电气化铁路接触网悬挂吊弦计算
电气化铁道接触网施工中整体吊弦应用的探讨
电气化铁道接触网施工中整体吊弦应用的探讨黄飞鹏, 刘国红摘要：阐述了电气化铁道接触网整体吊弦的结构型式及性能、计算整体吊弦长度需做的准备工作、计算公式及其修正公式，并给出了适用于简单链形悬挂整体吊弦的综合计算公式。
关键词：接触网；整体吊弦；应用Abstract: It illustrates the structure and characteristics of adopted complete set of droppers in constructing OCS for electrification of railways, introduces the preparation, calculation formula and modification formula for calculating the length of complete set of droppers, and gives the synthesized calculation formula applicable to complete set of droppers of simple chain suspension OCS.Key words: OCS; complete set of droppers; application中图分类号：U225文献标识码：B文章编号：1007-936X(2002)04-0023-03目前，在提速干线铁路和准高速、高速电气化铁道接触网中，整根由耐腐蚀铜合金软铜绞线制成的整体吊弦逐步替代了传统的环节吊弦，其具有机械强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长、施工安装方便等优点。
另外，由于整体吊弦取消了环节结构，所以改善了接触网的导电通路，避免了环节结构中的虚接触及由此产生的电损耗。
以上优点使整体吊弦在我国广深准高速、武广线电气化改造及京郑线、郑武线施工中得到广泛应用并具有推广前景。
接触网常用计算公式1
THJ-70 0.647 CTHA-120 1.082 型号
线材自重 额定张力T(kg) 最短吊弦长度 跨距(m) (mm) M(Kg/m) 1500 1500 500 60
运营速度(km/h) 波动传播 反射系数 适应的行 极限速度 速度 γ 车速度 多普勒因数α Va(km/h) CF(km/h) VA(km/h) 160 420 0.44 164.86 可行 0.448109994
TJ-95 0.883 CTHA-120 1.082 型号
线材自重 额定张力T(kg) 最短吊弦长度 跨距(m) (mm) M(Kg/m) 1000 1500 500 60
运营速度(km/h) 波动传播 反射系数 适应的行 极限速度 速度 γ 车速度 多普勒因数α Va(km/h) CF(km/h) VA(km/h) 160 420 0.39 185.54 可行 0.448109994
THJ-50 0.446 CTHA-120 1.082
加强因数Υ 0.981058215
计算结构高度(m) 1.057552083
加强因数Υ 1.059152193
计算结构高度(m) 1.1045
加强因数Υ 0.86367892
计算结构高度(m) 1.30055
加强因数Υ 0.973141086
计算结构高度(m) 1.0337
THJ-70 0.647 CTHA-120 1.082 型号
线材自重 额定张力T(kg) 最短吊弦长度 跨距(m) (mm) M(Kg/m) 1000 1500 500 60
运营速度(km/h) 波动传播 反射系数 适应的行 极限速度 速度 γ 车速度 多普勒因数α Va(km/h) CF(km/h) VA(km/h) 160 420 0.34 204.95 可行20 3.482 2*Ris120 2.67 型号
吊弦的计算
引 言 力 （ Ｎ） ｋ ；
Ｌ — 跨 —
— —
吊 弦是 链 形 恳 挂 的重 要组 成 部 件 之 一 ， 接
～
— —
， 一 ｜
