7#图纸接触网课程设计_毕业设计.docx

西南交通大学接触网课程设计 课程名称：接触网设计题目： 7#图纸接触网课程设计 院 系： 电气工程系 专 业： 城 轨 西南交通大学峨眉校区接触网课程设计任务书一、 原始资料1悬挂形式：正线全补偿简单链形悬挂，站线半补偿简单链形悬挂。2气象条件：学号尾数1的为第一典型气象区，学号尾数2的为第二典型气象区，学号尾数3的为第三典型气象区，学号尾数4的为第四典型气象区，学号尾数5的为第五典型气象区，学号尾数6的为第六典型气象区，学号尾数7的为第七典型气象区，学号尾数8的为第八典型气象区，学号尾数0、9的为第九典型气象区。3悬挂数据：学号尾数0、1的结构高度为1.1米，学号尾数2的结构高度为1.2米，学号尾数3的结构高度为1.3米，学号尾数4的结构高度为1.4米，学号尾数5的结构高度为1.5米，学号尾数6、7的结构高度为1.6米，学号尾数8、9的结构高度为1.7米。 站线：承力索GJ70，Tcmax=1500kg； 接触线TCG100,Tjm=1000kg。 正线：承力索GJ70，Tjm=1500kg； 接触线TCG100,Tjm=1000kg。 e=8.5m4土壤特性: （1）女生：安息角（承载力）=30，挖方地段。（2）男生：安息角（承载力）=30，填方地段。二、设计内容1负载计算2最大跨距计算3半补偿链形悬挂安装曲线计算4半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线决定5平面设计（1）基本要求（2）支柱布置（3）拉出值及之字值标注（4）锚段关节（5）咽喉区放大图（6）接触网分段6站场平面表格填写侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、拉杆及腕臂/定位管及定位器、安装参考图号三、验算部分1各种类型支柱校验2缓和曲线跨距校验四、使用图纸按学号最后两位相加之和末位数使用站场0-站场9的图纸五、课程设计于第七周末交，延期交以不及格论处，特殊情况申请延期除外。目录第一部分：负载计算2（1）垂直负载2（2）水平负载2（3）合成负载2第二部分：最大跨距计算2第三部分：半补偿链形悬挂安装曲线计算2（1）参与计算数据2（2）计算临界负载，判定状态方程的起始条件2（3）有载承力索张力温度曲线确定2（4）有载承力索弛度温度曲线确定2（5）接触线弛度温度曲线2（6）无载承力索张力温度曲线2（7）接触线在定位点附近第一吊弦范围内的高度变化曲线2（8）无载承力索弛度温度曲线2第四部分：半补偿链型悬挂锚段长度及张力增量曲线决定2（1）参与计算数据2（2）接触线张力增量计算2第五部分 平面设计2（1）平面设计原则2（2）拉出值及支字值的标注2（3）锚段关节2（4）咽喉区放大图2（5）接触网分段2（6）站场平面表格填写2第六部分 验算部分2一、各种类型支柱校验2二、缓和曲线跨距校验2后记2参考文献2第一部分：负载计算参与计算数据及计算相关条件：第二气象区查阅原始资料及教材P59表3-1-1中国典型气象分区表得：气象条件： ；线索条件：承力索GJ-70： ；接触线TCG-100：；横断面高度；横断面宽度； 吊弦单位自重：（教材P63）（1）垂直负载1. 线索单位自重 接触线TCG-100： 承力索GJ-70：2. 线索单位冰负载接触线单位冰负载承力索单位冰负载：3.吊弦及吊弦线夹的单位自重 （2）水平负载1.接触线、承力索单位风负载（分无覆冰和覆冰两种情况）接触线单位风负载：无覆冰时覆冰状态承力索单位风负载：无覆冰时覆冰状态（3）合成负载1. 无冰、无风：2. 覆冰状态（只考虑承力索）：此时合成负载对铅垂线的夹角：3. 