【正文】 頁(yè) 基于 CAD 技術(shù)的接觸網(wǎng)站場(chǎng)平面設(shè)計(jì) （ 福廈城際 A 站 ） STATION39。為了減少接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)人員的工作負(fù)擔(dān)，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證電氣化鐵路運(yùn)行的安全性和可靠性，使用計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)是非常必要的。因此，在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用了普速接觸網(wǎng)所沒 有的技術(shù)。s operation, the use of puteraided design is very necessary. The design which is based on the CAD drawing system has finished Station39。并能節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡(jiǎn)便、便于新技術(shù)的應(yīng)用。因此，通過本課題的研究，一則能夠深化和鞏固學(xué)過的高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)自己的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，熟悉接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)過程和技巧；并根據(jù)工作去向，重點(diǎn)討論和研究相關(guān)工作領(lǐng)域內(nèi)容和技術(shù)，解決設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)中的一些工程技術(shù)問題，為以后的接觸網(wǎng)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并運(yùn)用 CAD 技術(shù)完成設(shè)計(jì)。 2. 接觸網(wǎng)具有明顯的氣候特征 接觸網(wǎng)是露天設(shè)備，大氣溫度、濕度、冰雪 、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等各類氣候因數(shù)對(duì)接觸網(wǎng)的作用十分明顯，接觸網(wǎng)的機(jī)電參數(shù)，如線索馳度、線索張力、懸掛彈性、零部件的機(jī)械松緊度及空間位置、設(shè)備的絕緣強(qiáng)度、線索的載流能力、弓線間的磨耗關(guān)系等都會(huì)隨氣象條件的變化而變化，突然的氣候變化還可能造成重大的行車事故。 4. 接觸網(wǎng)具有明顯的機(jī)電復(fù)合性 接觸網(wǎng)是一電力輸電線，它具有電力輸電線所不具有的一切特性，它必須遵循電力輸電的一切規(guī)律和要求，但接觸網(wǎng)又具有一般電力輸電線所不具有的特殊性，這種特殊性是由弓網(wǎng)系統(tǒng)的特殊性所決定的，弓網(wǎng)關(guān)系要求接觸網(wǎng)必須具有穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定的動(dòng)靜態(tài)特性、足夠高的波動(dòng)速度，因此、接觸網(wǎng)除了應(yīng)有良好的電氣性能之外還必須具有良好的機(jī)械性能，它是一個(gè)龐大的機(jī)電系統(tǒng)。因此，在外人看來(lái)十分簡(jiǎn)單的接觸網(wǎng)，其本質(zhì)確是多學(xué)科交叉形成的應(yīng)用型學(xué)科，為取得接觸網(wǎng)理論研和工程 實(shí)踐的突破性發(fā)展，我國(guó)急需培養(yǎng)既懂機(jī)、電，又懂力、材的復(fù)合型人才。計(jì)算表明，綜合張力過大，其彈性性能變低，受流質(zhì)量下降。經(jīng)過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化，其吊弦間距一般以 812m 為宜。 在高速接觸懸掛中， 一般采用五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)作為高速接觸懸掛的電分段方式，這時(shí)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)在跨中，這樣就有效的避免了硬點(diǎn)的產(chǎn)生。為了解決這個(gè)問題，各國(guó)都采用鋁合金的輕型定位器，這樣既減小了硬點(diǎn)，又提高了定位器的靈活性。 