接觸網(wǎng)技術課程設計--高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)無交叉線岔的分析與研究

1、<p>　　接觸網(wǎng)技術課程設計報告</p><p>　　班 級： 電氣084 </p><p>　　學 號：20080 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012 年 2 月 26 日&

2、lt;/p><p><b>　　1.基本題目</b></p><p><b>　　1.1 題目</b></p><p>　　高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)無交叉線岔的分析與研究</p><p><b>　　1.2 題目分析</b></p><p>　　高速電氣化鐵

3、路接觸網(wǎng)廣泛地使用交叉布置的線岔，這種線岔能較好地確保高速列車在通過線岔時無障礙通過。</p><p>　　無交叉線岔就是在道岔處，正線和側線兩組接觸懸掛無相交點。無交叉線岔的優(yōu)點是正線和側線兩組接觸線既不想交、不接觸，也沒有線岔設施，故既不會產(chǎn)生掛弓事故也沒有因線岔形成的硬點，提高了接觸懸掛的彈性均勻性，從而保證在高速行車時，消除打弓、鉆弓及刮弓的可能性。</p><p>　　無交叉線岔

4、應能保證正線高速通過時不受側線接觸懸掛的影響，同時在機車從正線駛向側線或從側線駛入正線時都能平穩(wěn)順利地過渡。</p><p>　　當電力機車從正線上通過道岔時，其受電弓在任何情況下均不與側線的接觸線相接觸（這在高速情況下尤為重要），避免了普通線岔的不足（即產(chǎn)生打弓現(xiàn)象）；而電力機車從側線進入正線或從正線進入側線時，受電弓能從側線與正線接觸線之間實現(xiàn)平穩(wěn)過渡，不發(fā)生刮弓現(xiàn)象。對于接觸懸掛的結構而言，無交叉線岔主要表

5、現(xiàn)為：道岔處兩支懸掛線在空間是分開的，不像普通線岔那樣有交叉點。相對于有交叉線岔，無交叉線岔的安裝調(diào)整比較麻煩，但它能夠滿足高速電氣化鐵路的要求，機車通過線岔時平穩(wěn)良好的受流優(yōu)越性是其他結構無法取代的。</p><p>　　本文將通過無交叉線岔與交叉線岔的對比，找出兩者之間的優(yōu)缺點，進行進一步的研究探討，并對無交叉線岔的設置原則、平面布置、工作原理及始觸區(qū)的確定方法等各個方面進行分析與研究，從而達到對無交叉線岔的

6、全面掌握。</p><p>　　2.題目：高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)無交叉線岔的分析與研究</p><p>　　2.1 高速受流對線岔的技術要求及無交叉線岔存在的必要性</p><p>　　高速受流對線岔的技術要求如下：</p><p>　　(1) 合理設計線岔結構和技術參數(shù)，使受電弓過岔時處于最佳受流狀態(tài)。</p><p>

7、;　　(2) 合理選擇兩線交叉點（無交叉線岔為接近點）以及定位支柱位置，盡量減少線岔結構對高速受流的影響。</p><p>　　(3) 對于高速線路，正線接觸網(wǎng)不因線岔而改變接觸懸掛的技術條件，受電弓正線通過時不受側線影響。</p><p>　　(4) 受電弓能按預設最大速度平穩(wěn)安全的實現(xiàn)正線和側線的轉換。 </p><p>　　由于限制管的存在，當列車高速通過正線

8、時，由于接觸線抬升量較大，受電弓必然要接觸兩支接觸線，在交叉點附近形成相對硬點是難免的，弓網(wǎng)間將產(chǎn)生較大的沖擊，從而加劇線岔處接觸線的局部磨耗，另外還存在鉆弓、打弓的危險。另外，線岔處正線接觸線的高度要求非常嚴格（比正常高度高出10mm），施工精度實難保證；當?shù)啦硖柎a較大時，限制管的長度將變得很長，否則兩支接觸線無法自由伸縮。</p><p>　　相對于兩支無交叉線岔而言，如果側線行車速度不高，則其側線行車較為有