最大风速时（只考虑承力索）：此时合成负载对铅垂线的夹角：第二部分：最大跨距计算（1）参与计算数据悬挂当量系数选择：当量计算法是将链型悬挂中的接触线和承力索以及联系它们的吊弦看为一个整体，简单悬挂当量系数取值为1，链型悬挂接触线为铜线时取为0.9，为钢铝线取为0.85接触线TCG-100为铜线，故当量系数取为接触线允许风偏移值根据铁路电力牵引供电设计规范第5.4.5条规定：接触线距受电弓中心的水平偏移值在直线区段不超过500mm，在曲线区段不超过450mm，故接触线许可风偏移值在直线区段可取在曲线区段取支柱扰度：接触线水平面处支柱的受风偏移称为支柱扰度接触线水平面内支柱扰度直线区段拉出值：根据铁路电力牵引供电设计规范第5.4.6条规定，取200-300mm，此处取曲线区段拉出值由下表确定:接触线拉出值选用表（原始资料）曲线半径R（米）300R12001200R18001800R区间拉出值（mm）400250150300计算最大跨距时的接触线风负载 由原始资料得： （2）最大跨距计算（链形悬挂）直线区段最大跨距计算由于工程上跨距值取5的倍数，且不能超过65m，故该直线区段的最大跨距取为65m。曲线区段最大跨距计算图纸7 上有三个曲线半径，对应数据如下表：曲线半径（m）350400600最大跨距计算值（m）42.9245.2252.45最大跨距取值（m）404550则曲线区段最大跨距取为50米第三部分：半补偿链形悬挂安装曲线计算（1）参与计算数据承力索单位自重承力索GJ70弹性系数承力索线胀系数承力索计算横截面积为无冰无风时的合成负载：当量跨距当量跨距由决定，其中为计算锚段内的各个实际跨距，n为计算锚段内的跨距数。现取当量跨距链形悬挂结构系数：反映链形悬挂的的结构特征悬挂点到最近简单支柱吊弦的距离（原始资料）接触线无弛度张力近似值（经验法）：其中，对于铜承线取为0.75，钢承线取为0.8；承力索最大允许张力接触线下锚处张力承力索无弛度温度：简单链型悬挂查阅教材P59表3-1-1中国典型气象分区表得：=-5 =-10（2）计算临界负载，比较临界负载与最大合成负载的大小，判定状态方程的起始条件 ，由于，故取状态作为起始状态起始条件校验半补偿链型悬挂的最大合成在最低温度、覆冰、最大风速三种状态下均可能出现，为保证接触悬挂在最恶劣气象条件下能安全可靠地工作，必须考虑到所有可能产生最大张力的情况。因此，必须对选取的起始条件做相应的技术校验。校验方法：当选定为起始条件时，必须对最大风速和覆冰状态下的张力进行校验； 当选定为起始条件时，必须对最大风状态下的张力进行校验。由，且，可得，在覆冰时承力索有最大张力，不再需要校验。即有，（3）有载承力索张力温度曲线确定 接触线无弛度时承力索张力精确值确定将以上三式代入通过试值得承力索无弛度张力精确值为 有载承力索张力温度曲线确定将已知代入， 由得有载承力索张力温度曲线：（见附图部分）（4）有载承力索弛度温度曲线确定承力索弛度由决定式中-计算锚段内的各实际跨距（m）；-承力索在时对应的换算张力（KN）；-承力索在时对应的负载（KN/m）曲线为：（见附图部分）（5）接触线弛度温度曲线由决定,其中：待求条件下承力索弛度接触线无弛度时的承力索弛度曲线为：（见附图部分）（6）无载承力索张力温度曲线由可求出无载承力索张力温度曲线由决定，其中温度时，无接触线的承力索张力温度时，无接触线的承力索张力曲线为：（见附图部分）（7）接触线在定位点附近第一吊弦范围内的高度变化曲线该曲线由下式决定曲线为：（见附图部分）（8）无载承力索弛度温度曲线无载承力索弛度温度曲线由下式确定式中：曲线图为：（见附图部分）第四部分：半补偿链型悬挂锚段长度及张力增量曲线决定（1）参与计算数据 承力索线胀系数承力索弹性系数承力索计算横截面积，承力索最大允许张力接触线线胀系数，接触线弹性系数，接触线计算横截面积，接触线最大允许张力，结构高度定位器计算长度取为，无冰无风时合成负载 吊弦和定位器处于最佳位置时的温度一般情况下认为最佳位置时温度是最低与最高温度的平均值，即计算温差为， 半补偿链型悬挂时，接触线无弛度时承力索弛度 吊弦平均长度计算吊弦平均长度曲线半径350400600跨距长度40455065弛度0.2600.3290.4060.686吊弦平均长度1.0270.9810.9290.743表4-1 弛度与吊弦平均长度计算值（单位：m）（2）接触线张力增量计算决定锚段长度的方式方法虽然各不相同，但是基本观点都是一致的，主要由接触线承力索从中心锚节刀补偿器之间的张力增量来决定。