【正文】 .......................................65附錄 2 相關(guān)裝配圖 .........................................................68一﹑支柱裝配圖 .........................................................68附錄 3 安家河至打柴溝區(qū)間平面設(shè)計圖（CAD 圖） ............................70第一章 緒論第一節(jié) 電氣化鐵道概述采用電力機車為主要牽引動力的鐵路成為電氣化鐵路，它是在 19 世紀 70 年代末的歐洲最先出現(xiàn)。目前國際上普遍采用比較先進的單相工頻交流制電氣化鐵路，它便于升壓和電能的損耗，可以增加牽引變電所之間的距離，大大降低了建設(shè)投資和運營費用。由于牽引供電裝置一般分成牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分，所以人們又稱電力機車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵道的“三大元件” 。它是電氣化鐵道中主要供電裝置之一，其功用是通過它與受電弓的直接接觸，而將電能傳送給電力機車。隨著電壓的提高、運輸量的增大、技術(shù)的不斷改進以及對人身安全的嚴格要求等，使接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)展成為目前廣泛采用的架空式接觸網(wǎng)。隨著高新技術(shù)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，使電力機車和牽引供電裝置的工作性能不斷提高。第二節(jié) 接觸網(wǎng)（平面）設(shè)計原則設(shè)計工作是鐵路基本建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)，是一項十分重要的輔助工作。接觸網(wǎng)設(shè)計要體現(xiàn)根據(jù)我國政治、經(jīng)濟、自然資源特點等制定的技術(shù)政策，反映革新和科研成果，采用國內(nèi)外先進技術(shù)，遵循國家和鐵道部頒布的有關(guān)技術(shù)和管理上的規(guī)程、規(guī)范等。接觸網(wǎng)平面設(shè)計即接觸網(wǎng)平面布置圖的設(shè)計應(yīng)采用鐵道部規(guī)定的電氣化鐵道接觸網(wǎng)圖形符號，來示意接觸網(wǎng)各種設(shè)備和結(jié)構(gòu)的配置情況。第三節(jié) 本論文的主要設(shè)計內(nèi)容本論文主要從電氣化鐵道接觸網(wǎng)的組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和接觸網(wǎng)設(shè)計的基礎(chǔ)出發(fā)闡述了安家河至打柴溝區(qū)間接觸網(wǎng)平面設(shè)計的設(shè)計依據(jù)、原則和方法并做出了此區(qū)間具體的接觸網(wǎng)平面布置圖等。第二章 接觸網(wǎng)的設(shè)備與結(jié)構(gòu)第一節(jié) 接觸網(wǎng)懸掛類型接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。一、簡單接觸懸掛簡單接觸懸掛（簡稱簡單懸掛）系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。二、鏈形接觸懸掛隨著高速電氣化鐵路的發(fā)展，出現(xiàn)了鏈形懸掛這種新的懸掛類型。減小了接觸線在跨距中的馳度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機車高速運行取流的要求。因此，在溫度變化時，承力索和接觸線的張力弛度變化較大，一般不采用。這種懸掛只用于行車速度不高的車站側(cè)線和支線上。這種懸掛方式用于行車速度不超過 100km/h 的線路上。全補償鏈形懸掛也分為全補償簡單鏈形懸掛和全補償彈性鏈形懸掛。三、高速接觸網(wǎng)的懸掛模式目前，世界各國為滿足高速受流的要求，都根據(jù)自己國家高速鐵路規(guī)劃的動力設(shè)置(動力集中式或動力分散式)和受電弓的結(jié)構(gòu)及性能的不同，而采用了不同的懸掛類型。