【正文】 ，它是對(duì)初步設(shè)計(jì)的深化和完善，實(shí)際上它是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的齊、優(yōu)、問(wèn)題，即設(shè)計(jì)的內(nèi)容齊全、選擇的設(shè)備優(yōu)良、采用的技術(shù)先進(jìn)。技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括三電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 27 個(gè)方面：技術(shù)說(shuō)明書(shū)，附表，附圖。 施工設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì)是根據(jù)已批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行，應(yīng)完成全部施工圖紙，并作為接觸網(wǎng)工程施工的依據(jù)。 第二節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的原始資料 接觸網(wǎng)工程是一項(xiàng)復(fù)雜的多專(zhuān)業(yè)配合的技術(shù)工程，與許多學(xué)科和工程都密 切相關(guān)有些工程數(shù)據(jù)是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的依據(jù)和先決條件。、一般進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備下列主要資料： 氣象資料：大氣溫度 、 最大風(fēng)速 、 覆冰厚度 、 雷電活動(dòng)資料和用于確定設(shè)計(jì)計(jì)算的其他氣象資料。 線路資料： 區(qū)間線路平縱斷面圖，車(chē)站平面圖 (含地下設(shè)施 )；標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，平剖面縮圖；正線軌道類(lèi)型、軌道標(biāo)準(zhǔn)高度、線路超高及道床厚度復(fù)線區(qū)段線距表、既有線 (單線 )撥距表；沿線電纜、管道理設(shè)位置道口表及機(jī)械化養(yǎng)護(hù)平臺(tái)。 行車(chē)供電資料 。 橋梁隧道資料：大、中橋梁總表；大、中橋梁總布置圖、墩臺(tái)類(lèi)型；區(qū)間線路建筑 物位置及凈空尺寸；小橋涵表；隧道 (包括明洞、棚洞 )總表；隧道斷面設(shè)計(jì)圖；隧道內(nèi)預(yù)留錨段關(guān)節(jié)位置及斷面圖；跨線橋、天橋等資料。 地質(zhì)資料：地形特點(diǎn)及挖、填方狀態(tài)；個(gè)別路基設(shè)計(jì)地段表。 信號(hào)資料。 站場(chǎng)資料：站場(chǎng)表及車(chē)站類(lèi)型；站場(chǎng)平面圖；電化股道表；站線軌道類(lèi)型及高度；站場(chǎng)橫斷面圖；站內(nèi)平交道、平過(guò)道及地道表。 概算資料 、 其他資料 、 向相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供的配合資料。 第三節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)階段 (或設(shè)計(jì)程序 )分，有初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。但從設(shè)計(jì)內(nèi)容上講，有設(shè)計(jì)計(jì)算、平面設(shè)計(jì)、 設(shè)備選擇和技術(shù)校驗(yàn)等。 設(shè)計(jì)計(jì)算 接觸網(wǎng)是一種復(fù)雜的供電設(shè)備。為了保證安全運(yùn)營(yíng)，使之既具有經(jīng)濟(jì)性，又有一定電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 28 的可靠性，所以要進(jìn)行一系列的計(jì)算。包括氣象條件及負(fù)載計(jì)算、懸掛導(dǎo)線的張力與弛度計(jì)算、跨距許可長(zhǎng)度的計(jì)算、錨段長(zhǎng)度的計(jì)算以及安裝曲線的計(jì)算等。 平面設(shè)計(jì) 平面設(shè)計(jì)是接觸網(wǎng)平面布置的統(tǒng)稱(chēng)，它比平面布置的內(nèi)容更加廣泛，除了平面圖的工作以外，還包括設(shè)備選擇，一系列的計(jì)算及必要的復(fù)測(cè)、核查及校驗(yàn)，最后得到平面布置圖，接觸網(wǎng)平面圖是工程單位進(jìn)行施工的依據(jù)。平面設(shè)計(jì)包括許多復(fù)雜的內(nèi)容，如地 形、地理、地貌、地質(zhì)以及錯(cuò)綜復(fù)雜、變化多端的線路條件。每一條線路、每一個(gè)站場(chǎng)都各不相同，有時(shí)相差還很大，因此要一個(gè)站場(chǎng)一個(gè)站場(chǎng)地設(shè)計(jì)，一個(gè)區(qū)間一個(gè)區(qū)間地進(jìn)行。