软横跨计算
软横跨预制计算
n
SWJTU
接触网工程与设计
软横跨的设计计算
软横跨的支柱容量
1 Sept 2009 Page 16
接触网研究室
接触网概述
接触网设计
接触网施工
接触网运营
2 Pz = 0.615* μ s * F *Vmax *10−3
1 M = Pz H z + Th H h + Ts H s + Tx H x 2
M 1 = ∑ Qi xi , xi = ∑ a j
i =1 j =1
k −1
i
M 2 = ∑ Qi xi +1 , xi = ∑ a j
i=k j =k
n
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn +1
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接触网工程与设计
软横跨的预配
(3) 求分界力Y
1 Sept 2009 Page 23
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接触网设计
Qk-Y
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软横跨的负载计算 --- 垂直负载
接触网概述
各悬挂结点的垂直负荷: Qi = pi + J i + Gi + JYi Gi –接触悬挂的垂直负荷；
接触网设计
Gi = nq0
l1 + l2 l +l + (ngb 0 1 2 ) 2 2
接触网施工
n – 该悬挂点承担的接触悬挂的数目； q0 – 接触悬挂单位长度的自重负载 kN/m；
(2) 左、右半支横承力索中,各悬挂点垂直负荷(不包括分界力),对左、 右悬挂点的子力矩 FB
接触网概述 FA Th 接触网设计 a1 a2 a3 ak ak+1 an-1 ak+2 an+1 an Th
接触网设备与结构—软横跨与硬横跨
的钢柱和钢筋混凝土柱的连接。
节点1、2在双横承力索时的安装
联板
双耳楔型线夹
当使用双横承力索时，节点 1、2的装配如图
所示，主要区别是在绝缘和双横承力索间增
加联板。
节点5
节点5作用相当于一个腕臂
中间柱，在整个站场软横跨定
位中，采用最普遍的是节点5。
为了保护承力索 ，悬挂点
出承力索需要加装铜合金预绞
负载传递给支柱。由于负载不大，故采用GJ－50镀锌钢绞线。
不管是接地侧绝缘子还是上、下行股道间的横向电分段绝缘子，
它们一方面起绝缘作用，另一方面起连接作用。
横向承力索和上部固定绳间，通过两股直径为4.0mm的镀锌铁线拧成的直吊弦连接
起来；上、下部固定绳间，通过两股直径为4.0mm的镀锌铁线拧成的斜拉线将鞍子或悬
软横跨节点概念
软横跨节点是指软横跨所跨越线路的装配形式。
接触网链形悬挂软横跨节点示意图
为了设计及施工的方便，把软横跨各种装配形式经过归纳综合，制定了15种节点类型。
接触网链形悬挂软横跨节点1、2、3、4安装图
节点1、2适用于13m或
15m高的钢柱连接。
节点3、4适用于地面以上
12m的钢筋混凝土柱。
三、求横向承力索各股道悬挂点至支柱悬挂点的垂直距离y
分别对各悬挂点取分离体并取矩得：
y1A＝ FA·X LA
T
y2A＝ FA·X 2 A Q1A X 2 A X LA
T
FA·X iA Qi 1 AX iA X i 1 A
i
yiA＝
i 1
T
同理：y1B＝ FB ·X 1B
03 在线路较多的站场上用绝缘软横跨可节约大
软横跨支柱容量验算
1 各悬挂点负载（1）解除悬挂的单位自重站线：承力索G J —70，Tcmax=1500kg ； 接触线TCG —100,Tjm=1000kg 。
正线：承力索G J —70，Tjm=1500kg ； 接触线TCG —100,Tjm=1000kg 。
