接触网腕臂计算论文.doc

Abstract中铁建电气局集团第三工程有限公司课题名称: 定位点和支柱位置的论述及腕臂计算项目部： XX 指导老师： XX课题人： XX 毕业学校： 华东交通大学联系方式： XXI定位点和支柱位置的论述及腕臂计算摘要本文主要论述腕臂计算，腕臂计算中涉及的参变量有限界、超高和支柱斜率等，这些参变量有的是通过现场测量得到，有的通过理论计算得到。其中定位点到线路中心的距离m值就要通过理论计算才能得出，定位点位置变化直接影响m值变化，所以定位点与m值的关系也是本文论述之一。关键词：定位点； m值；腕臂计算Discussion on Positioning Point and Pillar Position and Cantilever CalculationABSTRACTThere are several calculation of catenary, the cantilever calculation is one of the keys.In order to obtain data corresponding to the wrist arm, we have to go through the actua measurement. For example, bounded, super high and pillar slope. The measurement data are relatively different from design values. So calculation of cantilevers is on the basis of the actual data.We know that the length of wrist arm is A=l*+Cx+m+C. When the positioning point and pillar position changes, we are with M is it right? Of course not.For positioning point and pillar in different position, it should be a corresponding plus or minus M. This is what I want to focus on this discussion,when we should add or subtract M.Key Words: Positioning point; The pillar position;M; Calculation of cantilevers1 引言在接触悬挂系统中，接触网腕臂支持结构起到了支撑、定位并承受机械与电气荷载的作用。腕臂结构的工作性能直接影响接触悬挂系统的稳定性与可靠性。而腕臂预配计算是电气化施工计算中的一个难点。能否快速、准确计算及预配腕臂，直接影响电气化施工效率。目前，电气化铁路接触网腕臂计算主要运用通用性较强Excel表格计算，可方便快捷精确的计算相关安装形式的平、斜腕臂及定位管的长度，无需安装专用计算软件，为施工提供最快捷的技术支持。 2 定位点位置与定位点到线路中心m值的关系由腕臂计算模型图1-1，腕臂长度PW=l*+Cx+m+C，公式中PW指平腕臂总长度，单位mml指红线标高处的一个读数，单位mm指支柱斜率Cx侧面限界，单位mmm指定位点到线路中心线的距离，单位mmC指腕臂其他零部件的长度的总和，单位mmWDCPW承力索高出上底座CLTG300300150850200 85腕臂低头1400XL1800B500斜率差轨面H:6400DWHC mAm=a-cc=H/hLCx腕臂计算模型图1-1其中l、Cx、C四个量是通过现场测量和零部件长度可直接得到，m不能直接得到，m不仅与定位点位置有关，而且与拉出值a，外轨超高h有关，所以进行腕臂计算之前，我们先对定位点位置与m值的关系进行简单的讨论。当定位点在线路中心线和曲外之间时，由计算流程图1-1，可得a=m+c（a、m有符号问题，由教科书规定：m为正时，定位点在线路中心与外轨之间；m为负时，定位点在线路中心与内轨之间；a为正时，定位点在受电弓中心线与外轨之间；a为负时，定位点在受电弓中心线与内轨之间），由流程图1-1-（2）可得a0，m0，c0且lallcl，c=Hh/L，所以m=a-c，m0成立。H接触线高度h指外轨超高L指铁轨间距a指定位点到受电弓中心线距离m指定位点到线路中心线的距离当定位点在线路中心与受电弓中心线之间或者在受电弓中心与曲内之间，m=a-c都是成立的，笔者曾经证明过不再重复，所以定位点位置发生改变，m值依然成立，即m=a-c在任何情况下都成立。因此我们可以用m=a-c，进行下一步的腕臂计算。受电弓中心线线路中心线hcam支柱简化线路中心线受电弓中心线支柱mca（1）（2）计算流程图1-13 腕臂计算由计算模型图1-1可得WDC= l*+Cx+m，在此基础上扣除各个杆件的尺寸就可以相应的得到平腕臂长度PW，承力索位置长度CL，套管双耳位置长度TG。