85 QUOTE 錯誤！未找到引用源。4合成負載在線索同時承受垂直負載和水平負載時，合成負載是它們的幾何和。在計算鏈形懸掛的合成負載時是對承力索而言的，其接觸線上所承受的水平風負載被認為是傳給了定位器而予以忽略。正線 1覆冰時的合成負載只考慮承力索 正線：站線：此時合成負載對鉛垂線的夾角 2最大風速時的合成負載只考慮承力索 正線：戰(zhàn)線：3合成負載對鉛垂線間的夾角正線：站線 ：2.3 最大跨距計算1. 參與計算數(shù)據(jù)1懸掛當量系數(shù)選擇 當量計算法是將鏈型懸掛中的接觸線和承力索以及聯(lián)系它們的吊

38、弦看為一個整體，簡單懸掛當量系數(shù)取值為1，鏈型懸掛接觸線為銅線時取為0.9，為鋼鋁線取為0.85，接觸線為銅線，故當量系數(shù)取為2接觸線允許風偏移值根據(jù)?鐵路電力牽引供電設計標準?第5.4.5條規(guī)定 接觸線距受電弓中心的水平偏移值在直線區(qū)段不超過500mm，在曲線區(qū)段不超過450mm，故接觸線許可風偏移值在直線區(qū)段可取在曲線區(qū)段取3支柱擾度 接觸線水平面處支柱的受風偏移稱為支柱擾度4直線區(qū)段拉出值 根據(jù)?鐵路電力牽引供電設計標準?第5.4.6條規(guī)定，取200-300mm，此處取曲線區(qū)段拉出值由表2-2確定:接觸線拉出值選用 表2-3曲線半徑R米300R12001200R18001800R區(qū)間拉出

39、值mm4002501503005計算最大跨距時的接觸線風負載接觸線CTA-120單位長度風負載 接觸線CTA-85單位長度風負載 6由原始資料得 接觸線張力2. 最大跨距計算鏈形懸掛1直線區(qū)段最大跨距計算正線 站線 由于工程上跨距值取5的倍數(shù)，且不能超過60m，故該直線區(qū)段的最大跨距取為60m。2曲線區(qū)段最大跨距計算正線 站線 圖紙曲線半徑，對應數(shù)據(jù)如下表2-3所示曲線半徑對應最大跨距數(shù)據(jù) 表2-4曲線半徑m30012002700正線最大跨距計算值m40.0267.4983.82最大跨距取值 m406060站線最大跨距計算值m40.9969.6最大跨距取值 m4060那么曲線區(qū)段最大跨距取為6

40、0米2.4 墜砣高度安裝曲線對于全補償鏈形懸掛，不僅在接觸線下錨處設有補償裝置，在承力索兩端也設有補償裝置。因此，可以近似地認為接觸線張力和承力索張力均近似為常數(shù)不考慮因溫度變化形成的張力增量。在溫度變化時，接觸線、承力索雖然也會發(fā)生線性伸長或縮短，由于設有補償器，它們的張力不受溫度變化的影響，其弛度可以認為與溫度變化無關(guān)實際受張力增量的影響，弛度也會有相應變化。全補償鏈型懸掛，在無附加負載覆冰時，認為接觸線呈無弛度狀態(tài)，此時承力索弛度由下式?jīng)Q定 式中 錨段內(nèi)的實際跨距值m； Z承力索換算張力KN； 承力索最大許用張力KN； 鏈型懸掛合成自重負載KN/m； 鏈型懸掛換算負載，其值為 由上兩式可

