【正文】 10?? 6 鋼、鋁接觸線 43 10?? 綜合電力工程使用經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)外資料，接觸線、鋼絞線及鋼芯鋁絞線的新線延伸率見(jiàn)表 33。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，稱為全補(bǔ)償鏈形懸掛墜砣安裝高度曲線。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。 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 (317) 式中， il ―― 錨段內(nèi)的實(shí)際跨距值 (m)； Z―― 承力索換算張力 (kN)； 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。 則當(dāng) 65lm? ， 46T kN? ， ? 時(shí)， ? 則當(dāng) 60lm? ， 46T kN? ， ? 時(shí)， ? 全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈型懸掛安裝曲線計(jì)算 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 )。因此，決定線索懸掛時(shí)的實(shí)際長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)和施工中是很重要的。 本設(shè)計(jì)采用的是等高懸掛，則等高懸掛的馳度計(jì)算如下： 設(shè) A、 B 兩點(diǎn)為導(dǎo)線的懸掛點(diǎn)， l 為跨距， g 為單位長(zhǎng)度的自重負(fù)載， AF 、 BF 、AT 、 BT 分別為懸掛點(diǎn) A、 B 的垂直分力與水平分力，如圖 35 所示。另外 ，懸掛線索的自重負(fù)載實(shí)際上是沿導(dǎo)線長(zhǎng)度均勻分石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 布的，因此，可以認(rèn)為是沿跨距均勻分布的。 當(dāng)懸掛點(diǎn)不在同一水平面時(shí)，由導(dǎo)線弧線最低點(diǎn)分別到兩懸掛點(diǎn)的垂直距離稱為懸掛點(diǎn) A 和 B 的馳度，由 F1 和 F2 表示，如圖 34(b)所示。自由懸掛的計(jì)算是一種最基本的計(jì)算，以下將研究自由懸掛導(dǎo)線的張力與馳度的大小變化及其計(jì)算方法。因此，正確地、合理地確定馳度的量值是十分重要的。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 接觸線索 馳度 長(zhǎng)度計(jì)算 張力馳度計(jì)算 在兩個(gè)支柱間，懸掛一根固定截面的接觸線、正饋線、供電線、回流線或其他導(dǎo)線時(shí)，此線在自重和負(fù)載的作用下，就自然形成一個(gè)馳度。 由下式進(jìn)行曲線區(qū)段跨距長(zhǎng)度的驗(yàn)證計(jì)算。 由式下進(jìn)行計(jì)算 ： 62 1061 ??? daK vP (37) 其中 v 為設(shè) 計(jì)計(jì)算風(fēng)速，在此應(yīng)選取西北區(qū)最大風(fēng)速 25m/s， a 為風(fēng)速不均勻系數(shù)，由下表 32 可知應(yīng)取 a = ； K 為風(fēng)負(fù)載體形系數(shù)，由表 22 可知 K= ； d 為線索直徑，對(duì)于 CTAH－ 120 型接觸線， mm? ，而 65lm? 表 32 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 則計(jì)算可得： 2 6 30 . 6 1 5 1 0 5 . 2 6 8 1 0 /jp a K v d k N m??? ? ? ? (38) 2 2 2m a x 222 4 4 8 . 8 8 5 0 08 jjjjm p l a Tb m m m mT m p l ?? ? ? ? ? (39) 可以看出，選取的跨距滿足最大風(fēng)偏移的極限要求，因此直線區(qū)段跨距選取滿足要求。本設(shè)計(jì)選用 65m最大跨距。 直線區(qū)段： 在 直線區(qū)段，接觸懸掛的最大風(fēng)偏移值不可超過(guò) mm500 ，即 max 500jb mm? ，跨距的選擇使實(shí)際中的 maxjb 符合要求即可。 (1)在直線區(qū)段上，接觸線以等之字布置時(shí)，最大跨距由以下各式確定 ： jj jjjj lmpTaT lmpb ????222m a x28 (31) ])([2 22m a x abbmpTl jjxjjxjj ????? ?? (32) 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 (2)在曲線區(qū)段上， 最大跨距由以下各式確定 ： 2m a x 1()8 jjjjmplbaTR ?? ? ? ? (33) 2m a x 2 ( )jj x jjjTl b aTmpR?? ? ?? (34) (3)在緩和曲線上， 最大跨距由下式確定 ： jxj jj aaRllTmplb ?????? 2)(8 2102m a x (35) 式中， maxjb ―― 最大風(fēng)偏移值 (m)； maxl ―― 最大許可跨距長(zhǎng)度 (m)； m ―― 當(dāng)量系數(shù)； jp ―― 接觸線單位長(zhǎng)度風(fēng)負(fù)載 (kN/m)； jT ―― 接觸線張力 (kN)； a ―― 接觸線之字值 (mm)； j? ―― 支柱撓度，可以忽略； R ―― 所在曲線區(qū)段半徑 (m)； 0l ―― 緩和曲線長(zhǎng)度 (m)； xl ―― 直緩點(diǎn)至觀測(cè)點(diǎn)的距離 (m)。因此，技術(shù)跨距總是研究的中心。對(duì)于簡(jiǎn)單接觸懸掛，弛度也是決定跨距的重要因素。單從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮問(wèn)題所決定的跨距為經(jīng)濟(jì)跨距；而按技術(shù)要求決定的跨距稱為技術(shù)跨距。 跨距就是兩相鄰 支柱間的距離，其長(zhǎng)度的決定涉及到一系列經(jīng)濟(jì)、技術(shù)向題，是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中重要的問(wèn)題之一。 在強(qiáng)風(fēng)作用下，接觸線距受電弓中心的最大偏移值 maxjb ，在線路直線區(qū)段不應(yīng)超過(guò) 500 mm，在曲線區(qū)段不應(yīng)超過(guò) 450 mm。在電氣化 鐵路接觸懸掛上，導(dǎo)線偏離起始位置會(huì)導(dǎo)致鉆弓事故，刮壞受電弓或拉斷導(dǎo)線，這種運(yùn)行故障會(huì)中斷或影響行車，這是接觸網(wǎng)最嚴(yán)重的事故之一。安裝時(shí)輔助繩應(yīng)抬高錨固，一般不得低于承力索的高度。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 33 全補(bǔ)償鏈形懸接中心錨結(jié) 全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)由半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)部分及輔助繩組成。 全補(bǔ)償鏈形懸 掛的承力索和接觸線兩端都是補(bǔ)償下錨，均可能因兩端張力不平衡而產(chǎn)生移動(dòng)，所以承力索和接觸線都要設(shè)置中心錨結(jié)進(jìn)行固定，其固定形式相當(dāng)于由半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)與承力索中心錨結(jié)兩部分組成。 中心錨結(jié) 中心錨結(jié)設(shè)在錨段的中部，其作用有：其一，在一個(gè)錨段實(shí)行兩端補(bǔ)償時(shí)可防止補(bǔ)償器向一側(cè)滑動(dòng)，特別是在具有坡度的線路上，設(shè)置中心錨結(jié)更顯得必要，其作用和效果也愈加明顯；其二，縮小事故范圍，當(dāng)中心錨結(jié)的一側(cè)接觸線發(fā)生斷線時(shí)，不致影響另一側(cè)的接觸網(wǎng)，且容易排除事故及易于恢復(fù)正常運(yùn)行。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 32 四 跨 絕緣錨段關(guān)節(jié) 由于本設(shè)計(jì)為大沙坪車站接觸網(wǎng)平面布置圖，根據(jù)題目給定的條件可知，全長(zhǎng)一共 ，而一般情況下，每個(gè)錨段都在 20xxm 左右，因此，根據(jù)題目條件可將本設(shè)計(jì)劃分為一個(gè)錨段 ，錨段從 1 19 號(hào)鋼柱開(kāi)始，一直 到隧道口結(jié)束。所謂四 跨式錨段關(guān)節(jié)，就是錨段關(guān)節(jié)內(nèi)含有 四 個(gè)跨距， 如圖 32 所示， 其余類推。 根據(jù)錨段關(guān)節(jié)所起的作用，可分為 非絕緣錨段關(guān)節(jié)、絕緣錨段關(guān)節(jié)及電分相錨段關(guān)節(jié)。 錨段關(guān)節(jié)分為三種：僅起機(jī)械分段作用的稱為非絕緣錨段關(guān)節(jié)，該處相鄰的兩個(gè)錨段在電氣上是連通的；不僅起機(jī)械分段作用，同時(shí)又起同相電分段作用的錨段關(guān)節(jié)。 