触 线通 过 吊弦 挂 在 承 力索 上 ，调节 吊 弦 的 长度 距 长度 （Ｉ： Ｗ） 可 以保 证 接 触 悬 挂 的 结 构 高度 和接 触 线 距 轨 面 Ｈ — 悬 — 的工 作 高度 ， 加 了接 触 线 的 悬 挂 点 ， 样 使 接 挂 结 构 高度 （ ； 增 这 ｍ） ｘ— — 触 线 的 弛度 和 弹 性 均 得 到 改 善 ，提 高 电 力机 车 所 受 电 弓 的取 流 质 量 。 １吊弦 的 布 置 求 吊 弦 距 定 位 点 的 距
科 技 论 Ｊ坛
科
吊弦 的计算
邓 硕
（ 宁铁 道 职 业技 术 学 院铁 道 供 电 系， 宁 锦 州 １ １０ ） 辽 辽 ２０ ０
摘 要： 随着电气化铁路的发展 ， 对接 触悬挂 的要 求越 来越 高， 其中 吊弦是接 触悬挂的重要 一环 ， 介绍 了吊弦的作用、 布置计算、 长度计算以及 影 响 吊弦 长度 的 因素
越
上
Ｉ — —— —— —－ ～ —… — ——— — ——— ． ｛
图 ２ 弹 性链 形 悬挂 吊 弦布 置 图 链 形 悬 挂 时 ，支 柱定 位 点 至 第 一 根 吊弦 的 距 离 吊弦长度与计算值 出 参 考 文 献 为 ８ ｍ。当 吊弦根数 ｋ确定后 ， 可计算出 吊 现误 差 。 了施 工 造 成 的影 响 外 ， 要 因 素是 线 ． ５ 便 除 主 ［】 跃 宣 ． 触 网 ［ ． 京 ： 国 铁 道 出 版 社 ， １阎 接 Ｍ】 北 中 弦间距 ） 的值 ，对于简单链形悬挂按公式（ ） 路 上 有 圆 曲线 和 竖 曲 线 。 （ ０ １
接触网常用参数标准及测量计算
接触网常用参数标准及测量计算接触网常用参数标准及测量计算一、拉出值（跨中偏移值）1、技术标准160km/h及以下区段：标准值：直线区段200－300mm；曲线区段根据曲线半径不同在0－350mm之间选用。
安全值：之字值≤400mm；拉出值≤450mm。
限界值：之字值450mm；拉出值450mm。
160km/h以上区段：标准值：设计值。
安全值：设计值±30mm。
限界值：同安全值。
2、测量方法利用DJJ多功能激光接触网检测仪进行拉出值测量：受电弓滑板平面与两钢轨平面平行，检测仪与两钢轨平面平行，测量时无需考虑外轨超高，直接校准定位点在检测仪上的投影位置，此位置与检测仪中心点的距离就是拉出值。
二、导线高度1、技术标准标准值：区段的设计采用值。
安全值：标准值±100mm。
限界值：小于6500mm；任何情况下不低于该区段允许的最低值。
当隧道间距不大于1000m时，隧道内、外的接触线可取同一高度。
2、测量方法利用DJJ多功能激光接触网检测仪进行导高测量：将测量仪置于两钢轨之上与两轨面平行，利用测量仪上的观察窗校准定位点位置，测出定位点至两轨面的垂直距离即为导高。
三、导线坡度及坡变率1、技术标准标准值： 120km/h及以下区段≤3‰；120-160km/h区段≤2‰；200km/h区段≤2‰，坡度变化率不大于1‰；200-250km/h区段≤1‰，坡度变化率不大于1‰。
安全值：120km/h及以下区段≤5‰；120-160km/h区段≤4‰。
其他同标准值。
限界值：120km/h及以下区段≤8‰；120-200km/h区段≤5‰；200km/h及以上区段同安全值。
160km/h及以上区段，定位点两侧第一根吊弦处接触线高度应相等，相对该定位点的接触线高度允许误差±10mm，但不得出现V字型。
2、测量与计算方法定位点A与定位点B之间的坡度测量：1、测出A点的导高h a；2、测出B点的导高h b；3、测出或计算出A、B之间的距离H；4、计算出A、B两点之间的导线坡度P ab＝（h b －h a）/H×1000‰；5、将P ab记入定位点B的导线坡度P b，即P ab＝P b。
高速电气化铁路接触网施工技术研究——整体吊弦技术
ＳＣ ＴＮＧ２ Ｎ６圆 ＣＥ Ｅ０Ｙ０ ． ｝ ＆ＣＬ ０ＯＩ Ｅ Ｈ０． ．ｊ Ｎ 。｛ ３ 。 ９
高速 电气化 铁路 接触 网施 工技术研 究
卫明博 （ 中铁建 电气 化局集 团有 限公司 北京 １ ０ ４ ） ０ ３ ０
整体 吊弦技术
摘 要： 本文对 高速铁路接 触 网的 整体 吊弦 的施 工特 点进行 了 探讨 ， 并对 整体 吊弦的计算过程 进行 了 为详细 的分析 ， 较 文章 的最后提 出 了
当接触线 是直线 、 无竖 曲线且 相邻的两个
１ 整体 吊弦的施工特点
１ １ 技术特点 ． 高速 电气化 铁路 接触 网吊弦一 般 采用 了
