1、論文詳細(xì)列舉了近十幾年來我國(guó)普速鐵路、高速鐵路運(yùn)營(yíng)中接觸網(wǎng)受大風(fēng)影響的情況,分析了國(guó)內(nèi)外接觸網(wǎng)防風(fēng)研究現(xiàn)狀。分析了我國(guó)大風(fēng)地區(qū)分布及大風(fēng)特征。新疆風(fēng)區(qū)主要特征為:大風(fēng)風(fēng)期長(zhǎng),大風(fēng)天數(shù)季節(jié)分布特征明顯,風(fēng)力強(qiáng)勁,大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),最大年極值風(fēng)速季節(jié)分布特征明顯,盛行風(fēng)向穩(wěn)定等,并具有明顯的脈動(dòng)特性。
新疆鐵路沿線大風(fēng)特性、接觸網(wǎng)風(fēng)場(chǎng)特性研究。就鐵路工程環(huán)境而言,論文采用Ansys-Fluent流體軟件進(jìn)行擋風(fēng)墻后接觸網(wǎng)風(fēng)場(chǎng)的仿真模
2、擬,可以看出擋風(fēng)墻不僅對(duì)接觸懸掛起不到防護(hù)作用,而且由于接觸懸掛處于擋風(fēng)墻后高速繞流區(qū),風(fēng)速放大系數(shù)達(dá)1.25倍以上,攻角提高到+30°以上,因此,鐵路沿線路堤地段設(shè)置擋風(fēng)墻,是接觸網(wǎng)防風(fēng)最不利工況。
新疆風(fēng)區(qū)內(nèi)大風(fēng)屬于山地風(fēng),具有風(fēng)力強(qiáng)、起風(fēng)快、局地性強(qiáng)等特性,為準(zhǔn)確反映鐵路沿線實(shí)際情況,風(fēng)偏設(shè)計(jì)風(fēng)速采用3s瞬時(shí)風(fēng)速,并與烏魯木齊鐵路局行規(guī)中“大風(fēng)天氣列車安全運(yùn)行辦法”的停輪風(fēng)速保持一致。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)速仍采用10min平均風(fēng)速
3、,但需考慮特殊工況(如高路堤、擋風(fēng)墻)的增速效應(yīng),需進(jìn)行風(fēng)速換算。
強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下接觸網(wǎng)空氣動(dòng)力學(xué)研究。采用SAMCEF-Cable軟件包進(jìn)行接觸網(wǎng)氣動(dòng)特性分析,通過對(duì)全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛的抗風(fēng)性能對(duì)比分析,得出簡(jiǎn)單鏈形懸掛受風(fēng)影響較小的結(jié)論。通過對(duì)四種接觸懸掛方案的承力索張力匹配研究,得出相應(yīng)的最佳張力匹配方案。進(jìn)行接觸網(wǎng)主要技術(shù)參數(shù)的抗風(fēng)性能對(duì)比研究,通過對(duì)跨距等工況進(jìn)行仿真分析,得出如下結(jié)論:(1)對(duì)于風(fēng)區(qū)內(nèi)無
4、擋風(fēng)墻區(qū)段,跨距不宜大于45m,對(duì)于有擋風(fēng)墻區(qū)段,跨距不宜大于40m;(2)在縮小跨距至40m的條件下,四種接觸懸掛組合均能滿足抗風(fēng)安全性要求。
強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下接觸線、吊弦的風(fēng)載特性和風(fēng)振疲勞研究。提出在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮脈動(dòng)風(fēng)的影響。通過仿真分析得出如下結(jié)論:(1)強(qiáng)側(cè)風(fēng)引起接觸線張力增量達(dá)9%左右;(2)定位器受風(fēng)抬升量過大,導(dǎo)致懸掛點(diǎn)前后第一根吊弦將處于松弛狀態(tài)(正定位);定位器處于受壓狀態(tài)時(shí)(反定位),將導(dǎo)致彎曲及燒蝕。
5、> 強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下接觸網(wǎng)支持結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性研究。通過仿真分析得出如下結(jié)論:(1)腕臂受風(fēng)應(yīng)力集中點(diǎn)主要是套管雙耳(斜腕臂與平腕臂連接點(diǎn))、定位器支座、定位器本體等位置;(2)平腕臂與斜腕臂受風(fēng)影響有所區(qū)別,平腕臂應(yīng)力基本與風(fēng)向無關(guān);(3)斜腕臂在正向風(fēng)作用時(shí),應(yīng)力逐漸增加,反向風(fēng)作用時(shí)逐漸減小;(4)斜腕臂應(yīng)力明顯較平腕臂大。
接觸網(wǎng)防風(fēng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和可靠性初步研究,和大風(fēng)地區(qū)接觸網(wǎng)防風(fēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)方案研究。為了確保電力列車能安
6、全可靠運(yùn)行、接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在以上理論研究成果的基礎(chǔ)上有必要開展現(xiàn)場(chǎng)工程試驗(yàn)。制定了大風(fēng)地區(qū)接觸網(wǎng)防風(fēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)方案,制定了接觸網(wǎng)安裝設(shè)計(jì)原則,進(jìn)行了接觸網(wǎng)支柱和基礎(chǔ)選型。
為確保試驗(yàn)段工程順利實(shí)施,制定了試驗(yàn)段接觸網(wǎng)主要技術(shù)條件,試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)初步結(jié)果為:(1)在最大風(fēng)力14級(jí)以下,接觸網(wǎng)各測(cè)點(diǎn)純風(fēng)偏均在100mm以內(nèi),純風(fēng)抬升量不超過23mm;(2)關(guān)節(jié)處兩支接觸線擺動(dòng)頻率及幅度基本一致;(3)接觸網(wǎng)導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)角一般在±