第五章 接触线风偏移计算与跨距确定
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接触网常用计算公式附件一、接触网常用计算公式:1.平均温度t p和链形悬挂无弛度温度t o的计算t max+t min①t p=2t max+t min②t o弹= -52t max+t min③t o简= -102式中t p—平均温度℃(即吊弦、定位处于无偏移状态的温度);t o弹、t o简—分别表示弹性链形悬挂和简单链形悬挂的无弛度温度℃;t max—设计最高温度℃;t min—设计最低温度℃;2.当量跨距计算公式n∑L I3LD= i=1n∑L I√ i=1式中L D—锚段当量跨距(m);n∑L I3=(L13+ L23+……+ L n3)—锚段中各跨距立方之和;i=1n∑L I=(L1+ L2+……+ L n)—锚段中各跨距之和;i=13.定位肩架高度B的计算公式B≈H+e+I(h/d+1/10)h/2式中B—肩架高度(mm);H—定位点处接触线高度(mm);e—支持器有效高度(mm);I—定位器有效长度(包括绝缘子)(mm);d—定位点处轨距(mm);h—定位点外轨超高(mm);4.1 接触线拉出值a地的计算公式Ha地=a- hd式中a地—拉出值标准时,导线垂直投影与线路中心线的距离(mm)。
a地为正时导线的垂直投影应在线路的超高侧,a地为负时导线的垂直投影应在线路的低轨侧。
H—定位点接触线的高度(mm);a—导线设计拉出值(mm);h—外轨超高(mm);d—轨距(mm);4.2 接触线拉出值a的计算公式a=m+c式中a—接触线拉出值(mm);m—定位点处接触线与线路中心的水平距离(mm);C—定位点处受电弓与线路中心的水平距离(mm),由C=h*H/L确定(h为外轨超高;H为接触线高度;L为轨距)。
5.接触线定位拉出值变化量Δa max的计算公式Δa max=I z-√I2z-E2max式中Δa max—定位点拉出值的最大变化量(mm);I z—定位装置(受温度影响)偏转的有效长度(mm);E max—极限温度时定位器的最大偏移值(mm);由上式可知E=0时Δa=06.定位器无偏移时拉出值a15的确定:(取平均温度t p=15℃)a15=a±1/2Δa max式中 a—导线设计拉出值(mm);Δa max—定位点拉出值的最大变化量(mm);a15—定位器无偏移时(即平均温度时)的拉出值(mm)。
接触网技术课程设计报告班级:电气073学号: 200708952姓名:龚庆指导教师:张廷荣评语:年月日1.基本题目1.1 题目某地区跨距长度的计算 1.2 题目分析跨距就是两相邻支柱间的距离,其长度的决定涉及到一系列经济、技术问题,是接触网设计中重要的问题之一。
跨距有经济跨距和技术跨距两个概念。
单从经济观点考虑问题所决定的跨距为经济跨距;而按技术要求决定的跨距称为技术跨距。
在一般情况下,经济跨距总是要大于技术跨距的。
技术跨距是根据接触线在受横向水平力(如风力)作用时,对受电弓中心线所产生的许克偏移而决定的,对于简单接触悬挂,弛度也是决定跨距的重要因素。
某地区的接触悬挂类型决定了这地区跨距长度的计算结果。
为了能够达到经济和技术的最优化,就需要对两种接触悬挂类型下的跨距长度进行比较。
简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距要使接触线良好地工作,就要保证在受风作用下,接触线对受电弓中心线的受风偏移值不要超过其规定的最大许可值。
根据受电弓滑板的最大工作宽度,铁路工程技术规范规定,在最大计算风速条件下,接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过500mm 。
在接触网设计中,仍按此规定处理。
2.跨距长度的计算为了简化计算,假设跨距两端是死固定,即不考虑补偿器的补偿作用,同时认为在受风以后,导线内张力变大,而不考虑张力变大后的导线的弹性伸长。
此时,接触线的水平偏移值j b 如图1所示。
图中表示的是接触线在跨距内任意点的横断面,接触线在水平负载j p 的作用下位于斜面内。
由图中可知图 1接触线的水平受风偏移vj j q p ybyj b j pj gv q即 vj j q p yb = (1)接触线在跨距内任意点的弛度y 值可由式Tx l gx y 2)(-=得 jv T x l x q y 2)(-⋅=(2)将y 值代入式(2)中得jj j T x l x p b 2)(max -⋅=(3)当2/l x =时,具有最大水平风偏移,即jj j T l p b 82max ⋅=(4)在直线区段上,当接触线布置成之字形时,对其线路中心(也即是受电弓中心)线的偏移巨鼎与1y 及2y ,如图2所示。
接触网风偏移值计算接触网支柱结构设计风荷载取值1.接触网风偏设计风速小于30 m/s时,接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;当接触网风偏设计风速大于30 m/s时,以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。
2.路基地段接触网结构设计风速,按l0 m高度的风压高度系数考虑风速;高度小于等于30 m的桥梁,按照30 m高度的风压高度系数考虑风速;高度大于30 m的桥梁,建议采用其他悬挂安装方式,以提高悬挂的可靠性及稳定性。
3.接触网支柱标准容量按接触网风偏设计风速计算,同时应考虑列车气动力影响,初步选择支柱截面尺寸,再采用结构设计风速校核支柱的强度,并以此最终确定支柱截面尺寸。
4.接触网支柱基础、基础螺栓按照结构设计风速进行设计。
目前所设计的国内高速铁路,如:郑西、武广、京津城际等均未设置挡风墙,海南东环线也未设置挡风墙。
因此可以认为30 m/s就是列车运行的最大限制风速,超过该风速,列车停运。