m kg g c /615.0=，m kg gj/89.0=，m kg g d /05.0=正线与站线相等：m kg q q q q d c j /555.10=++= （2）软横跨承担的纵向悬挂的垂直负载正线与站线相等：kg G G G G G G G 1.10165*555.186435========I （3）各节点重量判定节点类型，从A 到B 分别为：1，10，5，5，10，5，5，10，2kg J G G 8.335.223.11)3*3*5(*2110'8'5=+=+==kg J G G G 29.75'6'4'3====kg J J G 09.4029.76.65*5.05.058'=+=+=I kg J J G 1.448.323.115.0810'=+=+=（4）横向承力索，上、下部定位索分摊到各悬挂点的垂直负载kg g g P d h 622.8275*)411.0*2615.0(275*)*2(5=++=++=kg g g P d h 4.723.55*)411.0*2615.0(23.55*)*2(3=++=++=kg P P 4.73==Ikg g g P P P d h 185.7255*)411.0*2615.0(255*)*2(64=++=++===kg g g P d h 96.523.35*)411.0*2615.0(23.35*)*2(8=++=++=(5)各悬挂点总垂直负载kg P G G Q 82.244622.88.331.101*25'555=++=++= g P G G Q 79.1154.729.71.1013'333=++=++=kg P G G Q 59.1484.709.401.101'=++=++=I I I I kg P G G Q 485.253185.71.441.101*2'=++=++=kg P G G Q 58.115185.729.71.1014'444=++=++= kg P G G Q 58.115185.729.71.1016'666=++=++=kg P G G Q 96.24196.58.331.101*28'888=++=++=2确定水平张力T (1) 由0=∑BM得： 3.555555*******8866443355+++++++++++=I I XQ XQ X Q XQ XQ XQ XQ F A3.303.37*96.2413.32*58.1153.27*58.1153.22*485.2533.17*59.14812*79.1157*82.244++++++=kg 02.899=kgF Q F A i B 79.33602.89996.24158.11558.115485.25359.14879.11582.244=-++++++=-∑=（2）判定最低点：05>-Q F B ,035<--Q Q F B ,故最低点为6Q 节点。
11第十一节软横跨.
表2-11-3侧面限界Cx>6m时，软横跨零件调整
节点1、2是软横跨在钢柱上的安装形式，横向承力索由绝缘子、杵头杆、固定角钢、角形垫块固定在钢柱靠线路侧的一面。上、下部固定绳用杵头杆、固定角钢、球形垫块固定在钢柱的田野侧，具体材料选用见表2-11-4。节点1、2结构装配如图2-11-3所示。
4.承力索在直线区段应位于线路中心正上方，在曲线区段应位于接触线正上方；接触线拉出值a，在直线及曲线区段均属相对于受电弓中心的距离。
5．下部固定绳的高度以电化股道的最高轨面连线的中心为准，接触线高度不得超过6500 mm，轨面较低时，可采用按不大于接触线允许坡度升高接触线的方式安装，接触线高度超过6500 mm时，可采用加设调节立柱的措施安装，如图2-11-2所示。
表2-11-4软横跨节点1、2、3、4用料
表2-11-5取消或增加开式螺旋扣用料
注：“表示将上、下部固定绳所用JL39-01-85焊接杵环中175的尺寸改为550 mm,其余不变，各钢筋混凝土软横跨处的开式螺旋扣应安装在同一侧。
上、下部固定绳处三孔角钢型式及杵头杆型式分别见表2-11-6和表2-11-7。
图2-11-11接触网链形悬挂软横跨结点14安装示意图
二、软横跨预制计算
站场软横跨的预制计算在接触网施工和改造中十分重要，因为软横跨在架设时跨越很多股道，受运输干扰比较大，而且可调节的裕度较小。因此，一般要求软横跨挂设时一次到位，尽量避免返工，所以软横跨前期的预制和计算十分重要。在施工和改造中曾采用抛物线计算法、图解法、实测法等，这些方法虽然简单易行但精确度不够。特别是在既有电气化线路上改造，由于施工停电点的限制，以上方法不可取，故一般采用负载计算法。负载计算法是以实际悬挂的标准形式为依据，以实际负载为计算条件，以安装后的受力状态为前提，由负载计算转化为结构尺寸计算的方法。
