接觸網(wǎng)平面設計畢業(yè)設計論文

1、接觸網(wǎng)平面設計畢業(yè)設計論文 蘭州交通大學畢業(yè)設計(論文) 題 目接觸網(wǎng)平面設計 畢業(yè)設計(論文)原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾:所呈交的畢業(yè)設計(論文),是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標注和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過奉獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名: 日 期: 指導教師簽名: 日 期: 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計(論文)的規(guī)定,即:按照學

2、校要求提交畢業(yè)設計(論文)的印刷本和電子版本;學校有權保存畢業(yè)設計(論文)的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽效勞;學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文;在不以贏利為目的前提下,學校可以公布論文的局部或全部內容。作者簽名: 日 期: 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要奉獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承當。 作者簽名: 日期:年 月 日 學位論文版權使用授權書

3、本學位論文作者完全了解學校有關保存、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保存并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或局部內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名:日期:年 月 日 導師簽名:日期:年 月 日摘 要 近年來,高速電氣化鐵路的開展十分迅猛。接觸網(wǎng)技術的研究和設計是高速電氣化鐵路開展的根底。本論文在概述接觸網(wǎng)根本組成的根底上,系統(tǒng)的闡述了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的支持裝置、結構特征、供電方式等,并著重論述了高速接觸網(wǎng)的設計原理及設計內容。最后,本論文

4、完成了安家河至打柴溝區(qū)間的接觸網(wǎng)平面設計。 本論文共包括七章內容,第一章是對高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的概述;第二章那么主要介紹了高速電氣化接觸網(wǎng)的根本組成和結構特征;第三章是關于接觸網(wǎng)設計的根本內容;第四、五章主要包括接觸網(wǎng)設計計算根底和平面設計根底;最后兩章主要是對安家河至打柴溝區(qū)間的接觸網(wǎng)平面設計。關鍵詞 高速電氣化鐵路,接觸網(wǎng),平面設計 ,結構特征Abstract The development of high-speed electrified railway is very tendency in recent years. It is based on the research and

5、 design of the catenary systems. Based on the introduction of the basic contents of catenary systems, this thesis systematically elaborates the supporting equipments, structure features and power way of high-speed catenary systems, emphasizes on the principle and contents of design catenary systems.

6、 At last, this thesis has completed the graphic design of the interval from An Jia He to Da Chai Gou. This thesis includes 7 Chapters .The first Chapter summaries to catenary systems of high-speed electrified railway. The second Chapter is the introduction of the basic contents and the structure fea

7、tures of catenary systems. The third Chapter is about the basic contents of the design of the catenary systemsThe forth and fifth Chapter are mainly including basic knowledge of the design calculation and graphic design. The last two Chapters are mainly about the graphic design from An Jia He to Da

8、Chai Gou. Key WordsHigh-speed electrified railway, catenary systems, graphic design, structure features目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論1第一節(jié) 電氣化鐵道概述1第二節(jié) 接觸網(wǎng)(平面)設計原那么1第三節(jié) 本論文的主要設計內容2第二章 接觸網(wǎng)的設備與結構3第一節(jié) 接觸網(wǎng)懸掛類型3一、簡單接觸懸掛3二、鏈形接觸懸掛3三、高速接觸網(wǎng)的懸掛模式4第二節(jié) 接觸網(wǎng)線索4一、接觸線4二、承力索6第三節(jié) 支持裝置7一、概述7二、腕臂支持裝置7第四節(jié) 定位裝置11一、定位裝置的作用11二、定位器類

9、型11三、定位裝置形式12四、高速接觸網(wǎng)定位裝置14第五節(jié) 支柱14一、支柱的分類原那么14二、預應力鋼筋混凝土支柱14三、鋼支柱15第六節(jié) 根底及其類型選擇15一、根底類型15二、鋼筋混凝土柱橫臥板16第七節(jié) 錨段關節(jié)及中心錨節(jié)17一、錨段關節(jié)17二、中心錨結21第八節(jié) 張力自動補償裝置23第九節(jié) 線岔及供電設施24一、線岔24二、接觸網(wǎng)供電設施24第三章 接觸網(wǎng)設計的根本內容26第一節(jié) 接觸網(wǎng)的設計程序26第二節(jié) 接觸網(wǎng)設計的原始資料27第三節(jié) 接觸網(wǎng)設計的主要內容27第四章 接觸網(wǎng)設計計算根底29第一節(jié) 氣象條件確實定29一、概述29二、接觸網(wǎng)設計計算氣象條件確實定29第二節(jié) 計算負載確

10、實定31一、自重負載31二、冰負載32三、風負載32第三節(jié) 全補償鏈形懸掛的安裝曲線33第四節(jié) 接觸線跨距許可長度的計算35第五節(jié) 鏈形懸掛錨段長度的計算37第六節(jié) 支柱負載的計算38一、垂直負載39二、水平負載39第五章 接觸網(wǎng)平面設計根底42第一節(jié) 概述42第二節(jié) 區(qū)間接觸網(wǎng)平面設計42一、區(qū)間錨段長度的劃分42二、區(qū)間支柱的平面布置43第三節(jié) 表格欄及相應說明44一、側面限界及拉出值44二、支柱類型45三、地質情況45四、根底橫臥板類型45五、軟橫跨結點或拉桿、腕臂、定位管、定位器46六、安裝圖號46七、接觸線高度47第六章 安家河?打柴溝接觸網(wǎng)平面設計49第一節(jié) 原始資料49一、氣象資