接触网支柱标准容量风速设计1.当接触网风偏设计风速小于30 m/s时,接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;2.当接触网风偏设计风速大于30m/s时,以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。
接触线最大偏移值的公式为:式中——————接触线和承力索单位长度的风负载(KN/m);——————接触线和承力索的张力(KN/m)。
曲线区段接触线拉出值的选择在直线区段受电弓中心与线路中心重和,接触线之字值沿线路中心对称,其标准为±300mm。
提速后为200~250mm之间;拉出值350~450mm之间。
在曲线区段,拉出值和曲线半径大小有关。
接触线拉出值是接触网自身结构参数,其取值直接影响弓网运行安全。
在运营中发现曲线区段拉出值超标严重,这是因为在设置拉出值时,未考虑受电弓中心线在气象条件、线路参数、机车及受电弓型号和参数、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变化。
基于此种情况,有必要对运行速度、线路参数及施工误差等几个主要影响因素进行分析,找到曲线区段受电弓中心在动态下的侧偏规律,合理设置拉出值,提高施工质量,确保机车良好受流。
接触网风偏移值计算接触网支柱结构设计风荷载取值1.接触网风偏设计风速小于30 m/s时,接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;当接触网风偏设计风速大于30 m/s时,以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。
2.路基地段接触网结构设计风速,按l0 m高度的风压高度系数考虑风速;高度小于等于30 m的桥梁,按照30 m高度的风压高度系数考虑风速;高度大于30 m的桥梁,建议采用其他悬挂安装方式,以提高悬挂的可靠性及稳定性。
3.接触网支柱标准容量按接触网风偏设计风速计算,同时应考虑列车气动力影响,初步选择支柱截面尺寸,再采用结构设计风速校核支柱的强度,并以此最终确定支柱截面尺寸。
4.接触网支柱基础、基础螺栓按照结构设计风速进行设计。
目前所设计的国内高速铁路,如:郑西、武广、京津城际等均未设置挡风墙,海南东环线也未设置挡风墙。
因此可以认为30 m/s就是列车运行的最大限制风速,超过该风速,列车停运。
接触网支柱标准容量风速设计1.当接触网风偏设计风速小于30 m/s时,接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;2.当接触网风偏设计风速大于30m/s时,以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。
接触线最大偏移值的公式为:式中——————接触线和承力索单位长度的风负载(KN/m);——————接触线和承力索的张力(KN/m)。
曲线区段接触线拉出值的选择在直线区段受电弓中心与线路中心重和,接触线之字值沿线路中心对称,其标准为±300mm。
提速后为200~250mm之间;拉出值350~450mm之间。
在曲线区段,拉出值和曲线半径大小有关。
接触线拉出值是接触网自身结构参数,其取值直接影响弓网运行安全。
在运营中发现曲线区段拉出值超标严重,这是因为在设置拉出值时,未考虑受电弓中心线在气象条件、线路参数、机车及受电弓型号和参数、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变化。
基于此种情况,有必要对运行速度、线路参数及施工误差等几个主要影响因素进行分析,找到曲线区段受电弓中心在动态下的侧偏规律,合理设置拉出值,提高施工质量,确保机车良好受流。
接触网技术课程设计报告班级:电气084学号:200809323姓名:张仁杰指导教师:余小英评语:年月日1.题目及分析1.1 题目某地区为160km/h的直线区段,该地区的计算风速是25m/s,求该地区的跨距。
1.2分析跨距就是两相邻支柱间的距离,其长度的决定涉及到一系列经济、技术问题,是接触网设计中重要的问题之一。
某地区的接触悬挂类型决定了这地区跨距长度的计算结果,假设该地区接触悬挂的类型为简单的接触悬挂,对于简单接触悬挂,弛度也是决定跨距的重要因素。
跨距的大小与接触悬挂弹性、接触线磨耗、接触线风偏移有密切关系。
跨距偏大,跨中弹性偏大、弹性差异系数偏大、跨中接触线的磨耗偏大,接触线的疲劳应力增加,疲劳断裂的概率随之增加;跨距偏小,跨中弹性与定位点弹性差异降低,接触悬挂的弹性均匀度增加,但一方面不经济、另一方面增大产生硬点的概率,定位点磨耗增大,对受流不利,同时接触线寿命缩短。
因此,在大跨距和小跨距之间有一个最佳跨距问题,研究和实践都表明,在高速接触网中采用60m跨距较为合理。
要使接触线良好地工作,就要保证在受风作用下,接触线对受电弓中心线的受风偏移值不要超过其规定的最大许可值。
根据受电弓滑板的最大工作宽度,铁路工程技术规范规定,在最大计算风速条件下,接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过500mm。
在接触网设计中,仍按此规定处理。
确定跨距的理论基础:技术要求:接触线在最大风速情况下能满足受电弓取流。
计算方法:静力学分析法,按给定的最大计算风速,计算接触线在水平面内的最大偏移,由此确定最大跨距的取值。
假设条件:(1)只考虑极限条件下风对接触线的作用,将这一状态作为静止状态来分析,不考虑动态过程。
(2)只考虑水平吹动的极限风速,不考虑风速的变化。
(3)不考虑补偿对导线弛度的影响,即假定悬挂线索在支柱定位点死固定。
(4)不考虑导线在风作用下产生的弹性伸长。
在接触网设计中,一般是先选定最大风偏移值和拉出值,计算出最大跨距值,然后利用该值验算接触网线索的弛度是否满足要求,以此检验跨距值的选取是否合理。