第二節(jié) 接觸網(wǎng)線索一、接觸線接觸線是接觸網(wǎng)的主要組成部分，接觸線的材質(zhì)、工藝及性能對接觸網(wǎng)起著重要作用，要求它具有較小的電阻率、較大的導(dǎo)電能力；要有良好的抗磨損性能，具有較長的使用壽命有高強度的機械性，具有較強的抗張能力。（2）鋼鋁復(fù)合新型接觸線 20 世紀 70 年代我國研制了以鋁代銅的 GLCA100/215 型和 GLCB80/173 型鋼鋁復(fù)合新型接觸線，其數(shù)字 215 和 173 為 A 型及 B 型鋼鋁接觸線的實際橫截面積， A 型和B 型在導(dǎo)電性能上，分別當量于 TCG—100 型和 TCG—85 型，其 A 型斷面形狀如圖 21(b)所示。（3）內(nèi)包鋼的 GLCN 型鋼鋁電車線為了解決鋼表面銹蝕的問題，我國又開發(fā)研制了內(nèi)包鋼的 GLCN 型鋼鋁電車線。這種接觸線的特點，是將承受張力的鋼包在鋁內(nèi)，既保留了耐磨性能和抗張性能好的優(yōu)點，又提高了它的防腐蝕性能，可相應(yīng)延長使用壽命，具有較好的受流效果，其電氣及機械性能見表 21。這種接觸線相應(yīng)地提高了抗拉強度和供電可靠性，同時又可延長使用壽命，因而得到廣泛應(yīng)用。表 21 我國主型接觸線電氣及機械性能表接觸線的主要技術(shù)要求高速接觸網(wǎng)要求受流性能好、穩(wěn)定性能好、抗張性能好、導(dǎo)電性能好、電流強度大的接觸線，因而要求具備下述主要技術(shù)性能：抗拉強度高、電阻系數(shù)低、耐熱性能好、耐磨性能好和制造長度長。二、承力索承力索的作用是通過吊弦將接觸線懸掛起來。銅承力索銅承力索導(dǎo)電性能好，可做牽引電流的通道之一，和接觸線并聯(lián)供電，降低壓損和能耗，且腐蝕性能高。規(guī)格型號有 TJ9TJ100 等幾種。鋼承力索鋼承力索用鍍鋅鋼絞線制成，強度高耐張力大，安裝弛度小且弛度變化也小，節(jié)省有色金屬又造價低。鋼承力索不耐腐蝕，使用時要采取防腐措施。鋁包鋼承力索表 22 承力索型號規(guī)格表型 號截面積（mm 2）股數(shù)與單股直徑(mm)計 算直 徑(mm)有 效電 阻(Ω/㎞)單 位重 量(kg/km)制 造長 度(mm)TJ70 70 19 618 1500TJ95 95 19 837 1200TJ120 120 19 1058 1000TJ150 150 19 1388 800鋁包鋼承力索是鋁覆鋼線和鋁線絞合而成，主要以鋁覆鋼線中的鋼芯部分承受張力，覆鋁層和率線載流，導(dǎo)電性能好，機械強度和抗腐蝕性能好。第三節(jié) 支持裝置一、概述支柱、支持裝置和定位裝置是使接觸懸掛導(dǎo)線相對于線路中心保持在所要求的位置上的設(shè)備。因此，為了把導(dǎo)線懸掛到支柱并固定在一定的位置上，必須有一套中間裝置，這就是所謂的支持裝置。為了使導(dǎo)線在水平面上相對于受電弓中心保持在所要求的位置上，需采用定位裝置。在我國電氣化鐵路中，最廣泛采用的是旋轉(zhuǎn)絕緣腕臂，根據(jù)它在線路中的作用和性質(zhì)，分為中間柱、非絕緣轉(zhuǎn)換柱、絕緣轉(zhuǎn)換柱、中心柱、錨柱和道岔柱等。中間柱支持裝置在中間支柱上，只安裝一個腕臂，懸吊一支接觸懸掛，并把承力索和接觸線定位在所要求的位置上，這種支持裝置稱為中間柱支持裝置。在線路的直線區(qū)段，支柱一般立于線路的同一側(cè)，但是接觸線需要按之字形布置，其拉出值一般在支柱點處要變換方向，所以定位為一正一反，如圖 22 所示。工作支的接觸線與受電弓接觸；非工作支的接觸線抬高約 200 mm，不與受電弓接觸，通過轉(zhuǎn)換柱拉向錨柱下錨。轉(zhuǎn)換柱的懸掛形式有兩種：一種稱為 ZF1 轉(zhuǎn)換柱，工作支接近支柱側(cè)，非工作支遠離支柱側(cè)；另一種稱為 ZF2 轉(zhuǎn)換柱，工作支遠離支柱側(cè)，非工作支靠近支柱側(cè)。直線非絕緣轉(zhuǎn)換支柱 ZF2 的裝配形式如圖 23 所示。F l 及 F2 的含義與前述相同。工作支的接觸線與受電弓接觸，非工作支的接觸線抬高約500 mm，不與受電弓接觸，通過轉(zhuǎn)換柱拉向錨柱下錨。