電氣化鐵路接觸網(wǎng)課程設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　此課程設(shè)計是對渡市車站的正線及站線接觸網(wǎng)的設(shè)計，依據(jù)《接觸網(wǎng)課程設(shè)計》及《接觸網(wǎng)》相關(guān)專業(yè)書籍對該車站設(shè)計所需的各項材料、氣象等參數(shù)進行選擇，設(shè)計內(nèi)容包括計算負載的確定、最大跨距的計算、錨段長度的確定、安裝曲線的計算與繪制、軟橫跨的預(yù)制、支柱選擇與容量校驗等，最終

2、完成渡市車站的接觸網(wǎng)平面布置圖與咽喉區(qū)放大圖。</p><p>　　在接觸網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計過程中，本設(shè)計組嚴(yán)格參照課程設(shè)計任務(wù)書，并遵循接觸網(wǎng)設(shè)計規(guī)范。在經(jīng)濟性方面，對于跨距和支柱的選取進行了校驗，最終跨距與支柱型號選擇在滿足技術(shù)條件的情況下經(jīng)濟合理性達到最大。</p><p>　　在課程設(shè)計的過程中，設(shè)計組對于接觸網(wǎng)工程有了更為深刻的認(rèn)識，進一步增強了運用所學(xué)知識的能力及發(fā)現(xiàn)解決問題的方法。在

3、此，向一直對我們有極大期許的董昭德老師表示感謝，向您致以崇高的敬意。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計任務(wù)書 ……………………………………………………………… 3</p><p>　　第二章 基本負載計算………………………………………………………………2</p><p>　　第三

4、章 錨段長度的機械計算………………………………………………………7</p><p>　　第一節(jié) 半補償鏈形懸掛的張力差計算……………………………………7</p><p>　　第二節(jié) 全補償鏈形懸掛的張力差計算……………………………………8</p><p>　　第四章 安裝曲線的計算與繪制……………………………………………………14</p><p&

5、gt;　　第一節(jié) 正線全補償鏈形懸掛的安裝曲線…………………………………14</p><p>　　第二節(jié) 站線半補償鏈形懸掛的安裝曲線…………………………………16</p><p>　　第三節(jié) 補償安裝曲線………………………………………………………21</p><p>　　第五章 軟橫跨預(yù)制…………………………………………………………………24</p>

6、<p>　　第六章 支柱負載的計算及類型選用………………………………………………27</p><p>　　第七章 設(shè)計總結(jié)……………………………………………………………………31</p><p>　　第一節(jié) 對接觸網(wǎng)設(shè)計的認(rèn)識………………………………………………31</p><p>　　第二節(jié) 設(shè)計中遇到的問題及解決方法……………………………………31&

7、lt;/p><p>　　第三節(jié) 設(shè)計的經(jīng)驗與體會…………………………………………………32</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………… 32</p><p>　　附圖1 渡市車站接觸網(wǎng)平面圖</p><p>　　附圖2 咽喉區(qū)一、二放大圖</p><p><b>　

8、　第一章 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　電化2009級接觸網(wǎng)課程設(shè)計分組任務(wù)書</p><p><b>　　第四組</b></p><p><b>　　一、原始設(shè)計資料</b></p><p>　　1、華鎣車站平面圖(初步設(shè)計)，圖一張</p><p>

9、　　2、懸掛類型： 車站正線采用全補償彈性鏈型懸掛：</p><p>　　車站站線采用半補償彈性鏈型懸掛：</p><p>　　全線采用BT供電方式，回流線與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)。</p><p>　　回流線采用TJ－70銅絞線。</p><p>　　3、氣象條件、污穢區(qū)劃分</p><p>　　(1)、氣象條件：第IV標(biāo)準(zhǔn)

10、典型氣象區(qū)</p><p>　　(2)、污穢區(qū)：　重污穢區(qū)</p><p>　　4、設(shè)計速度：140km/h</p><p>　　5、地質(zhì)條件：,,,挖填方請參考初步設(shè)計圖；</p><p>　　6、其它條件及要求請參考《課程設(shè)計總說明》。</p><p><b>　　二、設(shè)計內(nèi)容</b><