重復(fù)性的勞動(dòng)中伴隨著許多思維性的創(chuàng)造，是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)而又非常復(fù)雜的工作，也是一項(xiàng)非常重要的工作。 設(shè)備選擇 接觸網(wǎng)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的類(lèi)型很多，應(yīng)廣泛調(diào)研，擇優(yōu)購(gòu)用。電氣設(shè)備包括隔離開(kāi)關(guān)、避雷器、吸流變壓器、電分相及分段絕緣器等。機(jī)械設(shè)備有支柱、腕臂以及定位裝置等。除此之外，還有許多線材的選型，如接觸線、承力索以及其他器材等。 技術(shù)校驗(yàn) 技術(shù) 核驗(yàn)包括兩個(gè)方面：其一是強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的校核，如腕臂強(qiáng)度校驗(yàn)、反定位的主定位管以及曲線內(nèi)側(cè)的壓管穩(wěn)定性校驗(yàn)等；另外，還有支柱的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)的抗傾覆的穩(wěn)定性校驗(yàn)等。其二是技術(shù)性能方面的校驗(yàn)，如緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值、道岔附帶曲線以及特殊區(qū)段最大跨距接觸線偏移值的校驗(yàn)，以及錨段長(zhǎng)度張力增量和在溫度變化時(shí)吊弦最大橫向及縱向偏角的校驗(yàn)等。 電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 29 第四章 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ) 溫接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算是技術(shù)設(shè)計(jì)工作確定技術(shù)原則的重要依據(jù)，是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工作的主要內(nèi)容。 第一節(jié) 氣象條件的確定 一、 概述 接觸 網(wǎng)是置于鐵路沿線的供電裝置，它要經(jīng)受一切自然條件的影響，主要有風(fēng)吹 、日曬 (氣溫 )、雨淋和覆冰等。氣象資料是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)最原始，也是最重要的資料。氣象資料齊備與否以及它所選擇的數(shù)值是否合適，對(duì)接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量有很大影響。 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中所用到的氣象資料包括：最高溫度、最低溫度、接觸線無(wú)弛度時(shí)的溫度、吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度、最大風(fēng)速及其出現(xiàn)時(shí)的溫度、線索覆冰厚度、覆冰時(shí)的風(fēng)速及溫度，此外還有線路橫跨河灘及山谷時(shí)的最大風(fēng)速等。 為設(shè)計(jì)工作的方便，開(kāi)展設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)花工作，我國(guó)在 1972 年進(jìn)香的全國(guó)社稷規(guī)范改革中， 將全國(guó)劃分為九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)（見(jiàn)表 41）。表 41 所列的九個(gè)區(qū)域大體所屬范圍劃分如下： Ⅰ 區(qū)為南方沿海易受臺(tái)風(fēng)影響的地區(qū)，如浙江，福建東部，廣東，廣西沿海地區(qū)等； Ⅱ 區(qū)指華東大部分地區(qū)，包括安徽，山東，江蘇大部分地區(qū)； Ⅲ 區(qū)包括西南不的非重冰地區(qū)，以及福建，廣東等受臺(tái)風(fēng)影響較弱的地區(qū)； Ⅳ 區(qū)包括西北搭補(bǔ)風(fēng)地區(qū)，華北及京，津，唐等地區(qū)； Ⅴ 區(qū)適用于華東，中南和西南三個(gè)地區(qū)的廣大山區(qū)； Ⅵ 區(qū)指湖北，湖南，河南，以及華北平原的大部分地區(qū)； Ⅶ 區(qū)適用于寒潮風(fēng)很強(qiáng)的地帶，如東北大部分地區(qū)，河北承德，張家口一帶； Ⅷ 區(qū) 適用于覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，如上凍，河南的大部分地區(qū)，湘中粵北重冰地帶； Ⅸ 區(qū)指云貴高原重冰地區(qū)。 