软横跨预置计算
4.4 软横跨预置计算(1) 在计算中，一般应具有以下原始数据：① 1x C 、2x C 为侧面限界，在正线轨面水平面内，左右侧支柱内缘分别至临近线路中心的距离（m ）② L 为横向跨距，直两支柱悬挂点（支柱顶端内缘向下100mm 处，下同）间的水平距离（m ）③ 1l 、2l 为不等高悬挂或不对称悬挂，由横向承力索最低点分别至两悬挂点的水平距离（m ）④ 1δ、2δ为支柱结构的斜率和调整倾斜度之和，即安装后的支柱内缘相对于铅垂线的总斜率（mm/m ）⑤ 1d 、2d 为偏移距离，即支柱结构斜率和调整倾斜率值所形成的偏移距离之和，简称偏距，其值为11δH d =，22δH d =,11δS H d ='，22δS H d ='（其中，1d '、2d '为在上部定位索处的偏移距离）。
应该注意，考虑到支柱受力后产生的扰度和因基础返回而内倾，经验取值比一般计算值偏小(考虑到支柱受力后内倾及扰度影响，取mm 500,mm 60021==d d )。
)(1111111h S H H d h -+==δδ (4.17))(2222222h S H H d h -+==δδ (4.18)⑥ 1S 、2S 为基础面至正线轨面的高差，即支柱地面（钢筋混凝土支柱由地线孔至轨面）至轨面的垂直距离，当支柱底面高出轨面时，S 为正值，反之为负值；⑦ 1f 、2f 为横向承力索的驰度，即由横向承力索最低点分别至两悬挂点铅垂方向的距离，当为等高悬挂时，m in 21f f f ==100m in 1111--+-=C S H H f s (4.19)100m in 2222--+-=C S H H f s (4.20)其中：H H H ==21，上、下H H H H H H h x s s s ++===21， s s s H H H ==21为上不固定绳至正线轨面的高度， x H 接触线高度，大站一般取m m 6450，小站取m m 6000， h H 接触线距下部固定绳距离，一般取mm 300， 上、下H 为上、下部固定绳距离，一般取mm 950，对H 、h H 、上、下H 可根据现场实际情况取值)。
第六节 软横跨预制计算
设计参数；
(2) 计算各悬挂点负载； (3)确定横向承力索的最低点和张力大小； (4) 考虑松边张力，计算上下部固定绳的张力大小； (5) 确定线索的安装高度； (6) 计算支柱工作力矩
2018/12/2
(7) 考虑安全系数，选择支柱型号。
ai x Zi .Z ai
ai 1 x Zi .Z ai 1
为中心锚结或下锚支在该悬挂点产生的垂直负载
Mi
2018/12/2
第六节 软横跨预制计算
(2) 求横向承力索的最低点 （试探法）
2018/12/2
第六节 软横跨预制计算
(3) 求横承力索的张力
M 2 l1 M 1l 2 Th l1 f 2 l 2 f1
(1)软横跨支柱负载计算 完成软横跨支柱的选型或容量校验。 (2) 软横跨预制计算 完成软横跨结构尺寸计算，包括横承力索、上部固定绳、 下部固定绳、吊弦的长度计算。
2018/12/2
第六节 软横跨预制计算
2 软横跨计算的一般原则
(1) 只考虑支柱可能出现的最危险情况； (2) 纵向悬挂及软横跨节点的垂直负荷由横向承力索承担； (3) 纵向承力索的水平负载由上部固定绳承担；
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第六节 软横跨预制计算
横向承力索水平张力的求法
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(1) (2) (3) (4)
求悬挂点的垂直负载 求横向承力索的最低点 （试探法） 求横承力索的张力 求上下部固定绳的水平张力
第六节 软横跨预制计算
(1) 求悬挂点的垂直负载
Qi Gi J i P i Zi M i
软横跨计算