9、利，因為受電弓的轉換過渡較為平緩；但如果側線行車速度也較高，仍然存在正線行車的上述不利因素。</p><p>　　2.2 無交叉線岔的設置原則</p><p>　　無交叉線岔的道岔支柱位于正線和側線的兩線間距的660mm處，正線拉出值約為330mm，側線相對于正線的線路中心999mm，距側線線路中心333mm，側線接觸線在過線岔后抬高下錨，如圖1所示。</p><p&g

10、t;　　圖1為線岔的平面布置圖，點為道岔岔心，點為理論岔心，D點為道岔柱的位置，側線距正線線路中心最近距離為999mm；圖2為立面圖，它表明不相交的正線和側線兩支接觸線在線岔過渡區(qū)不在同一水平面上。圖中虛線為接觸線正常高度水平線，正線接觸新在理論岔心方向，比定位點處低，在撤岔方向以4/1000的坡度升高。而側線相反，在理論岔心方向抬高后去下錨，在其撤岔方向以-3/1000的坡度降低。</p><p>　　圖1 無

11、交叉線岔平面布置圖</p><p>　　圖2 無交叉線岔立面布置圖</p><p>　　2.3 無交叉線岔的工作原理</p><p>　　圖3為機車通過無交叉線岔時的過渡狀態(tài)示意圖。無交叉線岔的最大優(yōu)點是保證機車能從正線告訴通過，在平面布置時，應使側線接觸線位于正線線路中心以外999mm。因為，機車受電弓一半寬度為673mm，考慮受電弓擺動200mm，富余量100m

12、m，即運行機車受電弓在側線側最外端課觸及到的尺寸限界為973mm，其值小于999mm，如果受電弓向側線反向擺動200mm，則673-200=473mm，其值大于定位點處拉出值333mm，因而機車從正線過速通通過岔區(qū)時，與區(qū)間接觸線一樣正常受流由于在懸掛布置時，已充分考慮了受電弓工作長度和擺動量，因為在正線通過時，可以保證側線接觸線在接觸線與正線線路中心間的距離適中大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量，因而正線高速行車時，受電弓

13、滑板不可能接觸到側線接觸線，從而保證了正線高速行車時的絕對安全性，并且在道岔外不存在相對硬點。</p><p>　　當機車從正線進入側線時，在線間距126~526mm之間為受電弓與側線接觸線的始觸區(qū)，如圖3（b）所示。此時，因側線接觸懸掛被抬高下錨，側線接觸線高于爭先接觸線，過岔時，側線接觸線比正線接觸線高度以-3/1000坡度降低，因而，受電弓可以順利過渡到側線接觸懸掛，而與側線接觸懸掛無關系，如圖3（a）所示

14、。</p><p>　　由于在懸掛布置時，已充分考慮了受電弓工作長度和擺動量，因為在正線通過時，可以保證側線接觸線在接觸線與正線線路中心間的距離適中大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量，因而正線高速行車時，受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線，從而保證了正線高速行車時的絕對安全性，并且在道岔外不存在相對硬點。</p><p>　　由于在懸掛布置時，已充分考慮了受電弓工作長度和擺動量，

15、因為在正線通過時，可以保證側線接觸線在接觸線與正線線路中心間的距離適中大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量，因而正線高速行車時，受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線，從而保證了正線高速行車時的絕對安全性，并且在道岔外不存在相對硬點。</p><p>　　當機車從正線進入側線時，在線間距126~526mm之間為受電弓與側線接觸線的始觸區(qū)，如圖3（b）所示。此時，因側線接觸懸掛被抬高下錨，側線接觸線高于爭先接觸

16、線，過岔時，側線接觸線比正線接觸線高度以-3/1000坡度降低，因而，受電弓可以順利過渡到側線接觸懸掛。</p><p>　　在機車由正線向側線過渡時，由于側線接觸線比爭先接觸線有較大的抬高，因此，受電弓不會接觸側線接觸線而從側線接觸線上受流。隨著機車的前進，由于在定位點處受電弓中心與正線接觸線之間的距離較小，受電弓經(jīng)過等高區(qū)后逐漸滑離正線接觸線，而此時側線接觸線逐漸降低至正常高度。因而，受電弓可以順利過渡到側線