11、料49二、線路資料49第二節(jié) 設計計算(調整校驗)50一、全補償鏈形懸掛的安裝曲線計算50二、最大跨距許可長度的校驗計算51三、錨段長度的校驗計算53四、支柱容量的校驗計算54第三節(jié) 設備選擇及設計參數(shù)57第四節(jié) 平面布置(設計)57第七章 結論59致 謝60參考文獻61附錄1 外文資料翻譯62A1.1 譯文62A1.2 原文65附錄2 相關裝配圖68一?支柱裝配圖68附錄3 安家河至打柴溝區(qū)間平面設計圖(CAD圖)70第一章 緒論第一節(jié) 電氣化鐵道概述 采用電力機車為主要牽引動力的鐵路成為電氣化鐵路,它是在19世紀70年代末的歐洲最先出現(xiàn)。早期的電氣化鐵路多采用直流供電方式,電壓等級較低,需

12、要整流裝置,不利設置在長距離的鐵路干線上。 目前國際上普遍采用比擬先進的單相工頻交流制電氣化鐵路,它便于升壓和電能的損耗,可以增加牽引變電所之間的距離,大大降低了建設投資和運營費用。牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路供電設備上的主要特點,牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大局部。 由于牽引供電裝置一般分成牽引變電所和接觸網(wǎng)兩局部,所以人們又稱電力機車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵道的“三大元件。 接觸網(wǎng)是沿鐵路上空架設的一條特殊形式的輸電線路。它是電氣化鐵道中主要供電裝置之一,其功用是通過它與受電弓的直接接觸,而將電能傳送給電力機車。接觸網(wǎng)最早出現(xiàn)的形式是利用鋼軌供電。隨著電壓的提高、運輸量的增大

13、、技術的不斷改良以及對人身平安的嚴格要求等,使接觸網(wǎng)的結構逐漸開展成為目前廣泛采用的架空式接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)在供電回路中起著十分重要的作用,直接影響著電氣化鐵道的運行,因此使接觸網(wǎng)始終處于良好的工作狀態(tài),平安可靠的向電力機車供電,對于保證鐵路運輸暢通無阻有著極為重大的意義。 隨著高新技術技術的開展,特別是計算機技術的應用,使電力機車和牽引供電裝置的工作性能不斷提高。低能耗、高效率、高速度的電力牽引已成為世界各國鐵路開展趨勢。第二節(jié) 接觸網(wǎng)(平面)設計原那么設計工作是鐵路根本建設的一個重要環(huán)節(jié),是一項十分重要的輔助工作。接觸網(wǎng)設計是鐵道電氣化設計中重要的組成局部。接觸網(wǎng)設計要表達根據(jù)我國政治、經濟、

14、自然資源特點等制定的技術政策,反映革新和科研成果,采用國內外先進技術,遵循國家和鐵道部公布的有關技術和管理上的規(guī)程、標準等。 接觸網(wǎng)平面圖表示了接觸網(wǎng)線路和接觸網(wǎng)設備及結構狀況。接觸網(wǎng)平面設計即接觸網(wǎng)平面布置圖的設計應采用鐵道部規(guī)定的電氣化鐵道接觸網(wǎng)圖形符號,來示意接觸網(wǎng)各種設備和結構的配置情況。接觸網(wǎng)平面圖應表達電氣化鐵道的技術性能、設備安裝位置、技術參數(shù)等重要內容。第三節(jié) 本論文的主要設計內容 本論文主要從電氣化鐵道接觸網(wǎng)的組成、結構、設備和接觸網(wǎng)設計的根底出發(fā)闡述了安家河至打柴溝區(qū)間接觸網(wǎng)平面設計的設計依據(jù)、原那么和方法并做出了此區(qū)間具體的接觸網(wǎng)平面布置圖等。 論文共包括七大章內容,前四

15、章主要包括緒論及接觸網(wǎng)的設計依據(jù)原那么及方法;第五章主要是接觸網(wǎng)平面設計根底的內容;第六、七章那么是安家河至打柴溝區(qū)間具體設計內容,包括:此區(qū)間的原始資料(氣象資料、線路資料等)、平面設計相關的設計計算、設備的具體選擇和區(qū)間平面布置圖的具體繪制等。 第二章 接觸網(wǎng)的設備與結構第一節(jié) 接觸網(wǎng)懸掛類型 接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。接觸懸掛的種類較多,一般根據(jù)其結構的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。一、簡單接觸懸掛 簡單接觸懸掛(簡稱簡單懸掛)系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。簡單懸掛分為未補償簡單懸掛和加補償簡單懸掛及吊索式簡單懸掛。二、鏈形接觸懸掛 隨著高速

16、電氣化鐵路的開展,出現(xiàn)了鏈形懸掛這種新的懸掛類型。 鏈形懸掛是一種運行性能較好的懸掛形式。減小了接觸線在跨距中的馳度,改善了彈性,增加了懸掛重量,提高了穩(wěn)定性,可以滿足電力機車高速運行取流的要求。 鏈形懸掛根據(jù)線索兩端的下錨方式,可分為以下幾種形式: 1、未補償簡單鏈形懸掛 這種懸掛方式的承力索和接觸線兩端無補償裝置,均為硬錨。因此,在溫度變化時,承力索和接觸線的張力弛度變化較大,一般不采用。 2、半補償鏈形懸掛 在半補償簡單鏈形懸掛中,接觸線兩端設補償裝置,承力索兩端為硬錨。這種懸掛只用于行車速度不高的車站側線和支線上。 3、半補償彈性鏈形懸掛 半補償彈性鏈形懸掛和半補償簡單鏈形懸掛的區(qū)別在