• 软横跨安装方法一般采用整组吊装法，即将预制好的横承 力索与上部固定绳组装好后，一次吊装就位。此项作业要 求在该软横跨跨越股道空间（无行车）的条件下进行。下 部固定绳则需待纵向承力索架设后安装。
四、软横跨计算
• 线路导高为6450mm，结构高度为1400mm，正线采用 95+120，侧线采用70+85、采用G350/15钢柱。 • 测量数据：cx1=3.1m、cx2=3.8m、a2=a3=a4=a5=5m、 s1=450mm、s2=600mm、钢柱高度H=15m • h=100mm、Hx=6.8m、Hs=8.01m、钢柱A田野侧斜率 10‰，钢柱B田野侧斜率12‰， • 最低点至上部固定绳Cmin=500mm。 • 解：1、确定有关参数 • (1)、求a1、a5 • 15米钢柱的自然斜率为26‰，则钢柱1线路侧斜率为42‰， 钢柱2线路侧斜率40‰ • a1=（H-h-s1）×42‰+cx1=（15-0.1-0.45） ×42‰+3.1=3.707m
=2.02 米
'' 3
T
m a
6
Q 5 Q 4 Q
6
Y
=2.83 米Βιβλιοθήκη T则分段长度b
1
a m
1
2
2
1
=4.71 米
b b b c c c
2
=5.61 米
b =5.02 米
3 4
=5.09 米
b =5.39 米
5 6
=5.21 米
（1） 横承总长度 B=31.03 米 （2） 各悬挂点直吊弦长度
1
2
L2 A
f1 L1
B
Y T T
Qk-Y Qk
软横跨计算
软横跨计算软横跨计算一般采用力学计算法。
一、测量1、测支柱倾斜：使用经纬仪测量支柱顶至轨面标高处的倾斜，钢柱测外缘，混凝土柱测内缘。
2、测高差：使用水准仪测量最高股道轨面与钢柱底部、混凝土柱地线孔的高差。
3、测侧面限界和股道间距：用钢尺测出钢柱外缘、混凝土柱内缘到相邻线路中心的水平距离；分别测出相邻股道线路中心的距离。
二、计算结构参数1．求横向承力索弛度：钢柱：f1=柱高-0.07+hA-S上-Cminf2=柱高-0.07+hB-S上-Cmin混凝土柱：f1=10.8+hA-S上-Cminf2=10.8+hB-S上-Cmin式中：f1、f2—软横跨两侧支柱悬挂点至横向承力索最低点的垂直距离；柱高—钢柱高度；0.07—钢柱横向承力索悬挂孔至柱顶距离；10.8—混凝土软横跨柱地线孔至横向承力索悬挂孔的距离；hA、hB—软横跨两侧支柱与最高轨面的高差，由测量得；S上—上部固定绳安装高度；Cmin—最短吊弦长度，一般取500mm。
2．求横向承力索支柱悬挂点至相邻股道悬挂点的水平距离。
钢柱：混凝土柱：式中：a1A、a1B—软横跨两侧支柱悬挂点至相邻股道悬挂点的水平距离、—测量基点处(钢柱外缘、混凝土柱内缘)到相邻线路中心的距离，由测量得；d1、d2—支柱倾斜值，由测量得；a上—钢柱横线路方向宽度；0.06—混凝土柱400型耳环杆外露长度；支柱挠度—支柱受力后的倾斜，每组悬挂按0.01计算。
3．求上部固定绳安装高度处钢柱外缘(混凝土柱内缘)至相邻股道悬挂点的距离。
钢柱：混凝土柱：式中：—上部固定绳支柱固定点至相邻悬挂点的距离；—测量所得支柱限界；—上部固定绳安装位置至最高轨面的垂直距离。
由设计给定；δ—支柱斜率。
用以上式子分别计算软横跨两侧支柱。
4．求下部固定绳安装高度处钢柱外缘(混凝土柱内缘)到定位环线夹的距离。
钢柱：混凝土柱：式中：—下部固定绳支柱固定点至定位环线夹的距离；—支柱下部固定绳安装位置至最高轨面的距离；±1.48 —定位环线夹偏移线路中心的距离。
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软横跨计算
软横跨计算一般采用力学计算法
一、测量
1．测支柱倾斜
使用经纬仪测量支柱顶至轨面标高处的倾斜，钢柱测量外缘，混凝土柱测量内缘。
2．测高差
使用水准仪测量最高股道轨面与钢柱底部（或混凝土柱地线孔）的高差。
3．测侧面限界和股道间距
用钢尺测出钢柱外缘（或混凝土柱内缘）到相邻线路中心的水平距离；分别测出相邻股道线路中心的距离。
二、计算结构参数
1．求横向承力索弛度
钢柱：
f1=柱高一0.07＋h A－S上－C min
f2=柱高一0.07＋h B－S上－C min