不 可调载 流 ， 它两 端作 永久 固定 ， 工 一次 成 ２ 整体 吊弦计算分析 加 型， 一次安装 到位 ， 不可调 整 ， 故在 悬挂弹性 和 ２ １ 数据 采集 与处理 ． 受 流方面都体 现出 了更好 的优越性 ， 出了接 突 触 网设备 “ 高可靠 ， 少维修 ” 的技术 要求。 整体 吊 弦施工技术及 工艺要 求严格 ： ） （ 对原始数据 的 １ 采 集精度要求 高 ， 必须采 用精密 仪器进行原 始
距 离（ 单位ｍ）公式（） 。 ４中计算 出的整体 吊弦长
度， 是指 承 力索 中心到 接 触线 中心 的垂 直 距
离， 在预 制 吊弦 时 ， 减去承 力索 吊弦线夹 和 需
图 １ 整体 吊弦施工 工艺流程 图
零力素
’ ＿ ．
～ ．
接 触线 吊弦线夹 的长度 。 ２ ３计 算修正 ．
。
偏 移 距离 ’ 根据 公 式 ： ・ ；
：
巫 计
械强度 高 、 耐腐蚀性 能耗 、 用寿命 长 、 使 施工 方 １ ３ 施 工方法 算 承 力素 对 轨 面 的 垂 直 距 离 『根 据 公式 ｌ ； ． 便等原 因 ， 铜合金 绞线制成 的整体 吊弦逐步替 整体 吊弦的施 工方法主要是 ：１采用激 光 （） ｈ＝ （ １ （＇ ）】 （） 【 ＿ 只） ＋ ｔ ａ “ ３ 计算该 悬挂 点处 ２ － 代 了传 统的环节 吊弦 。 整体 吊弦有压 接式和螺 测 距仪 、 经纬 仪等进 行 原始 数据 的精 确采集 ； 栓可调 式两种类 型。 只有 准确计算 出整体 吊弦 （） ２建立数据 库 ， 编制专 用计算程 序 ； ） （ 输入 原 承 力索的结 构高度 ， 中， 为 设计导 线高度 ， ３ 其 Ｈ 的 长度 ， 才能 使 整体 吊弦 的预 制 安装 一 次 成 始数据 与计算 条件 ， ａ 设计拉 出值 ， 为 其单位 均为ｍｍ。 经计 算机分析 计算后打 印
浅议电气化铁路接触网整体吊弦施工
吊弦是链形悬挂的重要组成部件之 一 ， 接触线通 过 吊弦悬 挂在承力索上 ， 调节 吊弦的长度可 以保证接触悬挂 的结构高度 以及接触线距轨面 的工作 高度 ， 增加 了接触线 的悬挂 点 ， 从而 使接触线的弛度和弹性均得到改善 ， 提高 电力机 车受电 弓的取 流质量 。 １ 整体 吊 弦 的 特点 、 种 类 整体 吊弦主要有机械强度 高 、 耐腐蚀 、 寿命 长 ， 有 整体的导 流结构 ， 具有较 高的载流能力 ， 安装后不需要 经常调整 ， 维修工 作量小 。 整体 吊弦主要分为压接式 整体 吊弦和 可调式 整体 吊弦两 种 。整体 吊弦根据结构型式 的不 同分为可 调式 和不可调 式两 种 。整体 吊弦其两端是通过压 接设 备将 吊弦线及 吊弦线 夹压 接成一 个整体 ， 如果计算 不准确 ， 有 可能使 吊弦报废 而造 成大 量经济损失 ， 因此 ， 准确计算每 根 吊弦的长度 是整体 吊弦施 工 过 程 中 的关 键 。 ２ 整体 吊弦制作及 安装 方法 在链形悬挂 中， 接触线通过 吊弦悬挂在承力 索上。在链形 悬挂 中安设 吊弦 ， 使 每个跨 距 中在不增加 支柱 的情况 下 ， 增 加 了对接触线的悬 挂点 ， 这样 使接 触线 的 弛度 和弹性 均 得 到改 善， 提高 了接触线工作质量 。 １ ） 整体 吊弦制作 。跨距除决定支柱纵 向安装位置外 ， 最重 要的是直接影响跨间 吊弦 的长度 ， 在整体 吊弦 安装前 ， 应先 对 支柱跨距进行测量 ， 在钢 轨轨腰处 布置 吊弦 间距 ， 用 红油 漆标 注在钢轨上 （ 包括悬挂点处 ） ， 测量误 差控 制在 ± ５ ｍ ｍ内。 结 构高度测量直接影 响到 吊弦长度 ， 所 以必须在接触 线架 设完成后方 可测 量 ， 测量方 法如下 ： ① 人用测量 杆挂 到钩头 鞍 子 中， （ 先收拢线 坠 ， 然后测量承力索悬 挂点 到线路水平 面的距 离， 误差控制在 ±３ ｍ ｍ。② 曲线 处结 构高 度 的测量应 注意 超 高对结构高度的影响 ， 可根据相似三角形计算 出新导 高。③对 竖曲线情况可对 吊弦点及支柱处水平高差进行测 量 ， 以两 悬挂 点成 一直线 ， 求 出吊弦点相对 于直 线 的高差 ， 然 后在 预 留弛度
电气化铁路接触网整体吊弦安装技术
图 １ 工艺 流程
Ａ Ｂ
图 ４ 接触 线 有弛 度 时 吊弦 长 度计 算
ＦＡ
Ｌ
Ｔ＾
＇
Ａ
‘Ｘ
‘
一
／
／
／
Ｂ
ｒ
ＴＡ
１ 一
Ａ
、
Ｌ
ｒ
图 ２ 简 单悬 挂 受力