17、于支柱定位點處吊弦形成的不同。這種懸掛方式用于行車速度不超過100km/h的線路上。 4、全補償鏈形懸掛 全補償鏈形懸掛,即承力索和接觸線兩端下錨處均裝設補償裝置。全補償鏈形懸掛也分為全補償簡單鏈形懸掛和全補償彈性鏈形懸掛。行車速度較高的線路,多采用全補償彈性鏈形懸掛。三、高速接觸網(wǎng)的懸掛模式 目前,世界各國為滿足高速受流的要求,都根據(jù)自己國家高速鐵路規(guī)劃的動力設置動力集中式或動力分散式和受電弓的結構及性能的不同,而采用了不同的懸掛類型。 高速接觸網(wǎng)的懸掛類型就其現(xiàn)有的情況而言,有彈性鏈形懸掛、簡單鏈形懸掛和復式鏈形懸掛或稱雙鏈形懸掛。第二節(jié) 接觸網(wǎng)線索一、接觸線 接觸線是接觸網(wǎng)的主要組成局部

18、,接觸線的材質、工藝及性能對接觸網(wǎng)起著重要作用,要求它具有較小的電阻率、較大的導電能力;要有良好的抗磨損性能,具有較長的使用壽命有高強度的機械性,具有較強的抗張能力。 1、我國電氣化鐵路建設在幾十年的開展中,采用了多種類型接觸線,并隨著世界高速電氣化鐵路的不斷開展,又不斷研制開發(fā)了新型接觸線,主要有以下幾種: (1)銅接觸線 我國電氣化鐵路建設初期,采用的是銅接觸線,型號為TCG?100型和TCG?85型,分別用于正線和站線,其A型尺寸如圖2-1 a所示。 (2)鋼鋁復合新型接觸線 20世紀70年代我國研制了以鋁代銅的GLCA100/215型和GLCB80/173型鋼鋁復合新型接觸線,其數(shù)字2

19、15和173為A型及B型鋼鋁接觸線的實際橫截面積,A型和B型在導電性能上,分別當量于TCG?100型和TCG?85型,其A型斷面形狀如圖2-1b所示。電氣和機械性能見表2-1。 (3)內包鋼的GLCN型鋼鋁電車線 為了解決鋼外表銹蝕的問題,我國又開發(fā)研制了內包鋼的GLCN型鋼鋁電車線。如圖2-1c所示。這種接觸線的特點,是將承受張力的鋼包在鋁內,既保存了耐磨性能和抗張性能好的優(yōu)點,又提高了它的防腐蝕性能,可相應延長使用壽命,具有較好的受流效果,其電氣及機械性能見表2-1。 圖3-1 我國電氣化鐵路主型接觸線 (4)連鑄連軋、無焊接接頭的TCW?110型、TCW?85型接觸線 如圖2-1d所示。

20、這種接觸線相應地提高了抗拉強度和供電可靠性,同時又可延長使用壽命,因而得到廣泛應用。 (5)銀銅合金接觸線 隨著電氣化鐵路的大幅度提速和高速電氣化鐵路的建設,20世紀90年代我國又研制了CTHA?110型、CTHB?120型銀銅合金接觸線,它的斷面尺寸和TCW?110型完全一致,整體是個圓形,如圖2-1d所示。表2-1 我國主型接觸線電氣及機械性能表 2、接觸線的主要技術要求 高速接觸網(wǎng)要求受流性能好、穩(wěn)定性能好、抗張性能好、導電性能好、電流強度大的接觸線,因而要求具備下述主要技術性能:抗拉強度高、電阻系數(shù)低、耐熱性能好、耐磨性能好和制造長度長。 3、接觸線材質性能的綜合選型 各國高速電氣化鐵

21、路建設中都十分注意研制、選擇和使用新型接觸線,并且需考慮下述諸因素:增大接觸線的張力、限制接觸線橫截面、提高接觸線的導電率、增強耐磨耗性能、選擇銅合金材質。二、承力索 承力索的作用是通過吊弦將接觸線懸掛起來。承力索根據(jù)材質一般可分為銅承力索、鋼承力索、鋁包鋼承力索三類。 1、銅承力索 銅承力索導電性能好,可做牽引電流的通道之一,和接觸線并聯(lián)供電,降低壓損和能耗,且腐蝕性能高。但銅承力索消耗銅多,造價高且機械強度低,不能承受較大的張力,溫度變化時弛度變化也大。規(guī)格型號有TJ-95、TJ-100等幾種。TJ表示銅絞線,數(shù)字表示截面積。 2、鋼承力索 鋼承力索用鍍鋅鋼絞線制成,強度高耐張力大,安裝弛

22、度小且弛度變化也小,節(jié)省有色金屬又造價低。但電阻大,導電性能差,一般是不允許導流的。鋼承力索不耐腐蝕,使用時要采取防腐措施。常用規(guī)格有GJ-100、GJ-70兩種。 3、鋁包鋼承力索表2-2 承力索型號規(guī)格表型 號截面積(mm2) 股數(shù)與單 股直徑 mm計 算直 徑mm有 效電 阻/?單 位重 量kg/km制 造長 度mmTJ-7070192.1410.60.286181500TJ9595192.4912.40.208371200TJ-120120192.8014.00J-150150193.1515.80.1231388800 鋁包鋼承力索是鋁覆鋼線和鋁線絞合而成,