混凝土柱：
f1=10.8＋h A－S上－C min
f2=10.8＋h B－S上－C min
式中 f1、f2——软横跨两侧支柱悬挂点至横向承力索最低点的垂直距离；
柱高——钢柱高度；
0.07---—钢柱横向承力索悬挂孔至柱顶距离；
10.8-——混凝土软横跨柱地线孔至横向承力索悬挂孔的距离；
h A、h B----软横跨两侧支柱与最高轨面的高差，由测量得；
S上—-—上部固定绳安装高度；
C min —-—最短吊弦长度，一般取500mm。
2．求横向承力索支柱悬挂点至相邻股道悬挂点的水平距离
钢柱： a1A＝CX1′-d1-a上-支柱挠度
a1B＝CX2′-d2-a上-支柱挠度
混凝土柱： a1A＝CX1′-d1–0.06-支柱挠度
a1B＝CX2′-d2–0.06-支柱挠度
式中a1A、a1B--软横跨两侧支柱悬挂点至相邻股道悬挂点的水平距离；
CX1′、CX2′--测量基点处（钢柱外缘、混凝土柱内缘）到相邻线路中心的距离，由测量得；
d1、d2 --支柱倾斜值，由测量得；
a上---钢柱横线路方向宽度；
0.06--混凝土柱400型耳环杆外露长度；
支柱挠度--支柱受力后的倾斜，每组悬挂按0.01计算。
3．求上部固定绳安装高度处钢柱外缘（混凝土柱内缘）至相邻股道悬挂点的距离
钢柱：
a1′＝CX′- H j′*δ
混凝土柱：
a1′＝CX′+ H j′*δ
式中 a1′--上部固定绳支柱固定点至相邻悬挂点的距离
CX′--测量所得支柱限界；
H j′--上部固定绳安装位置至最高轨面的垂直距离，由设计给定；
δ--支柱斜率。
用以上式子分别计算软横跨两侧支柱。
4．求下部固定绳安装高度处钢柱外缘（混凝土柱内缘）到定位环线夹的距离钢柱：
a1″＝CX′-H j″*δ±1.48
混凝土柱： a1″＝CX′’+H j″*δ±1.48
式中a1″--下部固定绳支柱固定点至定位环线夹的距离；
H j″--支柱下部固定绳安装位置至最高轨面的距离；
±1.48--定位环线夹偏移线路中心的距离。
当斜拉线拉向支柱时取“－”，背离时取“＋”。
用以上式子分别计算软横跨两侧支柱。
三、力学计算的方法与程序：
1.根据平面布置图绘制出软横跨计算示意图（图1）。
A、B一横向承力索在两支柱上的悬挂点；
j一横向承力索最低点所在的股道数（从左向右数）；
m一横向承力索分段的总数（m=悬挂组数十1）；l
1、l
2
－A、B支柱悬挂点分别至横向承力索最低
点的水平座离（m）； f
1、f
2
一A、B支柱悬挂点分别至横向承力索最低点的垂直距离（m）；
a一相邻悬挂点间的水平距离（m）； b一相邻悬挂点间的距离（即横向承力索分段长度）（m）；K一相邻悬挂点间的垂直距离（m）； c一垂直吊线长度（m）；Q一各悬挂点的负载（N）。
Q
i =G
i
+J
i
+P
i
+Z
i
+M
i
式中 Q i——悬挂点的负载；
G i——纵向悬挂总重；
J i——节点零件重；
P i——横向承力索与上、下部固定绳总重；
Z i—承担绝缘子重；
M i——中心锚结重。
5.求横向承力索的水平分力T及横向承力索最低点在左侧相邻分段上的竖直分力Y
T=l1 M2 + l2 M1 l1 f2 + l2 f1
Y=f1 M2 - f2 M1 l1 f2 + l2 f1
式中 M1——最低点左侧各悬挂重力对横向承力索在左侧支柱悬挂点的力矩和。
即：
M1＝Q1a1+Q2（a l+a2）+…+ Q j-1（a l+a2+…+ a j-1）
M2————最低点以及右侧所有悬挂重力对横向承力索在右侧悬挂点的力矩和。
即：
M2＝Q m-1a m+Q m-2（a m+a m-1）+…+ Q j（a m+a m-1+…+ a j+1）
6．计算相邻两垂直吊弦的高度差K
最低点左侧：
K i=a i（Q i+…+ Q j-1+y）/T 最低点右侧：
K i=a i（Q i-1+…+ Q j-y）/T
7．求横向承力索各分段长度b
bi=√K i2 + a i2
8．求垂直吊弦长度
从最低点分别向左右两侧推算，由K值递加再加C min。
9．确定钢绞线长度
根据计算结果，扣除零件长度确定横向承力索和上、下部固定绳的各段长度，并绘
制软横跨预制示意图。