二、 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件的確定 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件要求較高，在設(shè)計(jì)計(jì)算前需要向所設(shè)計(jì)的電氣化區(qū) 電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 30 表 41 標(biāo)準(zhǔn)典型氣象區(qū) 氣象區(qū) 計(jì)算條件 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 大 氣 溫 度 （℃） 最高 . +40 最低 5 10 10 20 10 20 40 20 20 覆冰 — 5 最大風(fēng)速 +10 +10 5 5 +10 5 5 5 5 安裝 0 0 5 10 5 10 15 10 10 大氣過(guò)電壓 +15 內(nèi)部過(guò)電壓年平均氣溫 +20 +15 +15 +10 +15 +10 5 +10 +10 風(fēng) 速 （ m/s） 最大風(fēng)速 35 30 25 25 30 25 30 30 30 覆冰 10 15 安裝 10 大氣過(guò)電壓 15 10 內(nèi)部過(guò)電壓 179。 最大風(fēng)速（不低于 15m/s） 覆冰厚度（ mm） — 5 5 5 10 10 10 15 20 覆冰的密度 (kg/m3) 900 段沿線的氣象部門(mén)，供電部門(mén)，鐵路通信部門(mén)等收集和查詢有關(guān)資料，并參考典型氣象電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 31 區(qū)加以分析研究和綜合考慮確定，一般計(jì)算氣象條件確定和選擇的方法如下： 最大風(fēng)速 maxv 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)用最大計(jì)算風(fēng)速，應(yīng)采用距地面十米高處，十五年一遇的平均最大值。關(guān)于最大風(fēng)速的計(jì)算方法有：平均法，變通法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。而數(shù)理統(tǒng)計(jì)法是求最大計(jì)算風(fēng)速出現(xiàn)的頻率，所以又稱(chēng)頻率法。 最高溫度 maxt 與最低溫度度 mint 最高 溫度與最低溫度，應(yīng)根據(jù)檢錄通過(guò)地區(qū)的實(shí)際極限溫度并參考典型的氣象區(qū)來(lái)確定。為便于計(jì)算在數(shù)值上應(yīng)取與極限溫度接近的 5 之整數(shù)倍數(shù)的數(shù)值。 最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度 vt 最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度因地而不同，即便在一個(gè)地區(qū)，也有時(shí)高，有時(shí)低，故不易選出合適的數(shù)值 ，一般的選取風(fēng)速大而出現(xiàn)次數(shù)多的月份的溫度平均值。在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料并參考典型氣象區(qū)的取值確定 接觸線無(wú)弛度時(shí)的溫度 0t 吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的 溫度 dt 覆冰厚度 b 接觸線和承力索的覆冰厚度 線索覆冰時(shí)的風(fēng)速 bv 。 第二節(jié) 計(jì)算負(fù)載的確定 計(jì)算負(fù)載分為水平負(fù)載和垂直負(fù)載 垂直負(fù)載對(duì)于簡(jiǎn)單懸掛，包括本身重量和接觸線的覆冰負(fù)載等； 水平負(fù)載包括風(fēng)負(fù)載和吊弦偏斜所造成的負(fù)載，以及承力索，接觸線的由于之字力和曲線力以及下錨力作用下對(duì)支柱和支持裝置所形成的水平分力。 一、 自重負(fù)載 自重負(fù)載的表達(dá)式為 g =S γ Hg 179。 910? 式（ 41） 式中 g —線索單位長(zhǎng)度重力負(fù)載（ kN/m）； S —線索的橫截面積 (mm2)； Hg —自由落體重力加速度 (m/s2)； 電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 32 γ—所求線索的密度 (kg/m3)。 在垂直負(fù)載中，應(yīng)考慮吊弦及線夾的重力負(fù)載。通常把它換算為單位長(zhǎng)度重力負(fù)載，取為 ?? kN/m。 二、 冰負(fù)載 接觸線與受電弓相互有摩擦，固在計(jì)算時(shí)將其厚度折算為承力索覆冰厚度的一半。承力索的覆冰厚度認(rèn)為是圓筒形的，且全線覆冰厚度相等。其方向垂直，按其作用的時(shí)間 屬瞬時(shí)負(fù)載。 三、 風(fēng)負(fù)載 在進(jìn)行電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，如無(wú)當(dāng)?shù)貙?shí)際觀測(cè)資料，可以充分利用全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖給出的條件。但是考慮到投資和回收期的關(guān)系，對(duì)于最大風(fēng)速的保證率要求不同。