17、接觸懸掛。</p><p>　　當機車從側線進入正線時，在線間距806~1306mm之間為受電弓與爭先接觸線的始觸區(qū)，如圖3(c)所示。此時，因正線接觸線比側線接觸線高4/1000的坡度，過岔后，渡線被抬高下錨，正線接觸線高度又低于側線，因而，受電弓可以順利過渡到正線接觸懸掛。</p><p>　?。╝）由正線高速通過</p><p>　　（b）由正線進入側線<

18、;/p><p>　?。╟）由側線進入正線 </p><p>　　圖3 機車通過無交叉線岔時的過渡狀態(tài)示意圖</p><p>　　2.4 無交叉線岔始觸區(qū)的確定方法</p><p>　　不同型號的道岔，其線間距相同的點理論岔心的距離是不同的。確定始觸區(qū)，除了研究線間距的范圍以外，還要確定所研究點距岔心的里程坐標點。確定受電弓始觸區(qū)的位置取決于兩個方

19、面的因素：其一是受電弓的工作寬度，在直線上考慮受電弓中心與線路中心相重合，受電弓的工作寬度的一半為673mm，加上機車橫向擺動量左右各為200mm，再考慮100mm富余量，計為b/2=673+200+100=973（mm）;其二是道岔相關參數(shù)，不同型號的道岔，岔心角不同，如圖4所示。</p><p>　　圖4 道岔參數(shù)計算示意圖</p><p>　　設定已知側線的圓曲線半徑為R，岔心角為，

20、其道岔參數(shù)為,令某點線間距為P,其值為</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　若道岔的理論岔心為A，道岔圓曲線的終點為B，則有</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　1) 確定從正線進入側線的始觸區(qū)</p><p>　　從正

21、線進入側線時，如圖5所示。假設受電弓中心與側線導曲線線路中心重合，受電弓半寬為b/2，則受電弓和側線線路中心的運行軌跡方程為</p><p><b>　　（3）</b></p><p>　　當側線位置與正線線路中心的距離為999mm時，即可看成是始觸區(qū)的起始點，當受電弓中心的行跡距正線線路中心的距離大于333+673+200=1206（mm）時，即為始觸區(qū)的結束點，據(jù)

22、此計算出時觸區(qū)的線間距離為126~526mm。</p><p>　　圖5 機車從正線進入側線</p><p>　　2) 確定從側線進入正線的始觸區(qū)</p><p>　　當從側線進入正線時，如圖6所示。設受電弓從側線運行到某點Ⅱ處，并且以定位點位置為基點，則始觸區(qū)計算公式為：</p><p>　　如果在道岔導曲線內(nèi)與正線接觸線接觸，則計算公式為

23、</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　如果在線岔導曲線以外與正線接觸，則計算公式為</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　通過上述公式可計算出，從側線進入正線始觸區(qū)線間距范圍為806~1306mm。</p><p>　　根

24、據(jù)上述原則和方法所設計的無交叉線岔，在進行無交叉線岔平面布置及裝配調(diào)整時，原則上應按三個區(qū)域確定：在由正線進入側線時，始觸區(qū)范圍應為線間距的126~526mm區(qū)域內(nèi)；在由側線進入正線時，始觸區(qū)范圍應為線間距的806~1306區(qū)域內(nèi)；在安裝調(diào)整時，應注意到正線和側線兩組接觸線有一段等高區(qū)，等高區(qū)范圍約在兩線間距的526~806mm區(qū)域內(nèi)。</p><p>　　圖6 機車由側線進入正線</p><

25、p>　　2.5 無交叉線岔的平面布置</p><p>　　無交叉線岔的特點是對側線的接觸線高度要求很嚴格，在交叉區(qū)除了要求兩接觸線處在受電弓的同一側以外，還要求側線接觸線在該區(qū)段的高度應相應變化，具有高差的設置，英雌在施工安裝中，要嚴格按照定位及各吊弦點要求的數(shù)據(jù)抬高，并根據(jù)運行速度、受電弓的橫向擺動量等計算條件確定受電弓與戰(zhàn)線接觸懸掛的始觸區(qū)，正確調(diào)整接觸線的抬高量。在應用中要符合以下幾點要求： <