23、主要以鋁覆鋼線中的鋼芯局部承受張力,覆鋁層和率線載流,導電性能好,機械強度和抗腐蝕性能好。GJ表示鋼絞線,數(shù)字表示承離索的標稱截面積。第三節(jié) 支持裝置一、概述 支柱、支持裝置和定位裝置是使接觸懸掛導線相對于線路中心保持在所要求的位置上的設備。支柱布置在線路的一側,與線路中心保持一定的距離。因此,為了把導線懸掛到支柱并固定在一定的位置上,必須有一套中間裝置,這就是所謂的支持裝置。支持裝置包括腕臂肩架、軟橫跨是一套彼此連接在一起的線索裝置和硬橫梁硬橫跨。為了使導線在水平面上相對于受電弓中心保持在所要求的位置上,需采用定位裝置。二、腕臂支持裝置 電氣化線路上所采用的腕臂有多種形式,概括起來有下述幾類

24、:按結構分有帶拉桿的水平腕臂、帶斜撐的水平腕臂、帶拉桿的斜腕臂;按在支柱上的固定方法分有固定腕臂、半固定或半旋轉 腕臂、旋轉腕臂;按所處的電壓上下分有絕緣腕臂、非絕緣腕臂;按跨越的股道數(shù)分有單線路腕臂、多線路腕臂;按導線的定位方向分有標準腕臂用來在直線區(qū)段懸掛導線,而且此時沒有導線從線路中心引到支柱上、反向腕臂用來在曲線區(qū)段上和在有導線從線路中心被引到支柱上的直線區(qū)段上懸掛導線。 在我國電氣化鐵路中,最廣泛采用的是旋轉絕緣腕臂,根據(jù)它在線路中的作用和性質,分為中間柱、非絕緣轉換柱、絕緣轉換柱、中心柱、錨柱和道岔柱等。下面分別闡述。中間柱支持裝置在中間支柱上,只安裝一個腕臂,懸吊一支接觸懸掛,并

25、把承力索和接觸線定位在所要求的位置上,這種支持裝置稱為中間柱支持裝置。區(qū)間中除錨段關節(jié)處的支柱外,其余均為中間柱,所以中間柱支持裝置是用量最大的支持結構形式。在線路的直線區(qū)段,支柱一般立于線路的同一側,但是接觸線需要按之字形布置,其拉出值一般在支柱點處要變換方向,所以定位為一正一反,如圖2-2所示。 圖2-2 直線中間支柱支持裝置示意圖 2、非絕緣轉換柱支持裝置 對于三個跨距的非絕緣錨段關節(jié),中間的兩根支柱稱為轉換柱,它懸吊兩支接觸懸圖2-3 直線非絕緣轉換柱(ZF2)裝配示意圖掛,其中一支為工作支,另一支為非工作支。工作支的接觸線與受電弓接觸;非工作支的接觸線抬高約200 mm,不與受電弓接

26、觸,通過轉換柱拉向錨柱下錨。因此,轉換柱需要安裝兩組定位器。轉換柱的懸掛形式有兩種:一種稱為ZF1轉換柱,工作支接近支柱側,非工作支遠離支柱側;另一種稱為ZF2轉換柱,工作支遠離支柱側,非工作支靠近支柱側。其中Z表示直線,F表示非絕緣,下標1與2分別表示兩種類型。直線非絕緣轉換支柱ZF2的裝配形式如圖2-3所示。 非絕緣轉換支柱,在直線區(qū)段和曲線區(qū)段的裝配形式也不相同,其曲線區(qū)段的裝配,定名為QFl及QF2,其中Q表示曲線之意。Fl及F2的含義與前述相同。 3、絕緣轉換柱支持裝置圖 2-4 曲線區(qū)段的絕緣轉換支柱QJl裝配示意圖 絕緣轉換柱支持裝置在四跨絕緣錨段關節(jié)處,懸吊兩支接觸懸掛,其中一

27、支為工作支,另一支為非工作支。工作支的接觸線與受電弓接觸,非工作支的接觸線抬高約500 mm,不與受電弓接觸,通過轉換柱拉向錨柱下錨。轉換拄的懸掛形式也有兩種:一種稱為ZJ1轉換柱,工作支遠離支柱側,非工作支靠近支柱側;另?種稱為ZJ2轉換柱,工作支靠近支柱側,而非工作支遠離支柱側。 四跨絕緣錨段關節(jié)也有兩個轉換支柱,名為ZJ1和ZJ2、QJl及QJ3,其中J表示絕緣轉換支柱,下標1及3表示不同的裝配形式。在直線區(qū)段和曲線區(qū)段,其裝配形式也是不相同的。圖2-4所表示的是在曲線區(qū)段的一種裝配形式QJl。 4、中心柱的支持裝置 位于四跨絕緣錨段關節(jié)的兩轉換柱之間的支柱,稱為中心柱,用ZJ2表示。在

28、中心柱上同樣要安裝兩套支持裝置,懸吊的兩支接觸懸掛均為工作支,接觸線為等高。當受電弓通過時,同時接觸兩根接觸線,使之平穩(wěn)地過渡。兩支懸掛的接觸線在平面上平行,空氣間隙為500 mm,電氣上能互相分開。兩支接觸懸掛兩支懸掛的接觸線在平面上平行,空氣間隙為500 mm,電氣上能互相分開。兩支接觸懸掛在中心柱兩側均經轉換支柱向錨支柱下錨。中心支柱在直線區(qū)段和曲線區(qū)段的裝配形式也不一樣,各用ZJ2及QJ 2表示。圖2-5 直線中心支柱(ZJ2)裝配示意圖 4、軟橫跨 在站場上,多股道的接觸懸掛借助于單根或數(shù)根橫向線索懸掛到布置在這些線路兩側的兩根支柱上,這種裝置稱為軟橫跨。在一組軟橫跨中,有三根橫向索