因此，對(duì)于以一般空曠平坦地面 、離地面 10 m高統(tǒng)計(jì)得到的 30 年一遇的 10min平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)壓，可以乘以調(diào)整系數(shù)得出相應(yīng)不同重現(xiàn)期的風(fēng)壓。 在具有當(dāng)?shù)仫L(fēng)速觀測(cè)資料時(shí)，接觸網(wǎng)懸掛線索的風(fēng)負(fù)載可由下式確立 aKdlvP ? sinθ 式（ 42） 式中 P— 線索所受的實(shí)際風(fēng)負(fù)載（ kN)； a — 風(fēng)速不均勻系數(shù) (見(jiàn)表 42)； K — 風(fēng)負(fù)載體型系數(shù) (見(jiàn)表 43)； d — 線索的直徑 (mm)； l — 接觸懸掛跨距 (m)； v — 設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)速 (m／ s)； θ— 風(fēng)向與線路方向的夾角。 表 42 風(fēng)速不均勻系數(shù) 計(jì)算風(fēng)速 (m／ s) 20 以下 20～ 30 31～ 35 35 以上 a 式 (42)是表示一個(gè)跨距內(nèi)線索所受的實(shí)際風(fēng)負(fù)載。在計(jì)算時(shí)，風(fēng)向與線 路方向的角一般取 θ=90176。， sinθ=1。同時(shí)為了 總是先求單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載。當(dāng)把 l 取為 l m時(shí)，則式 (42)可變?yōu)閱挝婚L(zhǎng)度風(fēng)負(fù)載的公式，即 62 ??? da K vP 式（ 43） 電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 33 式中， P 為單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載，單位為 kN／ m,其余符號(hào)同前。在計(jì)算線索的強(qiáng)度時(shí)，實(shí)際的受風(fēng)負(fù)載應(yīng)考慮風(fēng)速不均勻系數(shù) (見(jiàn)表 43)。 對(duì)于支柱所受的風(fēng)負(fù)載，應(yīng)換 成公式計(jì)算 表 43 風(fēng)負(fù)載體形系數(shù) 320 106 1 ??? K F vP 式（ 44） 式中 0P — 支柱風(fēng)負(fù)載 (kN)； K — 風(fēng)負(fù)載體型系數(shù) (見(jiàn)表 523)； F — 塔身迎風(fēng)面的構(gòu)件投影面積（㎡）； v — 設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)速 (m／ s)。 第三節(jié) 全補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線 對(duì)于全補(bǔ)償鏈形懸掛，不僅在接觸線下錨處沒(méi)有補(bǔ)償裝置，在承力索兩端也沒(méi)有補(bǔ)償裝置，因此，可以近似地認(rèn)為接觸線張力 jT 和承力索張力 cT 均近似為常數(shù) (不考慮因溫度變化形成的張力增量 )。在溫度變化時(shí)，接觸線、承力索雖然也伸長(zhǎng) (或縮短 )，由于沒(méi)有補(bǔ)償器，它們的張力不受溫度變化的影響，其弛度 也可認(rèn)為與溫度變化無(wú)關(guān) (實(shí)際受張力增量的影響，弛度也會(huì)有相應(yīng)變化 )。 全補(bǔ)償鏈形懸掛，在無(wú)附加負(fù)載 (覆冰 )時(shí)，認(rèn)為接觸線呈無(wú)弛度狀態(tài)，此時(shí)承力索弛度可由下式?jīng)Q定 0F = ZlWi820 =ciTlq820 式（ 45） 式中 il — 錨段內(nèi)的實(shí)際跨距值 (m)； Z — 承力索換算張力 (kN)； 電氣化鐵道技術(shù)接觸網(wǎng)畢業(yè)論文 34 cT — 承力索最大許用張力 (kN)； 0q — 鏈形懸掛合成自重負(fù)載 (kN/m)； 0W — 鏈形懸掛換算負(fù)載。 由式 (44)可知，全補(bǔ)償鏈形懸掛承力索弛度 0F ，在跨距一定時(shí)，由懸掛的負(fù)載 0q 和承力索張力 cT 決定。在常溫下，若不考慮冰、風(fēng)等附加負(fù)載的影響， 0q 和 cT ；均近似地被認(rèn)為是常數(shù)，而承力索弛度 0F 是不變的，但它的大小由補(bǔ)償器給定的承力索張力 cT決定。 隨著大氣溫度的變化，承力索和接觸線會(huì)發(fā)生線性伸長(zhǎng) (或縮短 )。為了不使承力索和接觸線在最高溫度時(shí)，因補(bǔ)償器墜砣著地而失去補(bǔ)償作用及在最低溫度時(shí)補(bǔ)償裝置因卡住滑輪而發(fā)生 事故，一般根據(jù)錨段長(zhǎng)度的不同，計(jì)算出在極限范圍內(nèi)墜砣串的安裝高度，稱(chēng)為全補(bǔ)償鏈形懸掛墜砣安裝高度曲線，如圖 41 所示。安裝曲線通常是受上端和下端兩端控制，由于我國(guó)疆域遼闊，南北方的極限溫度的溫差較大，一般在北方由上端控制，計(jì)算出 xa 的安裝距離 (墜砣頂部至滑輪