表 １ 机具 设 备 序 号 ｌ ２ ３ ４ 机具名称 电子计算机 接触网激光测距仪 轨道梯车 三角架 规格 型号 Ｐ Ｃ Ｔ Ｒ ２ Ｔ 一 ５７ ．ｍ 单位 厶 口 台 △ 口 厶 口 数量 １ ｌ ２ ｌ 序 号 ５ ６ ７ ８
图 ３ 简 单 悬挂 受力 分析
机 具名称 作业台 压接钳 拉立计 倒链
规格 型号
机 械 ｌＴ ０ ３ Ｔ
单位 △ 口 △ 口 △ 口 个
数 量 ｌ ｌ １ ｌ
８
科技资讯 ＳＣＩ ＣＥ ＆ ＴＥ Ｎ ＯＧＹ ＮＦ ＲＭＡＴＩＮ ＥＮ ＣＨ ＯＬ Ｉ Ｏ Ｏ
２ 工艺 流程 （ 见图 １ ）
１ 技术特 点
（ ） 用 接 触 网 激 光 测 距 仪 高 精 度 测 １使
量 。
３ 准备工作
３ １材 料准 备 ． 根 据 接 触 网 线 材 型 号 及 加 工数 量 选 用 （ ） 制 计 算 机 程 序 ， 进 行 简 单 的 计 吊 弦 材 料 ， 先 将 吊 弦 线 盘 使 用 三 脚 架 起 ２编 只 首 算机操作 ， 既能 达 到 高 精 确 的计 算 。 吊， 卸下 足 够 长 度 的线 材 ； 后 备 足 配 套 的 然 （） ３ 吊弦 超 拉 预 制 ， 确 刻 记 及 编号 ， 精 规 线 夹 数 量 。 范作业流程 ， 高效率 。 提 ３． 常 量测 量及收 集 ２ （ ） 用 工具 安 装 保证 安装 精 度 和 安 装 ４专 包 括 接 触 悬 挂 单 位 自重 、 弦 按 跨 距 吊 质量 。 布 置 图表 、 触 网 额 定 张 力 、 计 导 高 、 接 设 导 线 预 留 驰 度 、 触 网结 构 高 度 、 线 预 留要 接 尾 求 ， 些 数据 可从 设 计 资料 中得 到 ； 这 还需 要 现 场 测 量 承 力 索 线 夹 、 触 线 线 夹 及 设 备 接 线 夹 的 扣 料 长 度 。 集 到 这 些 常 量 后 将 其 收 输入计算 公式中 。 ３ ３机具 设备 （ 表 １ ． 见 ） ３ ４ 计 算程 序的 推导 ． 整 体 吊弦 通 常 的 计 算 公 式 是 根 据 受 力 推 导 出 的 ， 法 与 软 横 跨 的 计 算 方 法 基 本 方
吊弦计算
1
吊弦的计算
2、吊弦长度计算
吊弦数量和间距确定后，跨距中各吊弦的长度应根据所在跨距的悬挂
方式、承力索的张力、结构高度及吊弦在跨距中的位置来确定。吊弦
长度可按下式进行计算
C h gx(l x) 或 2Tc
C
h
4x(l l2
x)
F0
c――吊弦长度（m）
l――跨距长度（m）
h――悬挂点结构高度（m）
吊弦的计算
二、吊弦计算
1、吊弦的布置计算
由支柱到第一根吊弦距悬挂点的距离是根据线路情况设 计，一般简单链形悬挂接触网采用4m居多，跨中吊弦 以间距8～12m均匀布置。吊弦间距由下式计算：
l 24 x0 k 1
x0――吊弦间距（m） l――跨距（m） k――布置的跨距内吊弦根数
--适用于简单链形悬挂
吊弦数为4根，请确定吊弦间距是多少？
x0
l
2 4 k 1
4
x――所求吊弦距支柱定位点的距离（m）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
g――接触悬挂的单位重量（N/m）------设计给的，可以查。
F0――接触线无驰度时承力索驰度（m）----设计给的，可以查。 TC――承力索的张力(N)
2
吊弦的计算
E L( j c )(tx t p )
E－－所要计算的吊弦在接触线上的位移（mm） L－－安装点至中心锚结的距离（mm） αj－－接触线的线膨胀系数（1/℃）（αj=1.7×10-5）不同线索不不同 的，可以查。 αc－－承力索的线膨胀系数（1/℃）（αc=1.68×10-5）不同线索不不 同的，可以查。
3
吊弦的计算
例题：1、在半补偿简单链形悬挂区段，采用GJ-
70+TCG-120，最高气温为+40℃，最低气温为20℃，某悬挂点离中心锚结800m，αj=1.7×10-5/℃。 计算温度为-40℃时吊弦的偏移值是多少？向那一边偏？
接触网常用计算公式