29、道,即:橫向承力索、上部定位索及下部定位索。橫向承力索是軟橫跨受力的主要構件,它承受鏈形懸掛的垂直負荷。橫向承力索一般由單根或數(shù)根鋼絞索組成,對于跨越3?4股道的情況,通常使用單根橫向承力索,而跨越股道較多、負載較大時,那么由兩根或四根鋼絞索組成。為了將懸掛導線固定在水平面內的一定位置軟橫跨主要依據(jù)定位索的結構類型和定位器在定位索上的固定方式而有多種形式。 4、硬橫梁 圖2-6所示的硬橫跨是電氣化線路上廣泛采用的標準硬橫跨,其硬橫梁兩端被分別固定在鋼柱 或鋼筋混凝土支柱上。硬橫跨梁跨越能力強,能有效降低支柱高度。既穩(wěn)定又經濟合理適用。圖2-6 彈性鏈形懸掛硬橫跨(梁)結構第四節(jié) 定位裝置一、定

30、位裝置的作用 定位裝置是支持結構中的主要組成局部,它是在定位點處對接觸線實現(xiàn)相對于線路中心進行橫向定位的裝置。也就是說,定位裝置的作用就是根據(jù)技術要求,把接觸線進行橫向定位。在直線區(qū)段,相對于線路中心把接觸線拉成之字形狀;在曲線區(qū)段,相對于受電弓中心行跡那么拉成切線或割線。二、定位器類型圖2-7 定位器類型表2-3 常見定位器規(guī)格、型號表 定位裝置是由定位管、定位器、支持器、定位線夾及其他連接部件組成。定位器從形狀上可分為直管式定位器、彎管式定位器、特型定位器等數(shù)種,常用的定位器類型如圖2-7所示。定位器的規(guī)格型號如表2-3所示。三、定位裝置形式 定位裝置僅對接觸線實行橫向定位,根據(jù)支柱所處位

31、置、功用及地形條件不同,安裝位置的形式也不同。具體有以下幾種。 1、正定位 在直線區(qū)段或曲線半徑R=12004000 m區(qū)段,就采用這種定位方式。該定位裝置由直管定位器和定位管組成。定位器的一端利用定位線夾固定接觸線;另一端通過定位環(huán)與定位管銜接,定位管又通過定位環(huán)固定在腕臂上。結構見圖2-8a。 反定位一般用于曲線內側支柱或直線區(qū)段之字值方向與支柱位置相反的地方。定位器附掛在較長的主定位管上,呈水平工作狀態(tài)。主定位管受壓力較大,為了使定位管保持水平,一般用兩條斜拉線將定位管吊住,固定在承力索上。為了保證定位器與主定位管之間保持有一定的距離大于或等于300 mm,定位器通過長支持器與主定位管連

32、接。結構見圖2-8b。 3、軟定位 這種定位裝置只能承受拉力,而不能承受壓力,因而它用于曲線只用于曲線R?1000 m的區(qū)段,為防止在某些特殊情況下拉力過小,經過計算,在曲線力抵消反方向的風力之后,拉力需保持0.2kN以上方能使用這種方式,如圖2-8c所示。圖2-8 定位裝置形式 4、組合定位 組合定位裝置是用在錨段關節(jié)的轉換支柱、中心支柱及站場線岔處的定位,這些地方均有兩組懸掛在同一支柱處,分別固定在所要求的位置上。組合定位的方式較多,各種組合定位的作用也不相同,這主要是根據(jù)各種各樣的地形條件及懸掛條件決定的,其結構見圖2-8d、e、f、8、h。 5、單拉定位 這種定位的特點是沒有腕臂,將軟

33、定位器直接通過絕緣子固定到支柱上,如 圖2-8i所示。它一般用在導曲線處或因跨距較大,接觸線的偏移達不到設計技術要求的某些特殊殊地點。四、高速接觸網(wǎng)定位裝置 定位器是保持接觸線處于相對于線路中心的正確位置的裝置,在直線區(qū)段使接觸線拉成之字形,在曲線區(qū)段相對于線路中心或受電弓行跡中心拉成割線或切線,使受電弓的滑板磨損均勻。定位器是與接觸線直接接觸,并且在受電弓通過時,與其最接近的部件之一,它的性能好壞直接影響弓網(wǎng)間的受流質量,特別是在高速電氣化線路上,是決定接觸懸掛彈性均勻性的關鍵部件之一,因而對定位器的結構及性能要求甚為嚴格。第五節(jié) 支柱一、支柱的分類原那么 接觸懸掛是被支柱支持在鐵路線上方的

34、,支柱有很多種,支柱可按其材料、支持裝置形式、用途以及負載條件進行分類。目前采用的有預應力鋼筋混凝土柱和鋼柱。 根據(jù)支柱上的支持裝置的不同,支柱可以分為腕臂支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱和定位支柱。按用途劃分,支柱可分為中間支柱、轉換支柱和錨柱。支柱可以分為不帶拉線的自承載支柱和帶拉線的。二、預應力鋼筋混凝土支柱 我國鐵路采用了工字形及斜腹桿斷面的鋼筋混凝土支柱,近年來在局部區(qū)段又采用了環(huán)形等徑鋼筋預應力混凝土支柱。 目前,幾乎全部鋼筋混凝土支柱都采用預應力鋼筋混凝土支柱。橫腹桿式鋼筋混凝土支柱優(yōu)點在于能更好地利用高強度鋼筋,比圓柱圓錐形支桿更便于接觸網(wǎng)檢修人員上下作業(yè),特別是空腹結構尤其如此。