11、/p><p>　　1、復(fù)制車站平面圖（放圖）；</p><p>　　2、決定車站最大跨距；</p><p>　　3、作一個錨段長度的機械計算，并繪制安裝曲線圖；</p><p>　　4、繪出所給站線錨段長度張力增量曲線；</p><p><b>　　5、平面設(shè)計</b></p><

12、p>　　(1)、完成所給站場和區(qū)間(一個錨段)的接觸網(wǎng)平面圖；</p><p>　　(2)、繪出咽喉區(qū)部位放大圖；</p><p>　　(3)、寫出設(shè)計主要原則，重大技術(shù)問題的處理方法及方案比選；</p><p>　　(4)、繪出該站的供電分段圖；</p><p>　　6、驗算一處緩和曲線上所設(shè)計跨距的接觸線的最大偏移值；</p&

13、gt;<p>　　7、驗算一組軟橫跨的支柱容量；</p><p>　　8、預(yù)制一組軟橫跨；</p><p>　　9、本組技術(shù)專題討論。</p><p>　　第二章 基本負載計算</p><p>　　1、由原始資料查得相關(guān)參數(shù)如下所示：</p><p>　?。?）銅承力索參數(shù):</p><

14、;p>　　TJ-95的參數(shù)：計算直徑，截面積，單位重量，線漲系數(shù)，彈性模量。</p><p>　　THJ-95的參數(shù)：計算直徑，截面積，單位重量，線脹系數(shù)，彈性模量。</p><p>　?。?）接觸網(wǎng)接觸線性能參數(shù)表</p><p>　　CHTA-120的參數(shù)：綜合拉斷力不小于41.75（KN），線脹系數(shù)，彈性模量，標(biāo)稱截面積，接觸線高度，接觸線寬度，單位重量

15、。</p><p>　　CHTA—110的參數(shù)：綜合拉斷力不小于39（KN），線脹系數(shù)，彈性模量，標(biāo)稱截面積，接觸線高度，接觸線寬度，單位重量。</p><p>　?。?）回流線參數(shù)表：</p><p>　　TJ-70參數(shù)：綜合拉斷力不小于38.64（KN），計算面積，線漲系數(shù)，彈性模量，參考質(zhì)量，，。</p><p><b>　　

16、（4）氣象資料：</b></p><p>　　中國典型氣象分區(qū)表, 典型氣象分區(qū)表中第Ⅳ區(qū)的氣象參數(shù)，如下：大氣最高溫度；大氣最低溫度；最大風(fēng)速；最大風(fēng)速時溫度；覆冰厚度；產(chǎn)生最大覆冰時的溫度；覆冰時的風(fēng)速；覆冰密度 ；重力加速度。</p><p>　?。?）吊弦及線夾負載，取</p><p>　　承力索直徑（mm）；接觸線直徑(當(dāng)接觸線橫截面積不是圓時

17、，取接觸線接觸面積的高度和寬度和的平均值)（mm）；風(fēng)速不均勻系數(shù)（該設(shè)計選擇）；風(fēng)載體型系數(shù)（該設(shè)計選擇）。</p><p><b>　　負載計算</b></p><p>　　（1）計算線索的各類單位負載：</p><p><b>　　回流線的單位自重：</b></p><p>　　半補償簡單鏈形

18、懸掛：，</p><p>　　全補償簡單鏈形懸掛：，</p><p>　　正線全補償鏈形懸掛負載計算：</p><p><b>　　承力索的冰負載</b></p><p><b>　　接觸線的冰負載</b></p><p><b>　　承力索的風(fēng)負載</b&g

19、t;</p><p>　　1最大風(fēng)時承力索的風(fēng)負載</p><p>　　2覆冰時承力索的風(fēng)負載</p><p><b>　　承力索合成負載</b></p><p>　　1無冰無風(fēng)時的合成負載</p><p><b>　　2最大風(fēng)時合成負載</b></p><