41、知，全補償鏈型懸掛承力索弛度,在跨距一定時，由懸掛的負載和承力索張力決定。在常溫下，假設不考慮冰，風等附加負載的影響，和均近似的被認為是常數(shù)，而承力索弛度是不變的，但它的大小由補償器給定的承力索張力決定。隨著大氣溫度的變化，承力索和接觸線會發(fā)生線性伸長或縮短。為了不使承力索和接觸線在最高溫度時，因補償器墜砣著地而失去補償作用及在最低溫度時補償裝置因卡住滑輪而發(fā)生事故，一般根據(jù)錨段長度的不同，計算出在極限范圍內(nèi)墜砣串的安裝高度，稱為全補償鏈形懸掛墜砣安裝高度曲線。安裝曲線通常是受上端和下端控制，由于我國疆域遼闊，南北方的極限溫度的溫差較大，一般在北方由上端控制，計算出的安裝距離墜砣頂部至滑輪組；

42、在南方有下端距地面的安裝高度控制，其安裝曲線是表示墜砣串底部至根底面鋼筋混泥土支柱為至地面的高度。 由于本設計氣象區(qū)處于南方地區(qū)，故計算的安裝距離。其計算公式為 式中 墜砣串頂部至滑輪組的最小允許距離m；半個錨段的長度m；新線延伸率，承力索取6.0，接觸線取6.0；承力索或接觸線的線脹系數(shù);補償滑輪傳動比安裝時的大氣溫度。根據(jù)鐵200769號?接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程?規(guī)定，任何情況下、值均應大于200mm，故取值300mm。根據(jù)?電氣化鐵道接觸網(wǎng)零件?知補償滑輪組的傳動比分為1:2、1:3、1:4三種。本設計接觸線為1:2，承力索為1:3.南方接觸線安裝曲線數(shù)據(jù)表2-5所示南方接觸線安裝曲線數(shù)據(jù)

43、表2-5 Ltxbx 3004005006007008009001000 400.660.780.901.021.141.261.381.50 300.760.921.071.221.381.531.691.84 200.861.051.241.431.621.801.992.18 100.971.191.411.631.852.082.302.52 01.071.321.581.842.092.352.602.86-101.171.461.752.042.332.622.913.20利用MATLAB繪制出接觸線的的安裝曲線如圖2-2所示圖 2-2利用MATLAB繪制出承力索的安裝曲線如圖2-

44、3所示圖 2-32.5全補償鏈型懸掛錨段長度及張力增量曲線決定 直線區(qū)段錨段長度確實定僅按在極限溫度下，中心錨結(jié)與補償器之間接觸線的張力差不大于其額定張力的15%來要求。即不考慮承力索的張力差變化。曲線區(qū)段錨段長度確實定按在極限溫度下，中心錨結(jié)與補償器之間的張力差，接觸線不大于其額定張力的15%，承力索不大于其張力差的10%來要求。同時由于全補償鏈形懸掛中，接觸線弛度的變化很小，因溫度變化而損耗與弛度變化的位移更小，故在計算中可令為零。2.5.1正線全補償鏈形懸掛錨段長度及張力增量曲線1. 計算條件 : 溫差 ；吊弦及定位器處于正常位置時的溫度， 結(jié)構(gòu)高度 =02. 全補償鏈形懸掛接觸線無弛度

45、時承力索弛度及吊弦平均長度式中 錨段內(nèi)實際跨距值Z承力索換算張力承力索最大許用張力鏈形懸掛合成自重負載鏈形懸掛換算負載吊弦的平均長度m，其值為，計算結(jié)果表2-6所示(m)4045505560(m)0.3240.410.5060.6130.729(m)1.1841.1271.0620.9910.914表2-63. 接觸線張力差計算直線區(qū)段直線區(qū)段由于接觸線交替受拉和受壓，定位器對接觸線張力變化影響很小，可以忽略不計，此時僅考慮吊弦作用，在同時考慮溫度變化和彈性變形時的張力差計算公式為 由于，故在此時接觸線由吊弦引起的張力差為0，根據(jù)參考京滬高速的暫行設計標準，故在正線直線區(qū)段，錨段長度取1400