26、/p><p>　?。?）側線接觸懸掛應盡量遠離正線線路中心，使其處于從正線高速通過的受電弓的動態(tài)包絡線之外，保證受電弓以最大允許抬升量和最大允許擺動量高速通過正線接觸線時碰觸不到側線接觸線。</p><p>　?。?）正線接觸懸掛應盡量靠近側線線路中心，使受電弓能順利地在正線接觸線與側線接觸線間相互轉換。</p><p>　?。?）道岔區(qū)域上空的正線接觸懸掛的技術參數(shù)和

27、結構形式盡量與道岔區(qū)域外的懸掛一致，以保證受電弓在正線上的受流環(huán)境不產(chǎn)生變化。</p><p>　?。?）為便于受電弓在正線接觸線與側線接觸線間相互轉換，側線接觸懸掛應按一定坡度布置，使側線懸掛在道岔前端高于正線接觸線，道岔后端低于正線接觸線，保證受電弓無論從正線進側線或從側線進正線都是由低向高運行。</p><p>　?。?）為降低外界因素對無交叉線岔的影響，正線接觸懸掛和側線接觸懸掛的

28、懸掛類型、線索和零部件型號、技術參數(shù)應盡量一致。</p><p>　?。?）對于350km/h的正線，接觸線的變化坡度為0。側線由于速度較低，其坡度的變化應考慮受電弓在正線和側線轉換運行時，任何方向都應滿足始觸區(qū)范圍內(nèi)無線夾。</p><p>　?。?）將正線或側線線路中心線兩側600-1050mm的區(qū)域內(nèi)設置為無線夾區(qū)，以保證在受電弓限界范圍內(nèi)無接觸網(wǎng)零部件。</p>&l

29、t;p>　?。?）定位支柱位置的確定。定位支柱一般位于線間距500-600mm處，其具體確定與道岔號大小有關。</p><p>　　（9）側線支接觸線始抬點B一般在懸掛點A右側(道岔開口側)第3吊弦處。</p><p>　?。?0）正線接觸線的拉出為350-400mm，并按正常接觸線高度設計；側線接觸線相對于正線線路中心的拉出值一般為950-1000mm，并抬高90-130 mm(視

30、道岔號碼大小而定)，使得A點處側線接觸線位于正線上運行的受電弓正常動態(tài)抬升量以外。</p><p>　?。?1）BC段正線和側線的接觸線一般按等高設計(等高區(qū))，側線接觸線從B點開始按拋物線抬高，至懸掛點A處時抬高90-130 mm，正線接觸線在AC段按正常高度設計。</p><p>　?。?2）當列車由側線駛入正線時，在B點以前受電弓只與側線接觸線接觸，通過B點以后(約在AB段的中部)，

31、受電弓進入正線始觸區(qū)，受電弓一側的倒角開始觸及正線接觸線，并隨著列車的前行，受電弓滑板將脫離側線接觸線而轉入正線接觸線取流，直至完全駛入正線。</p><p>　　注：A、C為懸掛點，B為側線支接觸線始抬點</p><p>　　圖7 無交叉線岔平面布置圖</p><p>　　2.6 無交叉線岔的三個工作區(qū)</p><p>　　圖8為無交叉線岔

32、進出正線時受電弓始觸區(qū)范圍示意圖，無交叉線岔有兩個始觸區(qū)和一個等高區(qū)。在兩線路中心線線間距126mm至526mm之間為第一始觸區(qū)，在此區(qū)內(nèi)渡線接觸線比正線接觸線高。在兩線路中心線線間距526mm至806mm之間為等高區(qū)，在此區(qū)內(nèi)兩接觸線等高；在兩線路中心線線間距806mm至1306mm之間為第二始觸區(qū)，在此區(qū)內(nèi)正線接觸線比渡線接觸線高。抬高值與道岔型號和行車速度有關。</p><p>　　圖8 始觸區(qū)兩線間距范圍