20、;p>　　3覆冰時合成負載：</p><p>　　由以上計算可知該懸掛的最大負載出現(xiàn)在覆冰時，。</p><p>　　由于回流線是通過鉤頭鞍子安裝在支架上的，而支架是不能隨溫度變化發(fā)生移動的，鉤頭鞍子的偏移又非常有限，也就是說，回流線各跨之間均屬于“死固定”，在這種情況下，就不能應(yīng)用當(dāng)量跨距來簡化計算，應(yīng)就每一實際跨跨的張力和弛度進行計算。</p><p>

21、　　實際上，上述懸掛的錨段中，只有五種跨距，將這些實際跨距作為當(dāng)量跨距與臨界跨距比較以判定狀態(tài)方程的起始條件，是計算接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線安裝曲線的常用方法。</p><p>　　1　計算臨界跨距，判定起始條件</p><p><b>　　對臨界跨距進行計算</b></p><p>　　由此可知，所有的實際跨距均小于臨界跨距，這些懸掛的最大張力均出現(xiàn)在

22、最低溫度時，取為狀態(tài)方程的起始條件；</p><p>　　2　張力溫度曲線的計算與繪制</p><p>　　將有關(guān)數(shù)據(jù)代入狀態(tài)方程</p><p>　　其一錨段跨距為40、40、42、35、25、21、24、35、50、55、60、60、55、55、53、48、50、30、28、40、40。</p><p>　　對于全補償鏈形懸掛而言，由于承

23、力索和接觸線均裝有張力補償裝置，線索張力近似為一個常數(shù)，與溫度變化無關(guān)。全補償鏈形懸掛的安裝曲線主要為弛度溫度曲線。</p><p>　　全補償鏈形懸掛的狀態(tài)方程為：</p><p><b>　　化簡得到：</b></p><p><b>　　弛度跨距公式： </b></p><p><b&g

24、t;　　弛度和溫度曲線</b></p><p><b>　?。?）回流線</b></p><p><b>　　回流線的單位自重：</b></p><p><b>　　純冰負載:</b></p><p><b>　　覆冰時的風(fēng)負載：</b><

25、;/p><p><b>　　覆冰時的合成負載：</b></p><p>　　最大風(fēng)時線的風(fēng)負載：</p><p>　　最大風(fēng)時的合成負載：</p><p>　　通過以上計算可知，該回流線的最大負載出現(xiàn)在最大覆冰時，即</p><p>　　站線半補償簡單鏈形懸掛負載計算：</p><

26、p><b>　　承力索的冰負載</b></p><p><b>　　接觸線的冰負載</b></p><p>　　覆冰時接觸線的風(fēng)負載</p><p><b>　　接觸線的風(fēng)負載</b></p><p><b>　　承力索的風(fēng)負載</b></p&

27、gt;<p>　　1最大風(fēng)時承力索的風(fēng)負載</p><p>　　2覆冰時承力索的風(fēng)負載</p><p><b>　　承力索合成負載</b></p><p>　　1無冰無風(fēng)時的合成負載</p><p><b>　　2最大風(fēng)時合成負載</b></p><p><

28、;b>　　3覆冰時合成負載：</b></p><p>　　由以上計算可知該懸掛的最大負載出現(xiàn)在覆冰時，即</p><p>　　采用6股道半補償鏈形懸掛計算安裝曲線</p><p><b>　　當(dāng)量跨距</b></p><p><b>　　=47.6</b></p>&

29、lt;p><b>　　所以取=50m</b></p><p><b>　?。ㄈ┐_定起始條件</b></p><p>　　題目未告知承力索的最大允許張力，依據(jù)《牽引供電設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，取拉斷力的65%作為最大許用工作應(yīng)力，考慮銅承力索安全系數(shù)不小于2.0，取</p><p><b>　　，實取。</

30、b></p><p>　　由于，故選取最覆冰狀態(tài)作為起始條件。</p><p>　?。ㄋ模┬ｒ炂鹗紬l件的選取是否正確</p><p><b>　　最大風(fēng)時</b></p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入狀態(tài)方程，求得： </p><p>　　用試探法可求得　，證明起始條件選取是正確的。</