目前在设计中，规定在计算极限温度下，中心锚节到补偿器之间的张力差，其中为补偿器处的接触线张力。在进行接触线张力增量计算前，先做出假设：锚段内各吊弦的长度相同，并等于吊弦平均长度；吊弦集中在跨距两端，即支柱处；吊弦不滑动。 在只考虑温度变化的条件下，吊弦造成的张力增量:不考虑线索弹性伸长的计算式（曲线区段）：考虑线索弹性伸长的计算式（直线区段）：为减少计算工作量，取时作为计算条件RL（m）(不考虑线索的弹性伸长) (考虑线索的弹性伸长)3504006001002.592.803.064.192008.879.4810.2113.3030018.8520.0221.4526.9840032.5234.4336.7744.7350049.8952.7156.1765.9360070.9574.8679.6689.9370095.71105.66107.24116.02800124.17130.76138.90143.57表4-2 t2=-25时Tjd的计算值（10-2KN）在只考虑温度变化的条件下，定位器造成的张力增量：在直线区段上，由于定位器对接触线张力影响很小，可以忽略。因此对定位器产生的张力增量只考虑曲线区段的情况。故直线区段总的张力增量可以取为中的计算结果在曲线区段上，定位器的偏移使接触线引起的张力增量为取时：RL（m）3504006001003.042.441.4820016.3213.828.8930040.2634.4522.3840075.6164.9042.19500123.56106.0668.69600185.79159.15102.38700264.68225.91143.95800363.53308.66194.28表4-3 t2=-25时Tjw的计算值（10-2KN）直线区段上，在同时考虑温度变化和接触线弹性形变的条件下，总张力增量求解在只考虑温度变化时，接触线因正反定位的影响，张力差很小，故可以用中的计算结果近似代替总的张力增量。如果还要考虑弹性形变则用下式进行计算总张力增量：曲线区段上，在同时考虑温度变化和接触线弹性形变的条件下，总张力增量使用下式计算：RL（m）3504006001005.595.204.514.1920024.3922.6118.6413.3030054.8950.8746.3826.9840094.8087.9771.6144.73500141.54131.61107.4265.93600192.49179.43147.2089.93700245.41231.70189.36116.02800298.47279.66232.48143.57表4.4 t2=-25时Tj的计算值（10-2KN）第五部分 平面设计（1）平面设计原则1、选择硬横跨或软横跨目前，在站场咽喉以内，一般使用绝缘软横跨或硬横跨，尽量不用双线腕臂柱。因为双线路腕臂都是接地的，在维修方面不如绝缘软横跨安全、方便。硬横跨在带电作业方面也会受到限制，但由于硬横跨较软横跨在某些方面具有更优越的性能，对于高速电气化线路应该首先选用硬横跨。软横跨所跨越的股道数一般不超过8股。如果股数过多，横跨距离太大，而股道间距允许时，可在中间加设一软横跨柱，该柱类型应按较大一侧容量来决定。软横跨柱允许在后侧兼挂腕臂。注意事项：在站场中心区进行支柱布置时，其跨距应尽可能接近最大允许值，以减少支柱数量。特别是注意减少软横跨柱和钢柱等大型支柱数量。相邻跨距之间，小跨距值应尽量不小于大跨距的75%。若使用的跨距与原计算跨距值不符合，确定接触线的拉出值时，应校验其风偏移值。站场支柱平面布置，应考虑各个站场的特点。