接触网常用计算公式接触网常用计算公式1. 平均温度t p 和链形悬挂无弛度温度t o 的计算① 2t t tp min max += ② 5-2t t t min max o +=弹 ③ 10-2t t t min max o +=简 式中 t p —平均温度℃（即吊弦、定位处于无偏移状态的温度）；t o 弹、t o 简—分别表示弹性链形悬挂和简单链形悬挂的无弛度温度℃；t max —设计最高温度℃；t min —设计最低度℃；2. 当量跨距计算公式∑∑===n i In i I LLLD 113 式中L D —锚段当量跨距（m ）；).........(3323113n n i I L L L L+++=∑=—锚段中各跨距立方之和； ).........(211n n i I L L L L+++=∑=—锚段中各跨距之和；3. 定位肩架高度B 的计算公式2)101 +(hd h Ie H B ++≈ 式中 B —肩架高度（mm ）；H —定位点处接触线高度（mm ）；e —支持器有效高度（mm ）；I —定位器有效长度（包括绝缘子）（mm ）；d —定位点处轨距（mm ）；h —定位点外轨超高（mm ）；4. 接触线拉出值a 地的计算公式h dH a a -=地 式中 a 地—拉出值标准时，导线垂直投影与线路中心线的距离（mm ）。
a 地为正时导线的垂直投影应在线路的超高侧，a 地为负时导线的垂直投影应在线路的低轨侧。
H —定位点接触线的高度（mm ）；a —导线设计拉出值（mm ）；h —外轨超高（mm ）；d —轨距（mm ）；5. 接触线定位拉出值变化量m ax a ∆的计算公式2max 2max E I I a z z --=∆式中 Δa max —定位点拉出值的最大变化量（mm ）；Z L —定位装置（受温度影响）偏转的有效长度（mm ）；max E —极限温度时定位器的最大偏移值（mm ）；由上式可知 E=0时 Δa=06. 定位器无偏移时拉出值a 15的确定：（取平均温度t p =15℃）max 2115a a a ∆±= 式中 a —导线设计拉出值（mm ）；Δa max —定位点拉出值的最大变化量（mm ）；15a —定位器无偏移时（即平均温度时）的拉出值（mm ）。
电气化铁路接触网整体吊弦施工技术的探讨
由 于 整 体 吊 弦 长 度 在 施 工 时 不 能 改 要 使 用 精 度 高 的 仪 器 对 误 差 控 制 ；悬 挂 位 是 不 可 避 免 的 。
变 ，且 精 度 要 求 又 高 ，调 整起 来 将 是 很 困难 置 变 化 ，当定 位 器 坡 度 大 小 不 符 合标 准 时 ， 的 ，现 场 调 整 几 乎 不 可 能 ，这 就 需 要 在 运 至 承 力 索 接 触 线 难 以 在 同 一 断 面 而 造 成 误 ２改善整体 吊弦施工精度 的技术方案
中图 分 类 号 ：Ｕ２ ２
文 献标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１６７４—０９ ８Ｘ（２０ｌ ｏ）１ ２（ｃ）一ｏｏ５ ７一ｏ２
１整体 吊弦施工 出现的 问题
导 致 的 整 体 吊 弦 的 误 差 ，减 小 这 类 误 差 需 测 量 ，安装 中给 吊弦 造 成 施 工 安 装误 差 ，这
著 ，如 ：砣 重 量 、温 度 、腕 臂偏 移 等 出现 变化 差 ，在 现 场 施 工 时 对 于 吊 弦 位 置 没 有 正 确 着决 定 性 作 用 。见 图 ｌ。
时 ，误 差 也会 更 加 明显 ，影 响 了整 体 吊弦 施 分 布 而 出现 偏 移 造 成 的 误 差 ；线 路 状 况 ，在
现 场 前 做 好 加 工 处 理 。而 在 现 场 安 装 过 程 差 ，经 过 相 关 的 调 整 则 能 够控 制误 差大 小 ； ２ １研 究整体 吊弦计算
中 ，对 整 体 吊 弦 施 工 精 度 会 造 成 影 响 的 原 吊 弦 加 工 误 差 ，在 吊弦 加 工 时 由 千 操 作 不 因包 括 以 下 ：补 偿 器 ，由于 补 偿 器 自身 的 情 当 会 引 起 长 度 误 差 ，只 需 要 对 加 工 设 备 或
接触网整体吊弦制作安装工法
电气化铁路接触网整体吊弦制作安装工法铁道部电气化工程局一、前言当前，我国电气化铁路正处在一个新的发展时期，对如何进一步提高电气化可靠性的问题，铁道部领导和有关司、局都十分重视，而且全路呼声很高，反映强烈。
为此，我局首先在京郑线电气化接触网工程中推出整体吊弦新技术。
整体吊弦是以往接触悬挂中环接吊弦的替代产品。