31、p><p>　　各種張力/弛度--溫度曲線的計算</p><p>　　正線采用全補償鏈形懸掛接觸網(wǎng)，采用TJ-70銅絞線作回流線。其一錨段跨距為40、40、42、35、25、21、24、35、50、55、60、60、55、55、53、48、50、30、28、40、40</p><p>　　1計算臨界跨距，判定起始條件</p><p><b&

32、gt;　　取值15kN.</b></p><p>　　由此可知，所有的實際跨距均小于臨界跨距，這些懸掛的最大張力均出現(xiàn)在最低溫度時，取作為狀態(tài)方程的起始條件。</p><p>　　2張力溫度曲線的計算與繪制</p><p>　　將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入狀態(tài)方程</p><p><b>　　計算化簡后得： </b>&l

33、t;/p><p>　　將不同的張力值與跨距值代入方程中，計算出張力溫度對照表，如下表所示。</p><p><b>　　張力―溫度曲線表</b></p><p>　　根據(jù)上表在matlab中可繪出張力溫度－曲線圖，如圖所示。</p><p>　　從張力－溫度安裝曲線圖中，選取溫度為整數(shù)的點及其所對應(yīng)的張力值，填入表中，并依據(jù)

34、弛度計算公式</p><p>　　計算L=25、45、60m跨距的弛度值，填入表3-3-6中。</p><p>　　弛度――溫度曲線表(40m)</p><p>　　弛度――溫度曲線表(55m)</p><p>　　弛度――溫度曲線表(65m)</p><p>　　依據(jù)弛度---溫度曲線表繪制導(dǎo)線的弛度---溫度關(guān)系曲

35、線圖：</p><p>　?。ㄎ澹┯嬎悴⒗L制該懸掛的各類安裝曲線</p><p>　　1　有載承力索張力－溫度曲線</p><p><b>　　初始條件：</b></p><p><b>　　待求條件： </b></p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入半補償鏈形懸掛狀態(tài)方程，

36、并化簡后得到下式：</p><p>　　以的間隔取值代入上式，求出相應(yīng)的值，填入下表中， </p><p>　　有載承力索張力－溫度曲線表</p><p>　　2　無載承力索張力－溫度曲線</p><p>　　其　中 　</p><p><b>　　求　得 　</b><

37、;/p><p><b>　　用試探法求得 ，</b></p><p>　　將所求值代入式3-4-21，即</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)并化簡</b></p><p>　　按一定間隔給出值，求出相應(yīng)的值，將計算結(jié)果填入表3-4-6。 </p><p>　　無載承力索張力溫度

38、曲線表</p><p>　　根據(jù)上面兩個表繪出有載和無載承力索張力－溫度曲線，見下圖。 </p><p>　　承力索張力－溫度曲線</p><p>　　3　有載承力索弛度－溫度曲線</p><p>　　根據(jù)圖上圖所示張力－溫度曲線，選取為整數(shù)的張力值填入表。</p><p><b>　　并利用公式</b

39、></p><p>　　計算出弛度數(shù)據(jù)，將計算結(jié)果填入表，并據(jù)此表繪制有載承力索弛度－溫度曲。</p><p>　　表3-4-4 承力索張力溫度對應(yīng)表</p><p>　　有載承力索弛度溫度－曲線</p><p>　　4、無載承力索的弛度－溫度曲線</p><p>　　根據(jù)無載承力索的張力－溫度曲線及可計算出無

40、載承力索的弛度值。</p><p>　　無載承力索弛度溫度曲線表</p><p>　　繪制出無載承力索的弛度－溫度曲線，如圖所示。</p><p>　　無載承力索弛度溫度－曲線</p><p>　　接觸線弛度－溫度曲線和定位點高度變化曲線</p><p>　　張力Tco為9KN時，跨距分別為35m、50m、55m、60

