電氣化鐵路接觸網(wǎng)課程設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　此課程設計是對渡市車站的正線及站線接觸網(wǎng)的設計，依據(jù)《接觸網(wǎng)課程設計》及《接觸網(wǎng)》相關專業(yè)書籍對該車站設計所需的各項材料、氣象等參數(shù)進行選擇，設計內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)設計過程中，本設計組嚴格參照課程設計任務書，并遵循接觸網(wǎng)設計規(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條件的情況下經(jīng)濟合理性達到最大。</p><p>　　在課程設計的過程中，設計組對于接觸網(wǎng)工程有了更為深刻的認識，進一步增強了運用所學知識的能力及發(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 設計任務書 ……………………………………………………………… 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 設計總結……………………………………………………………………31</p><p>　　第一節(jié) 對接觸網(wǎng)設計的認識………………………………………………31</p><p>　　第二節(jié) 設計中遇到的問題及解決方法……………………………………31&

7、lt;/p><p>　　第三節(jié) 設計的經(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 設計任務書</b></p><p>　　電化2009級接觸網(wǎng)課程設計分組任務書</p><p><b>　　第四組</b></p><p><b>　　一、原始設計資料</b></p><p>　　1、華鎣車站平面圖(初步設計)，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。</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標準

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

11、/p><p>　　1、復制車站平面圖（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)、寫出設計主要原則，重大技術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、預制一組軟橫跨；</p><p>　　9、本組技術專題討論。</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；最大風速；最大風速時溫度；覆冰厚度；產(chǎn)生最大覆冰時的溫度；覆冰時的風速；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）；風速不均勻系數(shù)（該設計選擇）；風載體型系數(shù)（該設計選擇）。</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>　　承力索的風負載</b&g

19、t;</p><p>　　1最大風時承力索的風負載</p><p>　　2覆冰時承力索的風負載</p><p><b>　　承力索合成負載</b></p><p>　　1無冰無風時的合成負載</p><p><b>　　2最大風時合成負載</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，就不能應用當量跨距來簡化計算，應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。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>　　覆冰時的風負載：</b><

25、;/p><p><b>　　覆冰時的合成負載：</b></p><p>　　最大風時線的風負載：</p><p>　　最大風時的合成負載：</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>　　覆冰時接觸線的風負載</p><p><b>　　接觸線的風負載</b></p><p><b>　　承力索的風負載</b></p&

27、gt;<p>　　1最大風時承力索的風負載</p><p>　　2覆冰時承力索的風負載</p><p><b>　　承力索合成負載</b></p><p>　　1無冰無風時的合成負載</p><p><b>　　2最大風時合成負載</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)《牽引供電設計規(guī)范》的規(guī)定，取拉斷力的65%作為最大許用工作應力，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>　　（四）校驗起始條件的選取是否正確</p><p><b>　　最大風時</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---溫度曲線表繪制導線的弛度---溫度關系曲

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，求出相應的值，將計算結果填入表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>　　接觸線懸掛結構高度；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>　　當時，的值為KN：</b></p><p><b>　　當時，的值為：</b&g

45、t;</p><p>　　經(jīng)過計算比較，錨段長度應根據(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計規(guī)范》手冊，接觸線最大風偏移，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計規(guī)范》手冊，接觸線最大風偏移，接觸線拉出值..</p><p><b>　　軟橫跨的預制：</b></p>&l

48、t;p>　　選軟橫跨支柱的型號為：</p><p><b>　　側面限界的選擇,.</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>　　（1）正線負載：</b></p><p

49、><b>　?。?）站線負載：</b></p><p>　　2軟橫跨承擔的縱向懸掛的垂直負載</p><p><b>　?。?）正線懸掛：</b></p><p><b>　?。?）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、上下部固定繩分攤到各懸掛點的垂直負載</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求支柱風負載</b></p><p><b>　　支柱受風面積：</b></p><p><b>　　支柱風負載：</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的世紀容量的比值（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；水平負載有支柱風負載、線索風負載、補償張力的水平力（“之”字力、曲線力、下錨分力）。本設計選擇側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支柱風負載</b></p><p><b>　　2線索風負載</b></p><p>　　最大值出現(xiàn)在最大風即</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、接觸線在最大風時的風偏移，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、最大風時支柱撓度在成的偏移。由于該設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