35、 預應力混凝土柱,用符號H表示,分母的前一個數(shù)字表示地面以上支柱高度,后一個數(shù)字表示埋入地下局部的長度;分子的前一個數(shù)字表示垂直于線路方向的支柱容量kN?m,后一個數(shù)字表示順線路方向下錨的容量kN?m,其型號和規(guī)格見表3-4。三、鋼支柱 目前,在接觸網(wǎng)工程中,特別是較大站場上,大量利用鋼柱,它是由角鋼焊接成的立體衍架結構式支柱,具有重量輕、容量大、耐碰撞、運輸及安裝方便等優(yōu)點。但存在用鋼量大、造價高、耐腐蝕性能差,需定期進行除銹、涂漆防腐,且有維修不便等缺點。從節(jié)約鋼材及方便運營維護的角度出發(fā),要求盡量少采用。鋼柱主要用于跨越股道比擬多、需要支柱高度較高、容量較大的軟橫跨柱,其次用作橋梁墩臺上

36、安裝的支柱。現(xiàn)在作為軟橫跨鋼柱的高度有13m和15m兩種。G表示鋼柱,例如G,其中分子50表示垂直于線路方向的支柱容量(kN?m),分母9.5表示鋼柱的高度。表2-4 鋼筋混凝土支柱的型號和規(guī)格表第六節(jié) 根底及其類型選擇一、根底類型 接觸網(wǎng)支柱的根底是直接埋置于土體中的,其埋置深度一般都小于5m,屬于淺平基。接觸網(wǎng)支柱的受力特點是水平負荷大,因此,其抗傾覆的穩(wěn)定性是很重要的。根據(jù)支柱負荷的大小,根底的結構和形式也不盡相同。隨著支柱類型及支柱容量的不向,根底也分為以下幾種不同的形式: 1、擴大根底。金屬支柱由于荷載較大,需設單獨的混凝土根底。根據(jù)支柱容量的大小,往往澆灌成單階梯或多階梯的形狀,這

37、種根底稱為擴大根底。 2、棱柱形根底。某些硬橫跨梁或軟橫跨的金屬支柱,當受彎矩較小時,所用的混凝土根底常澆灌成無階梯的形狀,這種根底稱為棱柱形根底。一般鋼筋混凝土支柱不設單獨的根底。支柱埋人土體中的局部,代替了根底的效用。 3、帶橫臥板的按枝形根底。目前我國廣泛使用大容量軟橫跨鋼筋混凝土支柱和錨支柱。常增設橫臥板,以增大與土體的接觸面積,進而增大其水平抗力。二、鋼筋混凝土柱橫臥板表2-5 腕臂柱柱橫臥板選用表 矩形截面的鋼筋混凝土支柱,在不單獨設立根底時,其地面以下局部代替了根底的效用為了增加地下局部與地基土的接觸面積,在其受力面安裝橫臥板,加設橫臥板的型號、數(shù)量那么根據(jù)地質條件、挖填方情況及

38、支柱類型決定,其選用如表2-4及表2-5所示。表2-6 軟橫跨柱橫臥板選用表第七節(jié) 錨段關節(jié)及中心錨節(jié)一、錨段關節(jié) 接觸懸掛中的承力索和接觸線在延續(xù)到一定的長度后,為了滿足機械受力方面的要求及方便施工,必須分成為一個個相互獨立的線段,這些相互獨立的線段即為接觸網(wǎng)的機械分段。接觸網(wǎng)進行機械分段的線段稱為錨段,相鄰兩個錨段的銜接區(qū)段重疊局部稱為錨段關節(jié)。錨段關節(jié)的設置,使接觸網(wǎng)不間斷地貫穿于全線。 錨段關節(jié)分為三種:僅起機械分段作用的稱為非絕緣錨段關節(jié),該處相鄰的兩個錨段在電氣上是連通的;不僅起機械分段作用,同時又起同相電分段作用的錨段關節(jié)。稱為絕緣錨段關節(jié);帶有中性嵌入段,既起機械分段的作用,又

39、具有電分相功能的,稱為電分相錨段關節(jié)。根據(jù)錨段關節(jié)所起的作用,可分為非絕緣錨段關節(jié)、絕緣錨段關節(jié)及電分相錨段關節(jié)。根據(jù)所含跨距數(shù)可分為二跨、三跨、四跨、五跨、七跨及九跨式錨段關節(jié)。所謂三跨式錨段關節(jié),就是錨段關節(jié)內含有三個跨距,其余類推。 1、二跨非絕緣錨段關節(jié) 二跨非絕緣錨段關節(jié)是一種僅為機械分段的錨段關節(jié),因其運行情況不好,一般不采用。只有在持殊情況下,如在密集的隧道群地段,在兩隧道之間確實受地形條件限制時才采用。對于高速電氣化鐵路,出于對受流的要求及考慮,一般是不采用的。 2、三跨非絕緣錨段關節(jié) 三跨非絕緣錨段關節(jié)也是僅用作接觸懸掛在機械方面的分段,電氣方面仍然相聯(lián)結。此時用電連接線將工