斜腕臂XL，定位环DWH的计算分别由勾股定理和相似三角形可得，具体的计算由下一节计算实例逐步展开。WDC指上腕臂底座到承力索座中心的距离由此看来腕臂计算WDC= l*+Cx+m，是一个关键。要计算出WDC必须先明确m值。而m值跟支柱在曲线内侧，曲线外侧，直线上有关，支柱在不同位置，m有正有负，下面我们一一讨论。（1）当支柱曲线外侧时，由图2-1得m0，WDC= l*+Cx-m受电弓中心线cma支柱线路中心线线路中心线受电弓中心线支柱mca图2-1 图2-2（2）当支柱在曲线内时，由图2-2得，m0，WDC= l*+Cx+m（3）当支柱在上述两种情况任意一种情况时，支柱位置不变，定位点发生改变，上述两种情况依然成立。笔者一一证明过，在此就不再展开。综合上述3种情况，结合m=a-c，就可以得到下表2-1表2-1支柱所在位置ac（超高h）备注曲线外侧-+a自身带符号曲线内侧+-a自身带符号注：a自身带的符号由设计图纸可以得到，曲外记正，曲内记负。这样计算腕臂时，就消除了m，间接转化到拉出值a，和外轨超高h的问题上，从而使计算腕臂变的简单。支柱Cx线路中心线m=a定位点（4）当支柱在直线上时：分别讨论支柱、定位点在线路中心同一侧，如图2-3；和支柱、定位点在线路中心异，如图2-4两种情况。Cx线路中心线m=a支柱定位点图2-3 图2-4同一侧时，a0，m=a 所以WDC= l*+Cx-a；异侧时，a0，m=a 所以WDC= l*+Cx+a。因此支柱在直线上时，统一用WDC= l*+Cx+a+c计算腕臂时，记录拉出值a要根据支柱相对位置情况，带上相应的符号。如下表2-2表3-1支柱ac(超高h)同侧-0异侧+0综合上述（1）（2）（3）（4）四种情况，无论支柱在曲外，曲内或直线都可以用WDC= l*+Cx+a+c来计算腕臂相关的数据，只需要结合支柱实际位置处理好拉出值a和超高h符号的问题，腕臂计算就由理论到实践，由复杂到简单。4 腕臂计算实例假设此段为环到线某段线路设计图，根据图纸和实测情况得到拉出值a、限界Cx、超高h、支柱倾斜值l，如下表格4-1所示：支柱号ah支柱位置决定符号（同侧）图纸设计决定符号（异侧）所得符号及值支柱在曲外支柱在曲内1-/-300/2/+300/3-/-300/4-+-400250/5-+-400150/6/+300/7-/-300/8+250/-1059+400/-17910-/-300/11/+300/12-/-300/表4-1拉出值和超高用经纬仪对准杆顶內缘垂直扫视到红线标高出的5米尺，5米尺的零刻度和位置放法如图3-3所示，对1到12号支柱依次进行斜率值l的测量，所得数据如表4-2所示：表4-2斜率值支柱号123456789101112斜率值l150160170205198170165173145100131121支柱斜率=H/HH红线标高到杆顶的高度；H承力索高度；对于H78/9.2+3.0混凝土支柱，环到线接触线高度6400mm，结构高度为1400时H=8500 H=7800所以=H/H=7800/8500=0.918图4-1测量支柱实际限界Cx，得限界表4-3表4-3 限界Cx支柱123456789101112Cx310030803102310031703200310030893100310031023110腕臂计算WDC=l*+Cx+m+C=l*+ Cx+(a+c)+C在EXCLE表格中输入上述Cx、a、h、l等参数，可计算出环到线1到12支柱的腕臂假设 上底座S=200 棒瓶长B=850棒瓶与平腕臂重合部分长CH=85承力索座宽CK=50套管双耳宽度TG=40平腕臂PW= l*+Cx+（a+c）-S-B+CH+300套管双耳TG= l*+Cx+（a+c）-S-B+CH+300-6001号支柱：限界Cx=3100，拉出值a=-300，斜率值l=150，超高h=0，=H/H=7800/8500=0.918上腕臂底座到承力索的距离WDC= l*+Cx+（a+c）=150*0.918+3100+(-300+0)=2937.7承力锁座CL= l*+Cx+（a+c）-S-B+CH=WDC-S-B+CH=2937.7-200-850+85=1973套管双耳TG= l*+Cx+（a+c）-S-B+CH-300=CL-300=1673平腕臂PW= l*+Cx+（a+c）-S-B+CH+300= CL+300=2273斜腕臂计算XL=-850+85=-850+85=2265定位环DWH=(XL+765)*C/B-850+85 =（6400+500-5900）*(I2+765)/1700-850+85 =1017各个支柱的各项参数输入EXCLE中，我们可以准确快速的得到计算结果，从而大大减少了计算量，下面的图就是通过EXCLE计算得到的结果。通过上述计算结果，由腕臂计算数据可以进行下一步腕臂预配，再进行腕臂安装，整个过程就结束了。5 结束语腕臂计算对于接触网专家来说，不是难题。甚至一些刚毕业的大学生，临时教他按照顺序把