首先应尽可能地照顾到站场的远期发展。如果将来股道增加，则在近期设支柱时要考虑将来不用拆移，并可资利用。对于远期铺设的股道，如果土石方已做好，则软横跨支柱的容量及侧面限界，一般均应考虑预留。对于股道延长部分，当设立近期支柱时，对以后整个支柱布置不产生影响为原则。靠近站旁的支柱，要注意不要正堵着门窗，站旁两侧的支柱，应尽量对称布置。基本站台或中间站台上的支柱，其边缘至站台边的距离，应分别不小于4m或2m.。2、支柱布置先从咽喉区开始设计正线上的道岔柱，道岔定位原则上应尽量采用标准定位。其标准定位最佳位置是两接触线的交点位于两内轨距745mm的中间位置。由于受地形条件的限制，道岔柱无法按标准定位设置时，或从经济性考虑，不能实现标准定位时。此时，应使两接触线的交点位于道岔导曲线两线间距为500-700mm处的中间点的上方。3、尽量使用最大计算跨距 接触网支柱布置，其跨距大小应根据悬挂类型、曲线半径、接触线最大风偏移值和运营经验综合考虑确定。 设计中尽量采用标准跨距。常用标准跨距定位5的倍数，即40、45、50、55、60、65m数种，最大允许跨距除个别及特殊情况下，一般不超过67m。4、尽量减少咽喉区的支柱数量5、部分特殊跨距值应缩小锚段关节的转换跨距、中心锚结所在跨距以及其他特殊跨距，应较一般跨距缩减5-10m，或缩减原跨距的10%。（2）拉出值及支字值的标注拉出值系指接触线在定位点处与受电弓中心的距离，其作用主要是改善受电弓滑板的磨耗。拉出值与跨距计算，安装图等关系密切，在曲线区段，正确选用拉出值可增大跨距长度。拉出值的布置，一般在曲线区段使接触线对受电弓中心运行轨迹成割线状，在直线区段成“之”字状。选定拉出值时应保证在最大风力作用下，跨距中任一点接触线产生的最大水平偏移不超过规定允许值。设计中采用拉出值的标准一般如下表所列表5-1 拉出值选用表曲线半径300 R12001200R1800拉出值400250150道岔柱拉出值确定时应遵循的原则是：（1）两接触线定位点间的距离一般为100-150毫米；（2）标准定位时拉出值约为375毫米；（3）非标准定位时应保证两接触线的交点（线岔）位于线间距500-700毫米范围内。（3）锚段关节1、 锚段关节不能设于道岔区。2、 中心锚结的位置应使两个半锚段的张力差尽量相等，相差应在100N以内。3、 原则上一个股道一个锚段，但必要时需对锚段进行拆分或合并。4、 合理确定锚段走向，使锚段横向穿越的股道数量最少，尽量避免二次交叉。5、 锚段关节一般设置于站场区和区间衔接处、变电所及分区所附近。站场和区间衔接处一般设绝缘锚段关节；在有牵引变电所及分区所的车站，变电所及分区所侧可设非绝缘锚段关节，同时设分相绝缘器；站场两端的绝缘锚段关节应设在最外道岔与进站信号机之间。锚段关节处的跨距值应较最大跨距短5-10m。6、 四跨绝缘锚段关节的立面图和平面图如下图所示：图5-1 四跨绝缘锚段关节的立面图和平面图 在四跨绝缘关节的两个转换柱之间，两接触线在水平面内投影平行，两接触线的距离应大于500mm，两组悬挂的垂直距离应保持在400-500mm，以保持绝缘。在锚段关节开口方向的转换柱上安装隔离开关，来控制两个锚段的电气连接，隔离开关闭合，表示两组悬挂均受电，隔离开关断开，只有一组悬挂受电。（4）咽喉区放大图绘制咽喉区放大图应遵循以下基本原则：1、 纵向比例与平面图一致，横向比例增大两倍；2、 从靠近站场中心一侧的道岔开始，从两侧站线做起，逐步向区间衔接处绘制，保持正线与区间衔接；3、 为保证道岔交叉布置的定位，避开二次交叉，允许两组悬挂在同一跨距内平行等高布置；4、 应保证两组悬挂的交叉点位于定位点与辙岔之间；5、 放大图应明确标明锚段编号、长度及下锚位置；6、 对于无交叉线岔，应明确标出定位柱位置和相应的无交叉布置标志。（5）接触网分段铁路工程技术规范第10-45条规定：双边补偿的接触网锚段长度，应根据下列原则确定。