46、m。曲線區(qū)段此時僅考慮定位器引起的張力增量，計算公式為 式中 曲線半徑；定位器長度，取1.2m；跨距,此處取?？紤]到代入數(shù)據(jù)并化簡得 計算結(jié)果如表2-7所示 T(kN) RL 2700m100m0.0039200m0.0276300m0.071400m0.1344500m0.218600m0.3222700m0.4473 表2-7故總張力差 帶入數(shù)據(jù)化簡得 計算結(jié)果如表2-8所示T(kN) RL 2700m100m0.004200m0.028300m0.0715400m0.136500m0.223600m0.334700m0.47利用MATLAB繪制出接觸線的安裝曲線如圖2-4所示 圖2-44

47、. 承力索張力差計算直線區(qū)段承力索沿線路中心布置，在溫度變化時，承力索雖有轉(zhuǎn)動，仍可認為承力索不產(chǎn)生張力增量。曲線區(qū)段張力增量由下確定式中水平拉桿長度，此處取3.1m；曲線半徑；承力索在補償器處的拉力。帶入公示化簡得計算結(jié)果如表2-9所示 T(kN) RL 2700m100m0.0016200m0.011300m0.028400m0.054500m0.083600m0.128700m0.176 表2-9所以 帶入數(shù)據(jù)化簡得 計算結(jié)果如2-10所示 T(kN) RL 2700m100m0.0016200m0.011300m0.028400m0.054500m0.083600m0.1298700m

48、0.18 表2-10利用MATLAB繪制出承力索的安裝曲線如圖2-5所示 圖2-52.5.2站線全補償鏈形懸掛錨段長度及張力增量曲線1. 計算條件 吊弦及定位器處于正常位置時的溫度溫差 結(jié)構(gòu)高度 =02. 全補償鏈形懸掛接觸線無弛度時承力索弛度及吊弦平均長度式中 錨段內(nèi)實際跨距值Z承力索換算張力承力索最大許用張力鏈形懸掛合成自重負載鏈形懸掛換算負載吊弦的平均長度m，其值為由于本設計時速為，根據(jù)參考京滬高速的暫行設計標準，本設計跨距一般采用，特殊處采用及。計算結(jié)果如表2-11所示。(m)4045505560(m)0.18900.23930.29540.35740.4254(m)1.2741.24

49、051.20311.16171.1164表2-113. 接觸線張力差計算直線區(qū)段直線區(qū)段由于接觸線交替受拉和受壓，定位器對接觸線張力變化影響很小，可以忽略不計，此時僅考慮吊弦作用，在同時考慮溫度變化和彈性變形時的張力差計算公式為 由于，故在此時接觸線由吊弦引起的張力差為0，根據(jù)參考京滬高速的暫行設計標準，故在正線直線區(qū)段，錨段長度取1400m。曲線區(qū)段此時僅考慮定位器引起的張力增量，計算公式為 式中 曲線半徑；定位器長度，取1.2m；跨距,此處取。考慮到代入數(shù)據(jù)并化簡得 計算結(jié)果如表2-12所示 T(kN) RL 300m1200m100m0.02360.0059200m0.16670.041

50、5300m0.43420.1068400m0.83630.2027500m1.38870.33600m2.11470.4898700m3.04730.6837表2-12故總張力差 帶入數(shù)據(jù)化簡得 計算結(jié)果如表2-13所示 T(kN) RL 300m1200m100m0.02410.006200m0.17130.0413300m0.46470.1088400m0.95770.2095500m1.76070.3474600m3.11710.5294700m5.67560.7634 表2-13利用MATLAB繪制出接觸線的安裝曲線如圖2-6圖2-7所示圖2-6圖2-74. 承力索張力差計算直線區(qū)段承

51、力索沿線路中心布置，在溫度變化時，承力索雖有轉(zhuǎn)動，仍可認為承力索不產(chǎn)生張力增量。曲線區(qū)段張力增量由下確定式中水平拉桿長度，此處取3.1m；曲線半徑；承力索在補償器處的拉力。帶入數(shù)據(jù)化簡得計算結(jié)果如表2-14所示 T(kN) RL 300m1200m100m0.01370.0034200m0.09590.024300m0.24670.0617400m0.4660.1165500m0.75390.1885600m1.11020.2776700m1.53510.3838表2-14所以 帶入數(shù)據(jù)化簡得計算結(jié)果如表2-15所示 T(kN) RL 300m1200m100m0.01370.0034200m