高速接觸網(wǎng)與普速接觸網(wǎng)的主要差異 根據(jù)線路的設(shè)計(jì)速度，接觸網(wǎng)可分為普速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在 160km/h）、準(zhǔn)高速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在 160～ 200km/h 之間）和高速接觸網(wǎng)（運(yùn)行速度在200km/h 以上）。 第 6 頁(yè) 第 2 章 接觸網(wǎng) 平面設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 原始資料 1． 線路條件：按站場(chǎng)實(shí)際線路條件考慮 2． 氣象條件：第 I典 型氣象區(qū) 40tmax ?? ℃ , 5tmin ?? ℃ , 5tb ?? ℃ ， 10tvmax ?? ℃ 3bbm a x m/kg900mm0bs/m10Vs/m35V ???? ?， 3． 技術(shù) 條件： ? 接觸線高度： ； ? 結(jié)構(gòu)高度： ； ? 懸掛數(shù)據(jù)： 正線： JTMH120(20KN)+CTSH150(25KN) 站線： JTMH95(15KN)+CTSH120(20KN)； ? 懸掛形式：正線站線 均為 全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈型懸掛 ； ? 土壤特性：挖方地段 030?? 。在計(jì)算鏈形懸掛的合成負(fù)載時(shí)（是對(duì)承力索而言的），其接觸線上所承 受的水平風(fēng)負(fù)載被認(rèn)為是傳給了定位器而予以忽略。在本文的計(jì)算推導(dǎo)中，我們作了以下的假設(shè)條件： 圖 21 簡(jiǎn)單鏈型懸掛的基本圖 第 9 頁(yè) 承力索及接觸線為理想的柔軟索，只能承受沿其軸線方向的拉力，忽略其剛度的影響（接觸線及承力索細(xì)長(zhǎng)比很大，可忽略其剛度）；承力索及接觸線自身質(zhì)量沿 X 方向均勻分布，在受力分析時(shí)考慮其數(shù)值，但不再畫出其分布圖；每根吊弦的質(zhì)量由兩部分組成： 固定質(zhì)量（吊弦的上下線夾、緊固螺栓、基本接頭質(zhì)量總和）及長(zhǎng)度質(zhì)量（隨吊弦長(zhǎng)度變化而改變的質(zhì)量，若每根吊弦質(zhì)量為確定數(shù)值，則長(zhǎng)度質(zhì)量為零）；不考慮預(yù)留弛度（基本不使用預(yù)留弛度）。 2． 布置支柱 先布置咽喉區(qū)支柱，然后布置站場(chǎng)中心，最后完成其他部分。 6． 確定支柱類型 根據(jù)支柱所在位置、功能，確定鋼柱、鋼筋混凝土支柱以及軟（硬）橫跨柱、腕臂柱的類型、容量及編號(hào)。 10． 工程數(shù)量統(tǒng)計(jì) 對(duì)設(shè)計(jì)好的平面圖中的各類設(shè)備包括線材、支柱、腕臂、定位裝置等進(jìn)行逐一統(tǒng)計(jì)，最后還應(yīng)編寫必要的圖注及說(shuō)明。 支柱： mm350? 環(huán)形等徑鋼管支柱 橫梁：正三角形鋼管斷面結(jié)構(gòu)橫梁，斷面 650? 563mm 硬橫跨結(jié)構(gòu)型式及組成： 根據(jù)《 接觸網(wǎng)硬橫跨通用圖編制說(shuō)明 20210614》： 第 14 頁(yè) 硬橫跨結(jié)構(gòu)為門形鋼結(jié)構(gòu)，由橫梁、支柱、及基礎(chǔ)組成，橫梁預(yù)起拱。 橫梁由三個(gè)或五個(gè)梁段拼接組成，梁段分邊段和中段，邊段為直線段，按 1：60坡度起坡，中段為曲線段，梁段之間采用法蘭連接。 表 31 硬橫梁長(zhǎng)度組合 橫梁跨度 ,m 橫梁邊段 ,m 橫梁中段 ,m 橫梁邊段 ,m ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 線索選取 根據(jù)《 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》 ： 接觸線、承力索應(yīng)采用銅合金材質(zhì)。其字母代表意思解釋 如 第 15 頁(yè) 下： J—— 承力索 C—— 接觸線 TMH—— 高強(qiáng)度銅鎂合金 TSH—— 高強(qiáng)度銅錫合金 9 1 150—— 規(guī)格：標(biāo)稱橫面積數(shù)值（ 2mm ） 15KN、 20KN、 25KN—— 線索的拉斷力。 A、 B、 C 表示 H 型鋼柱柱底法蘭盤代號(hào)， A 型法蘭適用于柱底彎矩≤ 150kN178。 m﹤柱底彎矩≤ 240kN178。 第 16 頁(yè) 圖 32 支柱 外形 示意圖 2． 考慮到褔廈城際 A 站處在大風(fēng)頻繁、風(fēng)速較大、且鋼性支柱易被腐蝕的特點(diǎn)， 因此普通線路 支柱選用環(huán)形預(yù)應(yīng)力混泥土等徑支柱，橋梁上選用 H形鋼支柱。 