1、直线区段：本设计正线分两个锚段，锚段长度分别为1596.57m、1410.73m，符合要求 2、曲线区段： 全部偿链形悬挂，在曲线半径小于1500米的曲线长度占锚段长度的50%及以上时，其锚段长度不得大于1500米。 半补偿链形悬挂，应根据接触线在中心锚结处与补偿器处的导线张力差不超过额定张力的的原则确定。（6）站场平面表格填写侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、拉杆及腕臂/定位管及定位器、安装参考图号1、支柱编号：支柱编号的原则是：单线区段，支柱从下行至下行依次编号；复线区段，下行线支柱为单号，上行线支柱为双号，从上行至下行依次编号。本设计中为复线区段，按复线区段原则进行编号。2、侧面限界：一般软横跨的支柱侧面限界取3.3m，腕臂支柱取3.1m，下锚柱取3.5m，位于基本站台或中间站台上的支柱，其线路侧内缘到站台边缘的距离不得小于1.5m，基本站台上的软横跨的支柱侧面限界设置为6m。3、支柱类型：本设计中软横跨支柱采用钢支柱，非软横跨支柱采用钢筋混凝土柱。支柱型号应根据支柱容量校验的结果进行选取。比如钢柱型号，G代表钢柱，分子300代表垂直于线路方向的支柱容量，分母15代表高度。下锚柱，分子300和250分别表示垂直于线路方向和顺线路方向的支柱容量。钢筋混凝土柱，H代表混凝土柱，78表示垂直于线路方向的支柱容量，8.7表示地面以上支柱高度，3表示埋入地面以下的长度。4、地质情况：本设计中已知的地质情况为：安息角（承载力）=30，填方地段。查表得=30时允许承压力为150kPa。所以地质情况表示为+150。第六部分 验算部分一、 各种类型支柱校验（一）软横跨支柱容量校验: 选图纸中43、44支柱作为典型校验对象15.04mQ55.01m8.56mFAOQ4Q3Q2Q17.4m3.5m5.05mFBTT12345图6-1 横向承力索受力图（1）负载计算：1、一个跨距内的自重负载正线：；站线：；2、 悬挂结点零件重量悬挂结点重量负载是由悬挂结点的悬挂零件组成的。其中，。正线按全补偿，站线按半补偿链形悬挂，各结点重量可查表取用实际计算选用值。在线路间加分段绝缘子时，按其距两侧中心的远近均衡地分摊在两侧的悬挂点上。四片绝缘子重量取22公斤3、横向承力索及上、下部定位索的自重负载结点负载：（2）确定横向承力索的水平张力1、求悬挂支座反力由得：2、确定最短吊弦位置所以，最低悬挂点出现在处，即2轨道上方。3、求最大弛度及T最大力矩由左侧悬挂对Q3悬挂点取矩为：故横向承力索的水平张力：H：支柱高度Hs：上部定位索至正线轨面的高度，大站取7860mm，小站取7260mm，此处取7860mm参与计算Cmin：最短吊弦长度一般四股道以下（含四股道）取400mm；56股道取600mm，78股道取800mm，此处取400mm参与计算S1、S2：支柱底面至正线轨面的铅垂距离，高于轨面时取正，低于轨面时取负（3）确定上、下部固定绳的张力取松边张力为100kg1、线索的风负载：2、固定绳张力上部固定绳张力：下部固定绳张力：3、支柱受风力由支柱类型可知，支柱顺线路方向顶宽支柱顺线路方向底宽，故支柱受风面积S为：支柱受风力：故作用于支柱上的总弯矩为：由于，安全系数为，故选择型的钢柱满足容量要求。（二）中间柱容量校验：选取19号中间柱进行校验，支柱类型为，其左右两边的跨距为,其支柱受力如下图所示：（1）垂直负载式中：悬挂数目； 链型悬挂单位长度自重负载； 跨距长度。（2）水平负载支柱本身的风负载：线索传给支柱的风负载： 之字值形成的水平力：侧面限界,支柱直径，支柱高度，导高，结构高度,（3）支柱所受的力矩为：由于，故设计中所用的中间支柱满足条件。（三）转换支柱容量校验：选取27号转换支柱进行校验，转换支柱的受力和中间支柱的受力相同，只不过转换支柱多了一套线索及定位装置，且新增的那套装置和线索较原来的都要相对的抬高下锚。其力矩的计算用下公式：接触