40、作支和非工作支連接起來,保證電流通過。如圖2-9所示。在圖中,Z表示直線區(qū)段;Q表示曲線區(qū)段;F表示非絕緣錨段關節(jié);下標1、2表示轉換支柱裝配的形式。圖2-9 三跨非絕緣錨段關節(jié) 3、四跨絕緣錨段關節(jié)圖2-10 四跨絕緣錨段關節(jié) 四跨絕緣錨段關節(jié)除了進行機械分段以外,主要用于電分段,多用于站場和區(qū)間銜接處。其平面布置如圖2-10所示。在圖中,J表示絕緣錨段關節(jié);ZJ、QJ為中心支柱裝配形式,ZJ、ZJ及QJ、QJ表示直線區(qū)段和曲線區(qū)段的轉換支柱的裝配形式。 4、五跨非絕緣錨段關節(jié) 五跨絕緣錨段關節(jié)是錨段關節(jié)中含有五個跨距,主要在高速電氣化鐵路中應用。在時速為160 km/h以上的電氣化線路上,

41、絕緣錨段關節(jié)都用五跨絕緣錨段關節(jié),在技術要求上和四跨絕緣錨段關節(jié)相同,兩組懸掛的接觸線之間和承力索之間必須保持500 mm的絕緣距離。很明顯,其兩組懸掛的轉換點在中間跨距的中心,這樣就可以保證彈性良好、過渡乎穩(wěn),如圖2-11所示。圖中Z、Q的意義和前述相同,圖中W字符表示曲線外側的意思。圖2-11 五跨絕緣錨段關節(jié) 5、七跨電分相錨段關節(jié)圖2-12 七跨電分相錨段關節(jié) 常規(guī)式電分相裝置動態(tài)特性差,在實際應用中會在電分相處形成一連串的硬點,不僅會造成接觸線磨耗加劇,而且嚴重時,會形成火花甚至拉弧,燒損接觸線。當然,對高速運行的受電弓也會造成危害或燒傷。因而,對于160 km/h以上的很高速及高速

42、電氣化鐵路,電分相都采用錨段關節(jié)的過渡形式。以錨段關節(jié)的形式實現(xiàn)過電分相,使在高速運行時,受電弓平穩(wěn),保證設備良好運行及受流質量。七跨電分相錨段關節(jié)的結構如圖2-12所示。從圖中可以看出,七跨錨段關節(jié)參加一個七跨長的中性嵌入線,中性嵌入線保證在中間5個跨距內是絕緣的。該中性嵌入線從左側的ZJ處變?yōu)楣ぷ髦?到右側ZJ處開始拾升,變?yōu)榉枪ぷ髦?有三個跨距長度處于工作狀態(tài),可保證約有100?150 m長度的中性區(qū)。 6、九跨電分相錨段關節(jié)圖2-13 九跨電分相錨段關節(jié) 高速接觸網(wǎng)電分相,有時需要更長的中性嵌入段,這時,就采用九跨錨段關節(jié)形式實現(xiàn)電分相,如圖2-13所示。九跨電分相錨段關節(jié)與七跨錨段關

43、節(jié)在功用上是完全相同的,只不過九跨電分相錨段關節(jié)可以相應加大中性區(qū)的長度,有利于雙弓運行及多弓運行。 7、隧道內錨段關節(jié) 在隧道內設錨段關節(jié),大多數(shù)為三跨錨段關節(jié),如圖2-14所示。但是遇有長大隧道,在隧道兩端,按規(guī)定應設置四跨錨段關節(jié).這是根據(jù)平安、方便、靈活的需要,防止萬一在隧道發(fā)生設備故障時便于檢修。 圖2-14 隧道內三跨錨段關節(jié)結構示意圖二、中心錨結 中心錨結設在錨段的中部,其作用有:其一,在一個錨段實行兩端補償時可防止補償器向一側滑動,特別是在具有坡度的線路上,設置中心錨結更顯得必要,其作用和效果也愈加明顯;其二,縮小事故范圍,當中心錨結的一側接觸線發(fā)生斷線時,不致影響另一側的接觸

44、網(wǎng),且容易排除事故及易于恢復正常運行。 中心錨結的形式和結構,根據(jù)接觸網(wǎng)的懸掛類型及安裝地點而有所不同。 1、半補償中心錨結 半補償鏈形懸掛中心錨結如圖2-15所示。承力索兩端都是硬錨,縱向不產生位移,接觸線兩端為補償下錨,用錨結繩固定在承力索上,使該點接觸線也不產生位移。中心錨結設在錨段中間部位的一個跨距中間。錨結繩的長度,一般應為承力索與接觸線間距離的20倍,但不得小于15m。圖2-15 半補償鏈形懸掛中心錨結 2、全補償中心錨結 全補償鏈形懸掛的承力索和接觸線兩端都是補償下錨,均可能因兩端張力不平衡而產生移動,所以承力索和接觸線都要設置中心錨結進行固定,其固定形式相當于由半補償鏈形懸掛中

45、心錨結與承力索中心錨結兩局部組成。全補償鏈形懸掛中心錨結形式加圖2-16。 圖2-16 全補償鏈形懸接中心錨結 全補償鏈形懸掛中心錨結由半補償鏈形懸掛中心錨結局部及輔助繩組成。輔助繩的中間與承力索固定,兩端錨固定在支柱上。安裝時輔助繩應抬高錨固,一般不得低于承力索的高度。 3、隧道內中心錨結 圖2-17 隧道內中心錨結示意圖 在隧道中,對應于不同的懸掛類型,隧道內中心錨結分為簡單懸掛中心錨結、半補償鏈形懸掛中心錨結及全補償鏈形懸掛中心錨結。簡單懸掛中心錨結及全補償鏈形懸掛中心錨結兼有懸掛點的作用。半補償鏈形懸掛中心錨結設在跨距的中間,在結構形式上與全補償形式類同。 隧道內中心錨結的特點是可以利