四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)也有兩個轉(zhuǎn)換支柱，名為 ZJ1 和 ZJQJ l 及 QJ3，其中 J 表示絕緣轉(zhuǎn)換支柱，下標 1 及 3 表示不同的裝配形式。圖 24 所表示的是在曲線區(qū)段的一種裝配形式(QJ l)。在中心柱上同樣要安裝兩套支持裝置，懸吊的兩支接觸懸掛均為工作支，接觸線為等高。兩支懸掛的接觸線在平面上平行，空氣間隙為 500 mm，電氣上能互相分開。兩支接觸懸掛在中心柱兩側(cè)均經(jīng)轉(zhuǎn)換支柱向錨支柱下錨。圖 25 直線中心支柱（ZJ 2）裝配示意圖 軟橫跨在站場上，多股道的接觸懸掛借助于單根或數(shù)根橫向線索懸掛到布置在這些線路兩側(cè)的兩根支柱上，這種裝置稱為軟橫跨。橫向承力索是軟橫跨受力的主要構(gòu)件，它承受鏈形懸掛的垂直負荷。為了將懸掛導(dǎo)線固定在水平面內(nèi)的一定位置軟橫跨主要依據(jù)定位索的結(jié)構(gòu)類型和定位器在定位索上的固定方式而有多種形式。硬橫跨(梁)跨越能力強，能有效降低支柱高度。圖 26 彈性鏈形懸掛硬橫跨（梁）結(jié)構(gòu)第四節(jié) 定位裝置一、定位裝置的作用定位裝置是支持結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，它是在定位點處對接觸線實現(xiàn)相對于線路中心進行橫向定位的裝置。在直線區(qū)段，相對于線路中心把接觸線拉成之字形狀；在曲線區(qū)段，相對于受電弓中心行跡則拉成切線或割線。定位器從形狀上可分為直管式定位器、彎管式定位器、特型定位器等數(shù)種，常用的定位器類型如圖 27 所示。三、定位裝置形式定位裝置僅對接觸線實行橫向定位，根據(jù)支柱所處位置、功用及地形條件不同，安裝位置的形式也不同。正定位在直線區(qū)段或曲線半徑 R＝1200～4000 m 區(qū)段，就采用這種定位方式。定位器的一端利用定位線夾固定接觸線；另一端通過定位環(huán)與定位管銜接，定位管又通過定位環(huán)固定在腕臂上。反定位一般用于曲線內(nèi)側(cè)支柱或直線區(qū)段之字值方向與支柱位置相反的地方。主定位管受壓力較大，為了使定位管保持水平，一般用兩條斜拉線將定位管吊住，固定在承力索上。結(jié)構(gòu)見圖 28(b)。圖 28 定位裝置形式組合定位組合定位裝置是用在錨段關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換支柱、中心支柱及站場線岔處的定位，這些地方均有兩組懸掛在同一支柱處，分別固定在所要求的位置上。單拉定位這種定位的特點是沒有腕臂，將軟定位器直接通過絕緣子固定到支柱上，如圖 28(i)所示。四、高速接觸網(wǎng)定位裝置定位器是保持接觸線處于相對于線路中心的正確位置的裝置，在直線區(qū)段使接觸線拉成之字形，在曲線區(qū)段相對于線路中心(或受電弓行跡中心)拉成割線或切線，使受電弓的滑板磨損均勻。第五節(jié) 支柱一、支柱的分類原則接觸懸掛是被支柱支持在鐵路線上方的，支柱有很多種，支柱可按其材料、支持裝置形式、用途以及負載條件進行分類。根據(jù)支柱上的支持裝置的不同，支柱可以分為腕臂支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱和定位支柱。支柱可以分為不帶拉線的(自承載支柱) 和帶拉線的。 目前，幾乎全部鋼筋混凝土支柱都采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱。預(yù)應(yīng)力混凝土柱，用符號 H 表示，分母的前一個數(shù)字表示地面以上支柱高度，后一個數(shù)字表示埋入地下部分的長度；分子的前一個數(shù)字表示垂直于線路方向的支柱容量(kNm) ，其型號和規(guī)格見表 34。但存在用鋼量大、造價高、耐腐蝕性能差，需定期進行除銹、涂漆防腐，且有維修不便等缺點。鋼柱主要用于跨越股道比較多、需要支柱高度較高、容量較大的軟橫跨柱，其次用作橋梁墩臺上安裝的支柱。G 表示鋼柱，例如 G ，其中分子 50 表示垂直于線路方向的支柱容量（kN表 24 鋼筋混凝土支柱的型號和規(guī)格表第六節(jié) 基礎(chǔ)及其類型選擇一、基礎(chǔ)類型 接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)是直接埋置于土體中的，其埋置深度一般都小于 5m，屬于淺平基。