41、m對應(yīng)的弛度值為：0.256m 0.517m 0.623m 0.741m</p><p><b>　　、、值（m）</b></p><p>　　利用公式及計算接觸線的弛度和定位點處接觸線高度變化值，其計算據(jù)見上表，并據(jù)此表繪制接觸線弛度－溫度曲線和定位點高度變化曲線，見下圖。</p><p>　　接觸網(wǎng)接觸線弛度-溫度曲線圖

42、 定位處接觸線高度變化曲線圖</p><p>　　半補償鏈形懸掛的張力差校驗:</p><p>　　由半補償鏈形懸掛的弛度安裝曲線查得如下表所示。</p><p>　　計算吊弦的平均長度 </p><p>　　接觸線懸掛結(jié)構(gòu)高度；接觸線無弛度時承力索的弛度。</p><p><b>　　判定的取

43、值</b></p><p>　　吊弦偏斜引起的張力差 </p><p>　　式中，吊弦偏斜產(chǎn)生的張力增量，中心錨結(jié)到補償器的距離；變換系數(shù)一般取為0。吊弦和定位器處于正常位置時的溫度查圖得出。</p><p>　　定位器偏斜引起的張力差 </p><p>　　式中，R曲線半徑，d定位器長度取1.5m，接觸線最大需用張力。

44、</p><p>　　半補償鏈形懸掛的總張力差計算 </p><p>　　直線區(qū)段 </p><p><b>　　曲線區(qū)段 </b></p><p><b>　　當(dāng)時，的值為KN：</b></p><p><b>　　當(dāng)時，的值為：</b&g

45、t;</p><p>　　經(jīng)過計算比較，錨段長度應(yīng)根據(jù)張力差較大的取值，</p><p>　　根據(jù)第一個表可繪制出半補償鏈形懸掛接觸線的張力差曲線</p><p>　　檢驗錨段是否滿足要求：</p><p><b>　　查得</b></p><p><b>　　查得</b>&

46、lt;/p><p>　　0.115KN，顯然小于。</p><p><b>　　故錨段滿足要求。</b></p><p>　　最大允許跨距的計算:</p><p><b>　　直線區(qū)段</b></p><p>　　查詢《鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范》手冊，接觸線最大風(fēng)偏移，接觸線拉出

47、值</p><p><b>　　最大允許跨距</b></p><p><b>　　(2)曲線區(qū)段</b></p><p>　　查詢《鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范》手冊，接觸線最大風(fēng)偏移，接觸線拉出值..</p><p><b>　　軟橫跨的預(yù)制：</b></p>&l

48、t;p>　　選軟橫跨支柱的型號為：</p><p><b>　　側(cè)面限界的選擇,.</b></p><p><b>　　各懸掛點的負載</b></p><p>　　1、接觸線的單位自重</p><p><b>　?。?）正線負載：</b></p><p

49、><b>　?。?）站線負載：</b></p><p>　　2軟橫跨承擔(dān)的縱向懸掛的垂直負載</p><p><b>　?。?）正線懸掛：</b></p><p><b>　　（2）站線懸掛：</b></p><p>　　3該軟橫跨各節(jié)點的重量</p>&l

50、t;p>　?。?）判斷節(jié)點類型，由圖可知從1股道至6股道的節(jié)點類型為：5、5、8、5、5、6（或7）。</p><p>　　4橫向承力索、上下部固定繩分?jǐn)偟礁鲬覓禳c的垂直負載</p><p>　　取橫向承力索和上下部固定繩的單位自重分別為：</p><p><b>　　5各懸掛的總負載：</b></p><p>　

51、　二 求橫承力索水平張力</p><p>　　1支柱懸掛點的垂直反力</p><p><b>　　對A點，得，</b></p><p><b>　　2判定最低點</b></p><p><b>　　由試驗法知因為</b></p><p>　　所以判定該懸

52、掛的最低點為點。</p><p>　　3求最大弛度，并求懸掛點對最低點的力矩</p><p>　　選取軟橫跨鋼柱型號：</p><p>　　其支柱高度為13m,假設(shè)該軟橫跨的安裝尺寸如下：</p><p>　　承力索安裝高度：12.935m;接觸線高度取為:6m</p><p>　　上部固定繩的高度：8.06m;下部固