它由青铜绞线、C型线夹、J型线夹组成，见图1，采用整体式压接工艺连接，具有机械强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长、施工安装方便及改善接触网运行状态等优点。
为保证该项新技术的实施，1993年10月我们在宝中线进行试验，取得了较好的效果，经再次完善和修改后，1994年10月，在京郑线官庄－邢台间再次组织了现场示范演示，取得成功，从而为京郑线全线采用该项新技术提供了技术保证，也为今后进行高速电气化铁路施工奠定了基础。
二、工法特点1．有利于“弓网”关系的改善和机车运行速度的提高，为高速电气化铁路施工做好技术储备。
2．避免了接触导线的反复调整，减少了施工占用线路的时间，缩短了接触网施工建设的周期，缓解了施工与运输的矛盾，经济效益显著。
3．有利于提高工程质量和设备可靠性，减少维修工作量。
4．把部分室外网上工作变为工厂化预制生产，改善了操作者的工作环境，提高工作效率。
三、适用范围本工法适用于铁路、矿山、地下铁道的电气化以及城市无轨电车所采用的各种链形悬挂形式架空接触网施工。
四、施工工艺(一)工艺原理整体中弦的长度是不可调的，全部工艺必须整体配套。
吊弦长度的精度控制和支持装置一次到位，是工艺的基础。
超额定张力提前拉伸，是为了将线索自然延伸量消除在施工过程中，使线索在运营时处于良好的状态。
本工法有承力索和接触线的超拉工序，它和接触悬挂一次成型工艺构成了本工法的核心技术。
(二)工艺流程(见图2)(三)施工工艺说明1．数据采集在支柱安装工作完成以后，进行数据采集，内容有：测量支柱埋深、侧面线界，支柱斜率，跨距复测(按0.5m取整)。
最新毕业设计--车站站场接触网平面设计及吊弦偏移值计算
题目：院系：专业：姓名：指导教师：兰州交通大学院系兰州交通大学专业电气化铁道工程年级学号姓名学习中心襄樊学习中心指导教师题目车站站场接触网平面设计及吊弦偏移值计算指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩组组长(签章)年月日毕业设计任务书班级学生姓名刘友军学号发题日期：2009年6 月1 日完成日期：2008年7月20 日题目车站站场接触网平面设计及吊弦偏移值计算题目类型：工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求接触网是电气化铁道中主要输电装置，接触网平面设计特别是接触网站场平面设计是施工设计的重要内容。
从现场设计、施工等部门来看，接触网平面设计占用了大量人力，花费过多精力。
因此，对电化专业而言掌握接触网平面设计及相关知识就显得非常重要。
本论文的目的是通过毕业设计，掌握CAD 技术在接触网平面设计中的应用。
二、应完成的硬件或软件实验①完成车站接触网支柱平面布置。
②完成接触网平面设计的咽喉区放大图及下锚。
③完成接触网平面设计表格栏的计算④完成应用CAD技术的站场平面布置图。
三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文四、指导教师提供的设计资料1．电子稿件和电子图书2．于万聚编著高速铁路电气化接触网西南交通大学出版社五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1．电气化铁道接触网设计手册2．接触网施工规范六、设计进度安排第一部分收集接触网站场平面设计相关资料。
(1周)第二部分站场平面布置图。
(4周)第三部分支柱容量及软跨预制计算。
(2周)第四部分吊弦偏移值计算。
(1周)第五部分完成论文写作及整理。
(2周)评阅及答辩( 周)指导教师：年月日学院审查意见：审批人：年月日诚信承诺一、本设计是本人独立完成；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。
接触网设备与结构—吊弦
中布置4根吊弦，吊弦与悬挂点间距取L/8，吊弦间距取L/4。
吊弦在顺线路方向应该垂直安装。
隧道内吊弦安装图
隧道内吊弦一般由两节组成，第一节采用固定的吊弦长度，第二节做成可
调节长度，吊弦长度可根据承力索的弛度算出。
隧道简单悬挂人字吊弦
当隧道内为简单悬挂时，净空高度允许安装悬挂点，则可设滑动吊弦和人
进行，吊弦间距测量的起测点与闭合点均以悬挂点为准，吊弦间距测量偏差小
于150mm时，应将误差均布在各间距内。如大于150mm时安装允许偏差为