52、0.0980.0241300m0.26130.0626400m0.52110.1197500m0.90960.1969600m1.48430.2963700m2.35620.4204利用MATLAB繪制出承力索的安裝曲線如圖2-8圖2-9所示 圖2-8 圖2-92.6 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，提高電力機車受電弓的取流質(zhì)量。2.6.1 根本條件分析簡單鏈型懸掛的根本圖如圖2-1所示，從圖的幾何關(guān)系中可以看出，當?shù)扔诹銜r，即為等高懸掛，否那么不管是正還是負，都

53、為不等高懸掛。在此處的計算推導中，我們作出如下的假設條件：簡單鏈型懸掛的根本圖 如圖2-1所示圖 2-1承力索及接觸線為理想的柔軟索，只能承受沿其軸線方向的拉力，忽略其剛度的影響接觸線及承力索細長比很大，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)量由兩局部組成：固定質(zhì)量吊弦的上下線夾、緊固螺栓、根本接頭質(zhì)量總和及長度質(zhì)量隨吊弦長度變化而改變的質(zhì)量，假設每根吊弦質(zhì)量為確定數(shù)值，那么長度質(zhì)量為零；不考慮預留弛度根本不使用預留弛度。2.6.2參數(shù)說明跨距 結(jié)構(gòu)高度 左右定位點高度差 接觸線張力 承力索張力 接觸線線密度 承力索線密

54、度 吊弦線密度 吊弦固定質(zhì)量跨距, 結(jié)構(gòu)高度H=1.4m, 承力索張力，接觸線張力，吊弦的固定質(zhì)量吊弦線密度，定位點高度差均勻布置7根吊弦1. 由設計參數(shù)確定每根吊弦的x坐標值，即=0按設計標準要求及吊弦均勻條件求得0、4.0、12.667、21.333、30、38.667、47.333、562. 由 0、0、0、0、0、0、0、03. 計算接觸線上每根吊弦處的懸掛力 6.853、9.377、9.377、9.377、9.377、9.377、6.8534. 計算每根吊弦對承力索的作用力 其中6.883、9.407、9.402、9.408、9.407、9.407、6.8835. 計算承力索左支點的

55、支座反響力為 計算得6. 計算承力索每根吊弦處 -0.1445、-0.3866、-0.5319、-0.5804、-0.5324、-0.3863、-0.14457. 計算接觸線上每根吊弦的長度 1.2555、1.0134、0.8681、0.8196、0.8676、1.0137、1.2555故得出以下計算結(jié)果，吊弦的長度分別為1255、1013、868、820、877、1014、1255。2.7支柱容量計算2.7.1中間柱容量計算及校驗支柱的最大彎矩，除了與支柱所在的位置、支柱類型、接觸懸掛類型、線索懸掛高度、支柱跨距及支柱的側(cè)面限界有關(guān)外，還與計算氣象條件有直接的關(guān)系。最大彎矩可能出現(xiàn)在最大風速

56、、覆冰時或最低溫度時，應選取支柱極端工作條件，以得到支柱的最大彎矩。一般來說最大彎矩多發(fā)生在最大風速時及覆冰時。正線采用全補償鏈形懸掛，其合成負載要比站線全補償鏈形懸掛來得重，應選取正線最大跨距下的中間柱作為計算對象。本次設計欲選用的中間柱為GH 240X/10.5 電氣化鐵路接觸網(wǎng)H形鋼柱系列GH 240X/10.5型號規(guī)格如表2-16所示 鋼柱規(guī)格 截面尺寸 hbt1t2 mm 柱高L m 標準檢驗彎矩MkkNm柱頂撓度檢驗彎矩MSkNm導高處撓度檢驗彎矩MW kNm扭矩標準值 kNm扭矩力臂S mmGH 240X/10.5 2402401017 10.5100 88 462208表2-1

