简单链型悬挂at方式接触网设计——毕业设计(编辑修改稿)

简单链型悬挂at方式接触网设计——毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内 对轨面的距离保持一致。 链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。 链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。 链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形。 目前我国采用单链形悬挂。 链形悬挂根据线索的锚定方式 (即线索两端下锚的方式 )，可分为下列几种方式未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。 支持装置 支持装置是接触网中支持接触悬挂，并将其机械 负荷传给支柱固定的部分。 支持装置包括腕臂、平腕臂 (或水平拉杆、悬式绝缘子串 )、棒式绝缘子及接触悬挂的悬吊零件。 根据接触网所在区间、站场和大型建筑物所需要的不同，支持装置表现为不同的形式。 如腕臂结构、软横跨、硬横跨 (多股道站场使用 )，以及隧道、桥梁和其它大型建筑物上的特殊支持结构。 6 定位装置 定位装置包括定位管、定位器、定位线夹及其连接零件。 其作用是固定接触线的横向定位置，使接触线水平定位在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，使受电弓磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱。 支柱与基础 支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。 在中国，接触网主要采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，其基础用来承载支柱负荷，即将支柱固定在用钢筋混凝土支撑的地下基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。 预应力钢筋混凝土支柱也可不设单独的基础，支柱直接埋入地下，起到基础的作用。 接触网的特点及要求 接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。 因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运 输能力。 由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求： (1)在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。 (2)接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量廷长设备的使用年限。 (3)要求接触网对地绝缘好，安全可靠。 (4)设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。 在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。 (5)尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。 总 的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。 7 第 3 章 区间接触网设计 气象条件的确定 接触网是置于铁路沿线的供电装置，它要经受一切自然条件的影响，主要有：风吹、日晒、雨淋和覆冰等。 计算气象条件正确与否，直接影响着接触网建设的经济性与运营的安全可靠性。 若选择数值过大，以偶尔出现的极不利条件作为设计依据，必然将造成各种强度的增大、数量的增加，从而增加了投 资；若选择的数值偏小，对于一些频繁出现的恶劣情况没有考虑到，则会导致支柱等设备相应的强度降低，数量减少，显然其安全可靠性就大打折扣了。 因此，在确定计算气象条件时，应进行广泛深入的调查研究，详细收集气象资料，认真分析、研究，正确合理地确定采用的计算气象条件 [2]。 为了便于开展设计标准化的工作，我国在 1972 年进行的全国设计规范改革中，结合各地的情况，将全国划分为九个标准气象区 (见附录表 C)。 本文所设计的区间属于Ⅳ气象区。 该区域的气象计算条件如下： 最高大气温度： +40℃ 最低大气温度： 20℃ 覆冰温度： 0℃ 最大风速时温度： 5℃ 大气过电压温度： +15℃ 安装温度： 10℃ 内部过电压年平均气温： +15℃ 最大风速： 25 m/s 覆冰风速： 10 m/s 大气过电压风速： 15 m/s 内部过电压风速： 15 m/s 安装风速： 10 m/s 覆冰的密度： 900 kg/m3 覆冰厚度： 5 mm 计算负载的 确定 在接触网设计计算中用到的负荷有自重负荷、冰负荷、风负荷及综合负荷 (也叫合成负荷 )等。 下面开始研究接触网负载的计算。 线索自重负载 接触线、承力索或其它供电导线，如供电线、回流线、加强导线等，它们的自重负载是垂直的，固定起作用的负载，在实际中影响很大。 该负载强度决定了导线的密度。 其单位长度 (1m)导线的自重负载计算公式为：  Sg (31) 经相应变换可得： 8 92  dg (32) 式中， S—— 导线计算截面积 (mm2)； d—— 导线计算直径 (mm)；  —— 导线线密度 (kg/m)。 多股导线的重力负载，因扭绕长度变化，根据规定，将式 (32)乘以系数。 对于一跟吊弦 (含线夹 )所产生的负载取 5N，按吊弦为 10m 长的间距，且按均匀分布的负载考虑，吊弦均布负载为 kN/m。 设计中线索的单位自重分别是 cm =接触线自重负载：  Hjj gmkN/m 承力索自重负载： . HcckN/m 吊弦及线夹重力负载： dkN/m 覆冰负载 覆冰有三种类型，即密度为 600~900kg/m3 的坚硬透明的覆冰；密度为20~100kg/m3的薄层结晶的白霜；密度为 200~600kg/m3的冰霜混合物。 接触悬挂或接触网支持构件上的覆冰按第一种类型考虑。 