±50mm，整体吊弦制作长度偏差应不大于1.5mm。
整体吊弦的施工要求
2
先安装承力索上的吊弦线夹，再安装接触线上的吊弦线夹。安装前用刷子
清除掉承力索、接触线安装吊弦线夹部位的灰尘和氧化物层，并在安装位置涂
差为±300mm。
应均匀迂回，吊弦线夹必须安装端
正、牢固，曲线区段与导线倾斜度
一致。
软横跨直吊弦
软横跨是多股道站场的横向支持装置，软横跨直吊弦安设在软
横跨横向承力索与上部固定绳之间，不分环节，采用两股φ4mm的
镀锌铁线拧合而成，根据技术要求，最短不小于0.4m软横跨直吊弦
应保持垂直，在直线区段应在线路中心线处，曲线区段应在纵向承
=（ − ）（ − ）
：所计算吊弦的偏移值（m）
：安装或调整作业时的温度计时采用的最高气温（1/℃）
：安装时的温度（ ℃ ）
：设计采用的平均温度（ ℃ ）
当承力索和接触线采用相同材质时，吊弦无论在什么温度安装，都应该垂直安装。
力索的正上方。软横跨直吊弦也可以采用软不锈钢绞线，可以提高
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电气化铁路接触网悬挂吊弦计算
摘要:根据接触网设计特点及机车运行时的弓网关系要求,针对接触网悬挂安装后的实际工作状态,提出了接触网锚段关节悬挂调整线形选择方案,通过对接触线索微段受力分析,采用二次抛物线过渡是比较理想的选择,并对其线形特征方程的有关参数进行了物理意义上的解析。
同时基于“悬链段”理论,利用静态力学计算原理,阐述了一套接触网吊弦计算的解决思路和方法,工程实例验证,计算安装测试结果能满足线路试验及运营要求。
关键词:吊弦计算接触网锚段关节线形
理论上讲,接触线应为平直等高状态,这样可以保证接触网弹性均匀,电力机车良好取流。
但由于轨道线路特征(如曲线)及接触网布置特点(如锚段关节)等原因,接触线实际状态在很多情况下是随之变化的曲线。
在接触网链形悬挂中,吊弦是控制其形态的关键因素,而吊弦的长度是通过其空间位置及受力情况来决定的。
接触悬挂的线索形态不同,吊弦的受力情况也不尽相同。
因此定量分析并探索不同线形条件下的吊弦施工计算方法具有十分重要的意义。
1 计算原理
对于接触线为平直等高状态的接触悬挂,其受力分布相对均匀,采用抛物线方法[1]能解决吊弦的计算问题,但对于非等高状态的接触悬挂,效果则不太理想。
为了精确计算,承力索的真实状态可认定为以吊
弦安装点(或悬挂点)划分的数量不等的分段“悬链段”[2,3],各悬链段之间是集中载,而接触导线线形可以根据设计及施工标准要求确定。
限于篇幅,本文以实际施工难度较大的锚段关节内的吊弦计算为例进行分析介绍。
2 接触导线线形分析
接触网吊弦长度计算,除了要保证定位点、线索的高度及坡度,同时还要兼顾接触网的弹性均匀性,因此吊弦的受力特别是工作支的受力必须参考相邻多跨的受力情况。
锚段关节的最大特点就是在其范围内接触线有高度及坡度的变化,首先应做好线形分析。
图1是锚段关节接触导线坡度变化两跨的悬挂线形示意图。
跨中各定位点及吊弦安装点连接的接触导线线形描述为二次抛物线形(以下有说明)。
根据《验标》(TB-10758-2010)及《施工技术指南》铁建设[2010]241国家行业标准要求,为了保证定位点相邻两吊弦间导线不出现“V”字型,因此定位点两侧接触线坡度的切线斜率大小应相等,方向应一致。
2.1 线形方程参数的物理涵义
建立如图1所示的直角坐标系,A、B、C三点分别为相邻的三个定位点,hA、hB、hC为三定位点的设计标高。
、分别为段抛物线过两端点的切线,P1、P2分别为BC段抛物线过两端点的切线。
A点的横坐标为0,B和C点对应的横坐标为K1、K2。
D1,D2,…D12,为对应的各吊弦位置的横坐标。
首先设接触线段和段二次抛物线形方程分别
为:
从以上结论可以看出,接触线线形采用二次抛物线时,其坡度变化率为一个定值,接触线每一处所受的力是的均匀的,若采用高于二次的曲线线形时,坡度变化率是随线路变化的,导线受力是不均匀的。
为保证接触网弹性均匀,建议对有接触线高度变化区段的接触导线采用二次抛物线形过渡。
当必须采用高次曲线过渡时,则应判定坡度变化率的最大值是否超过,它将决定此处吊弦安装后的受力状态。
2.2 线形方程的推导
对于AB段,根据式(1)及A点的边界条件,因A点为起始抬高点,P1=O,则B1=P1=O,方程组的解如下:
