大風(fēng)地區(qū)電氣化鐵路接觸網(wǎng)防風(fēng)技術(shù)研究.pdf

1、論文詳細列舉了近十幾年來我國普速鐵路、高速鐵路運營中接觸網(wǎng)受大風(fēng)影響的情況，分析了國內(nèi)外接觸網(wǎng)防風(fēng)研究現(xiàn)狀。分析了我國大風(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，大風(fēng)天數(shù)季節(jié)分布特征明顯，風(fēng)力強勁，大風(fēng)持續(xù)時間長，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，并具有明顯的脈動特性。
　　新疆鐵路沿線大風(fēng)特性、接觸網(wǎng)風(fēng)場特性研究。就鐵路工程環(huán)境而言，論文采用Ansys-Fluent流體軟件進行擋風(fēng)墻后接觸網(wǎng)風(fēng)場的仿真模

2、擬，可以看出擋風(fēng)墻不僅對接觸懸掛起不到防護作用，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、起風(fēng)快、局地性強等特性，為準確反映鐵路沿線實際情況，風(fēng)偏設(shè)計風(fēng)速采用3s瞬時風(fēng)速，并與烏魯木齊鐵路局行規(guī)中“大風(fēng)天氣列車安全運行辦法”的停輪風(fēng)速保持一致。結(jié)構(gòu)設(shè)計風(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)，需進行風(fēng)速換算。
　　強側(cè)風(fēng)條件下接觸網(wǎng)空氣動力學(xué)研究。采用SAMCEF-Cable軟件包進行接觸網(wǎng)氣動特性分析，通過對全補償簡單鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛的抗風(fēng)性能對比分析，得出簡單鏈形懸掛受風(fēng)影響較小的結(jié)論。通過對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。進行接觸網(wǎng)主要技術(shù)參數(shù)的抗風(fēng)性能對比研究，通過對跨距等工況進行仿真分析，得出如下結(jié)論:(1)對于風(fēng)區(qū)內(nèi)無

4、擋風(fēng)墻區(qū)段，跨距不宜大于45m，對于有擋風(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)計時應(yīng)考慮脈動風(fēng)的影響。通過仿真分析得出如下結(jié)論:(1)強側(cè)風(fēng)引起接觸線張力增量達9％左右;(2)定位器受風(fēng)抬升量過大，導(dǎo)致懸掛點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（反定位），將導(dǎo)致彎曲及燒蝕。

5、>　　強側(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)力集中點主要是套管雙耳（斜腕臂與平腕臂連接點）、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，應(yīng)力逐漸增加，反向風(fēng)作用時逐漸減小;(4)斜腕臂應(yīng)力明顯較平腕臂大。
　　接觸網(wǎng)防風(fēng)評價標準和可靠性初步研究，和大風(fēng)地區(qū)接觸網(wǎng)防風(fēng)技術(shù)標準和系統(tǒng)方案研究。為了確保電力列車能安

6、全可靠運行、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)場工程試驗。制定了大風(fēng)地區(qū)接觸網(wǎng)防風(fēng)技術(shù)標準和系統(tǒng)方案，制定了接觸網(wǎng)安裝設(shè)計原則，進行了接觸網(wǎng)支柱和基礎(chǔ)選型。
　　為確保試驗段工程順利實施，制定了試驗段接觸網(wǎng)主要技術(shù)條件，試驗段現(xiàn)場監(jiān)測初步結(jié)果為:(1)在最大風(fēng)力14級以下，接觸網(wǎng)各測點純風(fēng)偏均在100mm以內(nèi)，純風(fēng)抬升量不超過23mm;(2)關(guān)節(jié)處兩支接觸線擺動頻率及幅度基本一致;(3)接觸網(wǎng)導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)角一般在±