冰负载也是垂直方向的重力负载，属于暂时性的负载。 一般线索上的覆冰强度按式 (33)确定： 90 10)(  Hbb gbdbg  (33) 式中，b— 覆冰厚度 (mm)； b — 覆冰密度 (kg/m3)，这里取 900(kg/m3)； Hg — 重力加速度 (m/s2)； d— 覆冰导线计算直径 (mm)。 承力索上的冰负载 ： 993( ) 10 900 5 ( 5 14) 10 10 kN / mbc b c Hg b b d g           接触线上的冰负载 ： 9 993( ) 103. 14 90 0 5 ( 5 14 .4 ) 9. 81 102. 69 10 kN / m           bj b j Hg b b d g 风负载 风负载是水平方向的负载，同时也是属于暂时性负载。 风压是以速度 v 运动的1m3 空气平直地作用于物体平面上所产生的动能。 在大气温度为 +15℃、大气压为760mm汞柱、空气密度为 ，其风压与风速的关系用式 (34)来确定：  (34) 在已知风速的条件下，垂直作用于某物体上的风负载计算公式，可以表示为式(35)来确定： 23m a x0 .6 1 5 1 0P K v S       (35) 式中， maxv — 计算最大风速 (m/s)；  — 风速不均匀系数，见表 31； K— 受风悬挂的体形系数，见表 32； S— 受 风面计算面积 (m2)。 表 31 风速不均匀系数 计算风速（ m/s） 20 以下 20～ 30 31～ 35 35 以上  表 32 风负载体型系数 受风件特征 系数 K 圆形钢筋混凝土支柱 矩形钢筋混凝土支柱 四边形角钢支柱 (1+ ) 链形悬挂 一般悬挂 d＜ 17mm 一般悬挂 d≥ 17mm 对于每米长度导线的风 负载，可由式 (36)和 (37)确定： 无冰线索上的风负载： 26m a x0 .6 1 5 1 0      cvP K v d (36) 覆冰线索上的风负载： 260 . 6 1 5 ( 2 ) 1 0       cb bP K d b v (37) 10 式中， bv —— 覆冰时的风速 (m/s)； maxv —— 覆冰厚度 (mm)； d—— 受风导线直径 (mm)。 上式中风速不均匀系数  和风负载体型系数 K见表 31 和表 32。 接触线 风负载 ： 262630. 61 5 100. 61 5 0. 85 1. 25 25 14 .4 105. 88 10 kN/ m      jv max jp K v d 承力索风负载 ： 262630. 61 5 100. 61 5 0. 85 1. 25 25 14 105. 72 10 kN /m      c v m a x cp Kv d 承力索覆冰时单位长度的风负载 ：   262630 . 6 1 5 2 1 00 . 6 1 5 0 . 8 5 1 . 2 5 1 0 1 4 1 0 1 01 . 5 7 1 0 k N / m         c b bp K v d b 接触线覆冰时单位长的风负载 ：   262630 . 6 1 5 2 1 00 . 6 1 5 0 . 8 5 1 . 2 5 1 0 1 4 . 4 1 0 1 01 . 2 7 1 0 k N /m         jb bp K v d b 合成负载 合成负载分为最大风速及最大覆冰时两种情况： 在无冰无风时合成负载即为悬挂自重： 0 c j dq = g +g +g (38) 最大风速时的合成负载由下式决定： 22vmax o cvq = q + p (39) 最大覆冰时的合成负载由下式决定：   22b 0 b0 cbq = q + g + p (310) 式中， maxvq —— 最大风速时合成负载 (kN/m)； bq —— 最大覆冰时合成负载 (kN/m)； 0q — 无冰无风时合成负载 (kN/m)； 11 0bg — 链形悬挂时为接触线冰负载与承力索冰负载之和 (kN/m)； cg — 承力索单位长度重力负载 (kN/m)； jg — 接触线单位长度重力负载 (kN/m)； dg — 吊弦的单位长度重力负载 (kN/m)。 在求承力索自重负载时，不考虑接触线的受风负载，一般认为接触线的水平风负载传给定位器了。 无冰无风时的合成负载 ： 30 2 4 . 1 9 1 0 k N / mj c dq g g g      最大风速时的合成负载 ： 覆冰时的合成负载 ： 支柱负载的计算 支柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。 支柱负载越大，支柱基底面处所受的弯矩也越大。 支柱的负载计算，就是计算基底面处可能出现的最大弯矩值，其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。 我们通常所说的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大许可弯矩值。 一个支柱容量的大小，是指承载能力的大小，它取决于支柱的自身结构 [3]。 支柱的最大弯矩，除了与支柱所在的位置、支柱类型、接触悬挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外，还与计算气象条件有直接关系。 最大弯矩可能出现在最大风 速、最大附加负载 (覆冰 )或最低温度的时候。 在计算最大弯矩时，一般应对三种气象条件进行计算，取其中最大值作为选择支柱容量的依据。 一般来说，支枝的最大计算弯短多发生在最大风速及最大冰负载时。 进行支柱负载计算时，应根据支柱悬挂类型，按水平负载和垂直负载分别计算。 垂直负载 (1)悬挂结构自重负载 0Q 悬挂结构包括支持装置、定位装置、绝缘部件及其他相应悬挂零件的重量，在覆2203 2 3 23( 9 10 ) ( 10 ) 6 10 kN /mv m ax c vq q p     2 2023 3 3 3 232 4 . 1 9 1 0 2 . 6 3 1 0 1 . 1 7 1 0 ( 1 . 3 4 1 0 )2 8 . 0 2 1 0 k N /mb c b jb c bq q g g p              12 冰时，还应包括冰重 0bQ。 (2)链形悬挂的自重 lnq0 链形悬挂包括承力索及接触。