33、示意圖</p><p>　　2.7 高速受流對線岔的技術要求</p><p>　?。?）合理設計線岔結構和技術參數(shù)，使受電弓過岔時處于最佳受流狀態(tài)。</p><p>　?。?）合理選擇兩線交叉點（無交叉線岔為接近點）以及定位支柱位置，盡量減少線岔結構對高速受流的影響。</p><p>　?。?）對于高速線路，正線接觸網(wǎng)不因線岔而改變接觸懸掛的

34、技術條件，受電弓正線通過時不受側線影響。</p><p>　　（4）受電弓能按預設最大速度平穩(wěn)安全的實現(xiàn)正線和側線的轉換。 </p><p>　　由于限制管的存在，當列車高速通過正線時，由于接觸線抬升量較大，受電弓必然要接觸兩支接觸線，在交叉點附近形成相對硬點是難免的，弓網(wǎng)間將產(chǎn)生較大的沖擊，從而加劇線岔處接觸線的局部磨耗，另外還存在鉆弓、打弓的危險。另外，線岔處正線接觸線的高度要求非常嚴

35、格（比正常高度高出10mm），施工精度實難保證；當?shù)啦硖柎a較大時，限制管的長度將變得很長，否則兩支接觸線無法自由伸縮。</p><p>　　相對于兩支無交叉線岔而言，如果側線行車速度不高，則其側線行車較為有利，因為受電弓的轉換過渡較為平緩；但如果側線行車速度也較高，仍然存在正線行車的上述不利因素。</p><p><b>　　3.結論與體會 </b></p>

36、;<p>　　由于限制管的存在，當列車高速通過正線時，由于接觸線抬升量較大，受電弓必然要接觸兩支接觸線，在交叉點附近形成相對硬點是難免的，弓網(wǎng)間將產(chǎn)生較大的沖擊，從而加劇線岔處接觸線的局部磨耗，另外還存在鉆弓、打弓的危險。另外，線岔處正線接觸線的高度要求非常嚴格（比正常高度高出10mm），施工精度實難保證；當?shù)啦硖柎a較大時，限制管的長度將變得很長，否則兩支接觸線無法自由伸縮。相對于兩支無交叉線岔而言，如果側線行車速度不高，

37、則其側線行車較為有利，因為受電弓的轉換過渡較為平緩；但如果側線行車速度也較高，仍然存在正線行車的上述不利因素。交叉線岔的特點是對側線的接觸線高度要求很嚴格，在交叉區(qū)除了要求兩接觸線處在受電弓的同一側以外，還要求側線接觸線在該區(qū)段的高度應相應變化，具有高差的設置，因此在施工安裝中，要嚴格按照定位及各吊弦點要求的數(shù)據(jù)抬高，并根據(jù)運行速度、受電弓的橫向擺動量等計算條件確定受電弓與戰(zhàn)線接觸懸掛的始觸區(qū)，正確調(diào)整接觸線的抬高量。</p>

38、;<p>　　通過此次課程設計，我學會了很多知識，自身的綜合能力得到了一定的提高。學會了查找相關資料相關標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。從最初的選題，分析到計算、繪圖直到完成設計，其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和提高。</p><p>　　通過這次實踐，

39、我了解了接觸網(wǎng)的用途及工作原理，熟悉了高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)無交叉線岔，同時也鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立思考的能力。此次課程設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。</p><p>　　本次課程設計也暴露出自己專業(yè)基礎知識的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學四年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，

40、需要學習的東西還非常多。本次課程設計讓我懂得了理論聯(lián)系實踐的重要性，只有把課本上所學的東西應用到實際中生產(chǎn)中，才能算是真正掌握了知識，如果僅停留在課本知識上，不懂得如何應用，那樣毫無意義。雖然即將要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，所以我以后更應該在工作中學習，努力使自己成為一個對社會有用的人，為祖國的現(xiàn)代化建設事業(yè)貢獻自己的微薄之力。</p><p><b>　　參考書目</b></