53、定繩的高度為6.9m</p><p>　　由圖可見,最大弛度為：（為吊弦最短長度，5-6股道取值為600mm）.</p><p>　　左右懸掛點對橫承力索最低點取力矩，即分析段，有</p><p>　　三 求上下部固定繩的張力</p><p><b>　　1各線索水平力</b></p><p>

54、<b>　　線索風(fēng)負載</b></p><p><b>　　接觸線‘之’字力</b></p><p>　　參照直線區(qū)段拉出值的取值平均，這里拉出值a=300mm；正線接觸線張力=10KN，站線接觸線張力=8.5KN</p><p>　　2上下部固定繩的水平張力</p><p>　　由軟橫跨簡圖分布知

55、，上部固定繩固定6根承力索，下部固定繩固定有一根正線和5根站線。</p><p><b>　　3求支柱風(fēng)負載</b></p><p><b>　　支柱受風(fēng)面積：</b></p><p><b>　　支柱風(fēng)負載：</b></p><p><b>　　四 支柱容量計算&l

56、t;/b></p><p>　　由于我們選擇計算的支柱型號是，，不滿足安全系數(shù)1.5的要求。因此我們將軟橫跨支柱的型號選為可滿足要求。</p><p><b>　　支柱選型及負載計算</b></p><p>　　接觸網(wǎng)支柱的選用是根據(jù)計算容量與支柱本身具有的與懸掛和裝配形式無關(guān)的世紀(jì)容量的比值（安全系數(shù)來確定的）。支柱負載有垂直負載和水平

57、負載兩大類，垂直負載有支柱的支持及定位裝置的自重及覆冰重、接觸懸掛的自重及其覆冰重；水平負載有支柱風(fēng)負載、線索風(fēng)負載、補償張力的水平力（“之”字力、曲線力、下錨分力）。本設(shè)計選擇側(cè)線道岔進行支柱校驗。支柱選型：</p><p><b>　　垂直負載</b></p><p><b>　　支持與定位裝置</b></p><p>

58、;　　（1）自重 根據(jù)書中規(guī)定，取。</p><p>　?。?）覆冰重 、覆冰面積；冰的密度；覆冰的厚度。接觸網(wǎng)腕臂選型TG-38參數(shù)外徑60mm，長度3.8米。斜腕臂按照平腕臂倍的長度計算。</p><p><b>　　=31.11N</b></p><p>　　懸掛線索:(數(shù)據(jù)前面已算得)</p><p><

59、b>　　單位自重 </b></p><p><b>　　單位覆冰重 </b></p><p>　　懸掛的垂直負載為： </p><p><b>　　3回流線的垂直負載</b></p><p><b>　　回流線的單位自重：</b></p><

60、;p>　　回流線的垂直負載為：</p><p><b>　　水平負載</b></p><p><b>　　1支柱風(fēng)負載</b></p><p><b>　　2線索風(fēng)負載</b></p><p>　　最大值出現(xiàn)在最大風(fēng)即</p><p><b&

61、gt;　　3直線區(qū)段之字力</b></p><p>　　緩和曲線接觸線最大偏移值校驗</p><p>　　在曲線段，接觸線相對于受電弓中心線軌跡的偏移可由一下幾種因素造成，接觸線相對于受電弓中心線軌跡的靜態(tài)偏移、接觸線在最大風(fēng)時的風(fēng)偏移，線路外軌超高引起的受電弓重心對線路中心的偏移、接觸線拉出值造成的負偏值、最大風(fēng)時支柱撓度在成的偏移。由于該設(shè)計不是在極限條件下取值的，根據(jù)前面

62、的計算在曲線段最大允許跨距為39.57米，由于我們在緩和曲線上的跨距最大取值為24米，因此接觸線不會超出受電弓滑板的允許工作范圍，設(shè)計滿足要求。</p><p><b>　　一個錨段張力差校驗</b></p><p><b>　　正線錨段最長：</b></p><p><b>　　錨段總長</b>&l