46、用隧道頂,將承力索或接觸線相應固定裝置直接固定到隧道頂上。隧道內中心錨結示意圖如圖2-17所示。第八節(jié) 張力自動補償裝置 張力自動補償裝置,又稱張力自動補償器,它是裝在錨段的兩端,并且串接在接觸線和承力索內,它的作用是補償線索內的張力變化,使張力保持恒定。因為在大氣溫度發(fā)生變化時,接觸線或承力索會發(fā)生伸長或縮短,從而使線索內張力發(fā)生變化,這時就會影響到接觸線或承力索的弛度也發(fā)生變化,因而使受流條件惡化。為改變這種情況,一般在?個錨段的兩端,在接觸線及承力索內串接張力自動補償裝置后,再進行下錨。 1、張力自動補償裝置有許多種類,有滑輪式、棘輪式、鼓輪式、液壓式及彈簧式等。我國電氣化鐵路廣泛采用滑

47、輪組式補償裝置,它是由補償滑輪、補償繩、杵環(huán)桿、錘砣桿、限制導管和錘砣組成。對于半補償鏈形懸掛,承力索為硬錨,就是直接下錨,如圖3-18a所示;對于全補償鏈形懸掛,接觸線和承力索都通過滑輪組補償裝置后下錨,此時承力索采用三個滑輪,接觸線采用兩個滑輪,承力索張力為15kN,接觸線張力為10 kN,承力索采用的傳動比為3:1,接觸線采用的傳動比為2:1,所以墜砣的重負載都是5kN,如圖2-18b所示。這種全補償裝置的斷線制動裝置是另外加設的, 圖2-18 補償裝置示意圖見圖2-18b中的10。另外我國還試行裝設鼓輪式張力自動補償裝置、Re200C型非并聯(lián)棘輪式補償裝置等。 2、對張力自動補償裝置的

48、要求有二:其一,補償裝置應靈活,在線索內的張力發(fā)生緩慢變化時,應能及時補償,傳送效率要高;其二,具有快速制動作用,一旦發(fā)生斷線事故或其他異常情況,線索內的張力迅速發(fā)生變化時,補償裝置還應有一種制動功能。一般對于全補償?shù)某辛λ鲀鹊难a償裝置,如不具備這種功能時,還需專門加有斷線制動裝置,以防止在一旦發(fā)生斷線時,墜砣串落地而造成事故擴大、恢復困難。第九節(jié) 線岔及供電設施一、線岔 在站場上,站線、側線、渡線、到發(fā)線總是并入正線的。如果線路設一個道岔,接觸網(wǎng)就必須設一個線岔也稱架空轉轍器。道岔的形式多種多樣,因而線岔的形式也多種多樣。 1、普通線岔 在站場內的道岔處必有兩組接觸懸掛相交,在兩組懸掛相交處

49、設置的限制器或限制管叫線岔,有時也稱架空轉轍器。 2、高速交叉線岔 在高速接觸網(wǎng)設計小,由于道岔側向通過速度的提高,接觸網(wǎng)在道岔處無論采用交叉式還是無交叉式,均有了更高的要求,因而不能再簡單地利用“標淮定位和“非標準定位方式對道岔處的支柱和懸掛進行布置,而應通過確定一些明確的概念來進行精確的布置,從而出現(xiàn)了高速交叉線岔。 3、高速無交叉線岔 高速電氣化鐵路接觸網(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障礙通過。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

50、穩(wěn)順利地過渡。二、接觸網(wǎng)供電設施 1、接觸網(wǎng)的供電與分段 接觸網(wǎng)是一種特殊形式的供電線路,為了保證供電的可靠性和靈活性,并縮小停電事故發(fā)生的范圍,要進行分段。被分段的接觸網(wǎng)在電氣方面是獨立的,并用隔離開關連接。當某區(qū)段發(fā)生事故或停電進行檢修時,可以翻開相應段的隔離開關使該區(qū)段無電,而不致影響其他各段接觸網(wǎng)的運行。 接觸網(wǎng)分段有橫向分段和縱向分段兩種形式。 (1)橫向分段 接觸網(wǎng)線路或線群之間所進行的分段稱為橫向分段。橫向分段采用分段絕緣器的方法進行分段。 (2)縱向分段 接觸網(wǎng)沿線路方向所進行的分段稱為縱向分段,如在站場和區(qū)間銜接處所進行的分段。站場和區(qū)間的接觸網(wǎng)應是各自獨立的,因此在它們的連

51、接處必須進行分段。區(qū)間接觸網(wǎng)一般不進行電分段,但遇有大型人工建筑物長大隧道及長大下承橋時,應將這些建筑物的接觸網(wǎng)單獨分段。 2、分段絕緣器 分段絕緣器是接觸網(wǎng)分段設備之一。在正常情況下,機車受電弓帶電滑行通過。當某一側接觸網(wǎng)發(fā)生故障或因檢修需要停電時,可翻開分段絕緣器處的隔離開關,將該局部接觸網(wǎng)斷電,而其他局部接觸網(wǎng)仍能正常供電,從而提高了接觸網(wǎng)運行的可靠性和靈活性。 分段絕緣器主要有玻璃鋼分段絕緣器、C1200高鋁陶瓷分段絕緣器、菱形分段絕緣器、XTK消弧分段絕緣器、DXF(1.6)分段絕緣器、Re200C型分段絕緣器等。 3、電分相及分相絕緣裝置 在單相交流牽引供電系統(tǒng)中,電力機車是由單相電供電的