接觸網(wǎng)進(jìn)行機(jī)械分段的線段稱為錨段，相鄰兩個(gè)錨段的銜接區(qū)段 (重疊部分 )稱為錨段關(guān)節(jié)。 根據(jù)上表數(shù)據(jù)，與給出的具體的大沙坪站場(chǎng)參數(shù)，可以得知，在直線 部分“之”字值 選用 300mm，曲線區(qū)段拉出值選用 150mm。因此，拉出值的大小是有受電弓的有效工作長(zhǎng)度決定的。 圖 31 供電平面 圖 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 拉出值計(jì)算與錨段劃分 拉出值計(jì)算 在進(jìn)行接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)時(shí)，在定位點(diǎn)處，應(yīng)標(biāo)明接觸線拉出值的大小和方向。如果正線間有道岔，則往往是在此處進(jìn)行分段。 接觸網(wǎng)沿線路方向鎖進(jìn)行的分段稱為縱向分段，如在站場(chǎng)和區(qū)間銜接處所進(jìn)行的分段，站場(chǎng)和區(qū) 間的接觸網(wǎng)應(yīng)是各自獨(dú)立的，因此在它們的連接處必須進(jìn)行分段。 供電平面 圖 接觸網(wǎng)線路之間所進(jìn)行的分段稱為橫向分段。這種供電方式目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛。由于軌回流減少，因此，鋼軌對(duì)地電位也得到了降低。帶回流線的直接供電方式是在直接供電方式的基礎(chǔ)上，在接觸網(wǎng)田野側(cè)增設(shè)一條回流線的供電方式，每隔一定距離用吸上線將回流線和鋼軌并聯(lián)，牽引回流由回流線、鋼軌和大地流回牽引變 電所。 風(fēng)載體型系數(shù)參考取值表如下： 表 22 風(fēng)載體型系數(shù)參考取值表 系數(shù) 受風(fēng)件特征 K 支柱 圓形鋼筋混凝土支柱 矩形鋼筋混凝土支柱 四邊形角鋼支柱 (1+? ) 線索 鏈型懸掛 一般懸掛 17d mm? * 17d mm? 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 (3)接觸懸掛在最大風(fēng)時(shí)的各類單位負(fù)載： 2 6 3m a x m a x0 . 6 2 5 1 0 6 . 1 0 1 0 /vcP K d V k N m??? ? ? ? (216) (4)最大風(fēng)時(shí)，單位合成負(fù)載： 2 2 3m a x 0 m a x 2 0 . 7 1 0 /v c vq q P k N m?? ? ? ? (217) 單位合成負(fù)載方向： m a x0a rc ta n 1 6 .4 4cvP q? ??? (218) 通過(guò)以上計(jì)算可知，該懸掛的最大合成負(fù)載出現(xiàn)在覆冰時(shí) [1]。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。 負(fù)載計(jì)算 本次設(shè)計(jì)為大沙坪車站接觸網(wǎng)的平面布置圖設(shè)計(jì)，車站位于蘭 州附近，屬于西北地區(qū)，海拔平均高度 1520 米，年平均氣溫 ℃ ,極端最高氣溫 30℃ ,極端最低氣溫℃ ，最冷月平均氣溫 ℃ ,年平均降雨量 ，年平均蒸發(fā)量 1919mm，最大風(fēng)速 ,平均相對(duì)濕度 %，最大積雪深度 ，累年平均風(fēng)速 ，最大土壤凍結(jié)深度 101cm，因此為第 Ⅳ 氣象區(qū)，根據(jù)上表可得出基本數(shù)據(jù)。兩相比較，選擇更經(jīng)濟(jì)，安裝檢修更方便的全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛 。 兩者相比簡(jiǎn)單鏈形懸掛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，運(yùn)行、檢修經(jīng)驗(yàn)豐富。 全補(bǔ)償鏈形懸掛沒(méi)有上述兩種懸掛方式的缺點(diǎn)，且有利于機(jī)車的高速取流 ，所以石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 選擇全補(bǔ)償鏈形懸掛。 圖 21 簡(jiǎn)單鏈型懸掛 (4)分析選擇 未補(bǔ)償簡(jiǎn)單懸掛，沒(méi)有補(bǔ)償裝置，張力和馳度會(huì)隨溫度變化較大，不利于安裝和線索保護(hù)，所以此次設(shè)計(jì)不選擇該方式。 (3)全補(bǔ)償 鏈形懸掛 全補(bǔ)償鏈形懸掛，即承力索和接觸線兩端下錨處均裝設(shè)補(bǔ)償裝置。 半補(bǔ)償彈性鏈形懸掛和半補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛的區(qū)