圖 33 支柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖 第 17 頁(yè) 錨段 的劃分 根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范 (試行 )》 ： 正線接觸網(wǎng)錨段長(zhǎng)度不宜大于 2179。接觸線、承力索的張力差均不得大于其額定張力的177。 900m。 950m。 4． 單線電氣化區(qū)段，宜在車站的一端（以電源側(cè)為最好）設(shè)絕緣錨段關(guān)節(jié)；并應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)。 7． 在有幾個(gè)電氣化車場(chǎng)的車站上，宜將每個(gè)車場(chǎng)單獨(dú)電分段。 第 18 頁(yè) 錨段關(guān)節(jié) 根據(jù) 《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》 ：錨 段關(guān)節(jié)宜采用四跨或五跨形式。在高速接觸網(wǎng)中，一般以四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)和五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)為主。 圖 34 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié) 第 19 頁(yè) 四 跨 非 絕緣錨段關(guān)節(jié) 在站場(chǎng)中 間 采用的四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)。 35 四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié) 之字值與拉出 值的確定 根據(jù)《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》 ： 對(duì)于接觸網(wǎng)直線區(qū)段，在定位點(diǎn)處接觸線偏離股道中心的距離 稱為 之字值；而對(duì)于曲線區(qū)段，在在定位點(diǎn)處接觸線偏離股道中心的距離成為拉出值。 表 31 接觸線拉出值選用 曲線半徑 R（ m） 300R1200 1200≤ R≤ 1800 1800R 直線 拉出值 a （ mm） 400 250 150 177。 山口、谷口、 高路堤和橋梁等風(fēng)口范圍內(nèi)的跨距應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選用值縮小 5～ 10m。因此，根據(jù)施工需要，每一個(gè)站場(chǎng)兩端均應(yīng)繪制咽喉區(qū)布線放大圖。在接觸線改變方向時(shí)，要使該線在水平方向的走向與原方向的夾角不大于 6176。 （ 7）對(duì)于無(wú)交叉布置的高速線路，應(yīng)明確標(biāo)出定位支柱位置和相應(yīng)的無(wú)交叉布置的標(biāo)志。 對(duì)于時(shí)速 200～ 250 公里客運(yùn)專線，接觸網(wǎng)道岔布置宜采用交叉布置，有條件時(shí)可以采用帶輔助懸掛的無(wú)交叉式線岔布置方式。 1． 交叉線岔布置原則 ① 道岔定位應(yīng)在道岔軌縫 WA至線間距小于等于 350mm 的范圍內(nèi)。 ⑤ 距道岔兩線路中心線的任一中心線兩側(cè) 600～ 1050mm 范圍為無(wú)線夾區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)不得設(shè)置接觸線定位線夾、彈性吊索線夾、點(diǎn)連接線夾。 ⑦ 正線與渡線的兩條接觸線，必須架設(shè)在受電弓的有效工作范圍內(nèi)，在任何受電弓行駛方向上，兩支接觸懸掛的接觸線必須在受電弓半寬的同一側(cè)。 ⑩ 道岔定位處定位器原則上不應(yīng)跨越該線的線路中心線，否則應(yīng)使定位器加長(zhǎng)，并采用特殊彎形定位器，以保證定位器的端部不侵入其他線的受電 弓限界，根部不得侵入本線的受電弓限界；定位器應(yīng)處于受拉狀態(tài)，受拉力不得小于 80N；分段絕緣器一般設(shè)在接觸線與側(cè)股中心線重合的地方，分段絕緣器導(dǎo)流板外緣（靠近岔心端及直股的內(nèi)緣）與直股接觸線的距離不小于 ；分段絕緣器兩 第 23 頁(yè) 端必須是懸掛定位點(diǎn)，不能只定位不懸掛；道岔柱的布置和側(cè)線起錨必須兼顧始觸區(qū)與吊弦的設(shè)置要求；在支持裝置處受電弓只與一條接觸線接觸，防止出現(xiàn)硬點(diǎn)；后定位處采用定位器雙拉受力設(shè)計(jì)；使用交叉吊弦，保證受電弓通過任一條線時(shí)正線和側(cè)線能同時(shí)被抬升；與高速正線交叉的側(cè)線，尤其是正線間的渡線，應(yīng)采用與正 線材質(zhì)及張力相同的接觸網(wǎng)系統(tǒng)；采用雙腕臂定位、大結(jié)構(gòu)高度、交分吊弦、帶一定弧度的滑板形狀、長(zhǎng)線岔、“不限制”定位柱位置的線岔定位方式。 