根據(jù)支柱負荷的大小，基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和形式也不盡相同。金屬支柱由于荷載較大，需設(shè)單獨的混凝土基礎(chǔ)。 棱柱形基礎(chǔ)。一般鋼筋混凝土支柱不設(shè)單獨的基礎(chǔ)。 帶橫臥板的按枝形基礎(chǔ)。常增設(shè)橫臥板，以增大與土體的接觸面積，進而增大其水平抗力。表 26 軟橫跨柱橫臥板選用表第七節(jié) 錨段關(guān)節(jié)及中心錨節(jié)一、錨段關(guān)節(jié)接觸懸掛中的承力索和接觸線在延續(xù)到一定的長度后，為了滿足機械受力方面的要求及方便施工，必須分成為一個個相互獨立的線段，這些相互獨立的線段即為接觸網(wǎng)的機械分段。錨段關(guān)節(jié)的設(shè)置，使接觸網(wǎng)不間斷地貫通于全線。稱為絕緣錨段關(guān)節(jié)；帶有中性嵌入段，既起機械分段的作用，又具有電分相功能的，稱為電分相錨段關(guān)節(jié)。根據(jù)所含跨距數(shù)可分為二跨、三跨、四跨、五跨、七跨及九跨式錨段關(guān)節(jié)。二跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)二跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)是一種僅為機械分段的錨段關(guān)節(jié)，因其運行情況不好，一般不采用。對于高速電氣化鐵路，出于對受流的要求及考慮，一般是不采用的。此時用電連接線將工作支和非工作支連接起來，保證電流通過。在圖中，Z 表示直線區(qū)段；Q 表示曲線區(qū)段；F 表示非絕緣錨段關(guān)節(jié)；下標 2 表示轉(zhuǎn)換支柱裝配的形式。其平面布置如圖 210 所示。五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)是錨段關(guān)節(jié)中含有五個跨距，主要在高速電氣化鐵路中應(yīng)用。很明顯，其兩組懸掛的轉(zhuǎn)換點在中間跨距的中心，這樣就可以保證彈性良好、過渡乎穩(wěn)，如圖 211 所示。圖 211 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)七跨電分相錨段關(guān)節(jié)圖 212 七跨電分相錨段關(guān)節(jié)常規(guī)式電分相裝置動態(tài)特性差，在實際應(yīng)用中會在電分相處形成一連串的硬點，不僅會造成接觸線磨耗加劇，而且嚴重時，會形成火花甚至拉弧，燒損接觸線。因而，對于 160 km／h 以上的很高速及高速電氣化鐵路，電分相都采用錨段關(guān)節(jié)的過渡形式。七跨電分相錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖 212 所示。該中性嵌入線從左側(cè)的 ZJ 處變?yōu)楣ぷ?支，到右側(cè) ZJ 處開始拾升，變?yōu)榉枪ぷ髦?，有三個跨距長度處于工作狀態(tài)，可保證2約有 100—150 m 長度的中性區(qū)。九跨電分相錨段關(guān)節(jié)與七跨錨段關(guān)節(jié)在功用上是完全相同的，只不過九跨電分相錨段關(guān)節(jié)可以相應(yīng)加大中性區(qū)的長度，有利于雙弓運行及多弓運行。但是遇有長大隧道，在隧道兩端，按規(guī)定應(yīng)設(shè)置四跨錨段關(guān)節(jié)．這是根據(jù)安全、方便、靈活的需要，防止萬一在隧道發(fā)生設(shè)備故障時便于檢修。中心錨結(jié)的形式和結(jié)構(gòu)，根據(jù)接觸網(wǎng)的懸掛類型及安裝地點而有所不同。承力索兩端都是硬錨，縱向不產(chǎn)生位移，接觸線兩端為補償下錨，用錨結(jié)繩固定在承力索上，使該點接觸線也不產(chǎn)生位移。錨結(jié)繩的長度 ，一般應(yīng)為承力索與接觸線l間距離的 20 倍，但不得小于 15m。全補償鏈形懸掛中心錨結(jié)形式加圖 216。輔助繩的中間與承力索固定，兩端錨固定在支柱上。隧道內(nèi)中心錨結(jié)圖 217 隧道內(nèi)中心錨結(jié)示意圖在隧道中，