对于BC段,根据式(2)及B点的边界条件,为了保证导线坡度变化的均匀性,AB、BC段切线斜率应相等,即P2=P3。
根据AB段抛物线线形方程可得P3=P2=2aK1;方程组的解如下:
将式(5)、(6)的解分别代入抛物线方程即得AB、BC段的接触线线形方程。
3 计算各吊弦点的导线端坐标
将AB段、BC段吊弦位置的横坐标分别代入两抛物线方程,得出各吊弦在接触线端的纵坐标
4 求各吊弦作用于承力索的张力
以AB段跨中任一吊弦Di为例,因为线形是二次抛物线形,di吊弦与相邻di-1、di+1吊弦不但有高差存在,而且线索也有坡度差存在,这样导致吊弦除了受接触线归算重力、吊弦自身重力外,还增加了一个线索“曲线力”。
取di-1、di+1为支点,则di吊弦加载到承力索上的力为:
式中,Gi为接触线重量归算到吊弦上的荷载,即:
因线索张力大,接触线垂度对其自身重量影响很小,为简化计算,按直线考虑重量。
Fdi为吊弦本身自重,此处为初始值,仅计算吊弦连接
零件重,因吊弦长度未定,后在迭代运算中再考虑吊弦长度重量。
Fhi 为接触线张力产生的分力,例中分力向上,即:a1Tj(Di+Di+Di+1）。
F下i为接触线张力产生的分力,例中分力向下,即:a1Tj(Di+Di+Di-1）。
以上物理量单位均为:N。
5 求吊弦承力索端的纵坐标
以AB段接触导线所对应的承力索QR段为例进行计算。
将承力索分离进行分析,受力示意图如图1所示。
承力索QR段线形为分段的悬链段曲线,各悬链曲线间为吊弦传递给承力索的集中载荷。
建立XOY直角坐标系,设定Q点的横坐标为0。
5.1 建立初始力学平衡方程
首先假设承力索吊弦各安装点连线为直线形,即在QR两点的连线上。
求出承力索在Q点的垂直分力VQ,然后计算出各吊弦安装点的承力索端的纵坐标Yci。
由于承力索柔性不能抵抗弯矩,故
式中,hQ、hR分别为Q、R点的承力索高度,单位:m。
K1为AB 的跨距,单位:m。
Di为各吊弦分别对应的横坐标,单位:m。
Fi为各吊弦分别加载到承力索上的张力,单位:N。
a为悬链常数,a=Tc/gc。
n为吊弦数量,Tc为承力索水平张力,单位:N,gc为承力索沿索曲线的单位长度均布载,单位:N/m;hi为相邻吊弦承力索端纵坐标高差,单位:m。
设初始
值为0,迭代运算时,可根据前一次计算结果求出。
li为吊弦间索段对应的水平悬链曲线水平长度,单位:m,即:
5.2 迭代运算
运用初始方程计算后,相邻吊弦承力索端的纵坐标会出现高差,对于左侧高的索段,仍采用初始平衡方程式(9)、(10);对于右侧高的索段采用以下方程式(11)、(12)。
一般迭代运算三次后,吊弦的纵坐标的误差可控制在0.1mm以内,结果能满足吊弦计算标准要求。
6 吊弦长度确定
通过以上运算,求出了吊弦在承导线安装处的最终纵坐标,在不考虑吊弦偏移及线索弹性变形的情况下,吊弦的计算长度为(单位m):
7 工程实例
实例为京沪高铁先导段某四跨锚段关节的吊弦计算。
计算参数为:承力索张力20000N,接触线张力40000N,承导线均布载分别为:10.437N/m,13.230N/m。
相邻悬挂点高度分别为:6.849m、6.879m、7.079m、7.170m,导线高度分别为:5.300m、5.300m、5.340m、5.800m。
用所述方法编制的软件进行计算,计算结果(单位:m)与检测结果(单位:mm)如图3、4所示。
8 结语
锚段关节吊弦计算在接触网施工工序中具有一定的代表性,通过理论分析、计算及现场应用实践表明。
(1)接触网弓网关系的质量取决于接触悬挂的弹性均匀度。
根据接触网的最终工作状态,确定吊弦受力,建立完整的力学数学模型进行计算,能接近或达到理想值。
(2)接触线线索形态发生变化,所在悬挂的整体受力状态也会随之发生较大的变化,甚至影响到相邻跨。
决定接触网导线形态的因素很多,吊弦计算前要综合设计图及施工现场等因素分析并确定线索形态。
(3)接触悬挂属悬索结构,计算公式复杂,数据信息量大,需反复迭代运算才能逼近真解,编制成相应的软件能大大提高精度和效率。
参考文献
[1] 于万聚．高速电气化铁路接触网(第1版)[M]．成都:西南交通大学出版社,2003:20～36．
[2] 张震陆,陈本贤．柔索分析的“悬链段”方法研究[J]．工程力学,1990(4):41～47．
[3] 周新年．工程索道与柔性吊桥(第1版)[M]．北京:人民交通出版社,2008:254～260．。