簡(jiǎn)單無(wú)交叉線岔分為 250km/h 和 350km/h 兩種不同布置。 根據(jù)《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》 ： 在進(jìn)行隧道內(nèi)的平面設(shè)計(jì)之前，首先要確定懸掛類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定隧道內(nèi)接觸網(wǎng)懸掛的類型應(yīng)根據(jù)隧道斷面、凈空高度、行車速度及通過貨物的裝載高度決定。 接觸線高度與結(jié)構(gòu)高度的選擇 接觸線高度 根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范 (試行 )》 ：接觸線懸掛點(diǎn)高度不宜小于 第 25 頁(yè) 5300mm，最低點(diǎn)高度不宜小于 5150mm。本設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)高度選用 。 根據(jù) 《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范 (試行 )》 ：接觸網(wǎng)支柱距正線的側(cè)面限界在無(wú)砟軌道地段不應(yīng)小于 ；有砟地段不應(yīng)小于 ；車站內(nèi)困難條件下直線地段不應(yīng)小于 。為便于施工參考及進(jìn)行工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)，在接觸網(wǎng)平面示意圖中都標(biāo)有相應(yīng)支柱裝配圖的圖號(hào)。就是兩支接觸線的受力方向都指向支柱的反方向，定位器把接觸線拉響支柱，這種形式多用于道岔柱處的定位， 其特點(diǎn)是兩支接觸線等高。其中一支接觸線拉向支柱，另一支接觸線拉向支柱的反方向，且兩支接觸線等高，都處于工作狀態(tài)，這是道岔定位中最常用的定位形式。 熱浸鍍鋅應(yīng)在制作質(zhì)量檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。熱浸鍍鋅漏鍍面應(yīng)用罐裝冷噴鋅或富鋅底漆、面漆各一道。鋅層表面應(yīng)具有實(shí)用性光滑，不允許有鋅刺、油瘤和多余結(jié)塊，并不得有酸洗現(xiàn)象。 2． 對(duì)于四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱的安裝圖號(hào)： 圖 311 簡(jiǎn)單鏈型懸掛 支柱位于 4000Rm? 曲線及直線的四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)，其中 ZF ZF ZF3轉(zhuǎn)換住正定位安裝參考圖號(hào)依次為 6804S、 6806S、 6808S,反定位安裝參考圖號(hào)依次為 6805S、 6807S、 6809S。由于受地形條件的限制，使得兩支接觸線的水平力都指向支柱，相當(dāng)于兩支接觸線都處于反定位狀態(tài)，也是多用于道岔處的兩組懸掛在同一處的定位。 下錨柱安裝參考圖號(hào) 第 27 頁(yè) 表 35 下錨柱安裝參考圖號(hào) 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 1 H 型鋼柱棘輪補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6603 2 350? 等徑圓桿滑輪補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6604 3 H 型鋼柱恒張力彈簧補(bǔ)償 下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6605 4 350? 等徑圓桿恒張力彈簧補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6606 5 H 型鋼柱無(wú)補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6607 6 350? 等徑圓桿無(wú)補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6608 7 隧道內(nèi)恒張力彈簧補(bǔ)償下錨安裝圖（ 20kN+25kN） 海東施參網(wǎng) 6609 8 隧道內(nèi)恒張力彈簧補(bǔ)償下錨安裝圖（ 15kN+15kN） 海東施參網(wǎng) 6610 9 隧道內(nèi)無(wú)補(bǔ)償下錨安裝圖 海東施參網(wǎng) 6611 10 兩跨式全補(bǔ)償中心錨結(jié)安裝圖 海東施參網(wǎng) 6612 11 三跨式全補(bǔ)償中心錨結(jié)安裝圖