57、61. 垂直負載支持和定位裝置自重，取鏈型懸掛自重因為在最大風速時本氣象區(qū)的大氣溫度為已結(jié)冰，故鏈型懸掛自重除包括承力索及接觸線自重，還應包括覆冰負載。式中懸掛數(shù)目； 鏈型懸掛單位長度自重負載；鏈型懸掛單位長度覆冰負載；跨距長度。2. 水平負載支柱風負載中間柱為GH 240X/10.5。由表2-16可知，支柱高度H為。風速不均勻系數(shù)取；支柱風負載體型系數(shù)，鏈型懸掛線索。支柱受風面積 故支柱風負載為 線索傳給支柱的風負載 接觸線風負載 承力索風負載 直線區(qū)段的之字力接觸線 承力索 側(cè)面限界，支柱高度，接觸線高度，結(jié)構(gòu)高度。支柱所受合力矩 支柱選擇時考慮平安系數(shù)為2.5,應選擇H形鋼柱系列GH 2

58、40X/10.5 支柱容量選擇較合理。2.7.2轉(zhuǎn)換柱容量計算鋼柱規(guī)格 截面尺寸 hbt1t2 mm 柱高L m 標準檢驗彎矩MkkNm柱頂撓度檢驗彎矩MSkNm導高處撓度檢驗彎矩MW kNm扭矩標準值 kNm扭矩力臂S mmGHT 280X/9.0 2802809189180170 110 299本設計預選用轉(zhuǎn)換柱為GH 280X/9.0型號規(guī)格如表2-17所示表2-17在支柱容量選取時，以異側(cè)下錨計算，以便得到支柱的最大彎矩。1. 垂直負載支持和定位裝置自重2套，取，鏈型懸掛自重2套因為在最大風速時本氣象區(qū)的大氣溫度為已結(jié)冰，故鏈型懸掛自重除包括承力索及接觸線自重，還應包括覆冰負載。式中懸

59、掛數(shù)目；鏈型懸掛單位長度自重負載；鏈型懸掛單位長度覆冰負載；跨距長度。2. 水平負載支柱風負載中間柱采用的是鋼支柱GH 240X/10.5，由表4.3.3可知，支柱高度H為10.5m。風速不均勻系數(shù)??；支柱風負載體型系數(shù)，鏈型懸掛線索。支柱受風面積故支柱風負載為線索傳給支柱的風負載接觸線風負載 承力索風負載直線區(qū)段的之字力接觸線承力索直線區(qū)段下錨力考慮到最極端環(huán)境，故取異側(cè)下錨 側(cè)面限界，支柱高度，接觸線高度，結(jié)構(gòu)高度。支柱所受合力矩支柱選擇時考慮平安系數(shù)為2.5,故支柱選擇H形鋼柱系列GH 280X/9.0容量選擇較合理。2.7.3下錨柱容量計算承力索最大張力，接觸線最大張力 ，結(jié)構(gòu)高度為1

60、.4m，導高6.45m，下錨線索抬高0.3m。那么下錨柱承受的最大下錨彎矩為 ;平安系數(shù)為2.5 28.751*2.5=71.88小于所選支柱容量，支柱GH 240X/10.5符合要求2.7.4道岔柱容量計算本設計預選用道岔柱為H形鋼柱系列GH 240X/10型號規(guī)格如表2-19所示鋼柱規(guī)格 截面尺寸 hbt1t2 mm 柱高L m 標準檢驗彎矩MkkNm柱頂撓度檢驗彎矩MSkNm導高處撓度檢驗彎矩MW kNm扭矩標準值 kNm扭矩力臂S mmGH 240X/10 2402401017 10100 88462208表2-191. 垂直負載支持和定位裝置自重2套，取，鏈型懸掛自重2套因為在最大風