软横跨预置计算

4 4 软横跨预置计算 1 在计算中 一般应具有以下原始数据 为侧面限界 在正线轨面水平面内 左右侧支柱内缘分别至临 1x C 2x C 近线路中心的距离 m L 为横向跨距 直两支柱悬挂点 支柱顶端内缘向下 100mm 处 下同 间的水平距离 m 为不等高悬挂或不对称悬挂 由横向承力索最低点分别至两悬挂 1 l 2 l 点的水平距离 m 为支柱结构的斜率和调整倾斜度之和 即安装后的支柱内缘相 1 2 对于铅垂线的总斜率 mm m 为偏移距离 即支柱结构斜率和调整倾斜率值所形成的偏移距 1 d 2 d 离之和 简称偏距 其值为 其中 11 Hd 22 Hd 11 S Hd 22 S Hd 为在上部定位索处的偏移距离 应该注意 考虑到支柱受力后产生的 1 d 2 d 扰度和因基础返回而内倾 经验取值比一般计算值偏小 考虑到支柱受力后内倾 及扰度影响 取 mm500 mm600 21 dd 4 17 1111111 hSHHd h 4 18 2222222 hSHHd h 为基础面至正线轨面的高差 即支柱地面 钢筋混凝土支柱由地 1 S 2 S 线孔至轨面 至轨面的垂直距离 当支柱底面高出轨面时 S 为正值 反之为 负值 为横向承力索的驰度 即由横向承力索最低点分别至两悬挂点铅 1 f 2 f 垂方向的距离 当为等高悬挂时 min21 fff 4 19 100 min1111 CSHHf s 4 20 100 min2222 CSHHf s 其中 为HHH 21上 下 HHHHHH hxsss 21sss HHH 21 上不固定绳至正线轨面的高度 接触线高度 大站一般取 小站 x Hmm6450 取 接触线距下部固定绳距离 一般取 为上 下mm6000 h Hmm300 上 下 H 部固定绳距离 一般取 对 可根据现场实际情况取mm950 x H h H 上 下 H 值 为相邻悬挂点间的水平距离 1 a 2 a n a 4 21 111 HCXa 4 22 221 HCXan 2 确定负载 软横跨结构复杂 形式多样 为了便于设计 施工 计算和备料以及改造 和检修 将常用的各种不同形式的软横跨装配结构组合在一起 形成各种各样 的结构形式 按其结构形式的不同将它们分成若干个软横跨节点类型 软横跨 的负载计算就是根据软横跨的节点类型求算悬挂负载 在现场勘测时要根据线 路的实际情况 绘制软横跨就可以确定悬挂负载了 悬挂负载包括节点负载 纵向悬挂自重负载 绝缘子及分段绝缘子的n 0 ql 重力负载以及横向承力索与上 下部固定绳的自重负载 在负载计算时 由于 横向承力索的弛度很大 所以假设垂直负载全部由它承担 并且各个悬挂的负 载全部集中在悬挂点 每个悬挂点负载应包括下述四个部分 悬挂点零件重量负载 节点负载 4 23 50 2 i i a J 接触悬挂一个跨距的自重负载 悬挂自重负载 i G 4 24 lnqGi 0 式中 悬挂点的接触悬挂数量 n 接触悬挂每单位长度的自重负载 0 q 悬挂的纵向跨距 为该软横跨相邻两纵向跨距 一般l 2 21 ll l 1 l 2 l 取 m 65 max l 横向承力索及上 下部固定绳的自重负载 横向承力索及上下部固定绳的自重负载也应该换算到悬挂点上 其方法是 将单位长度自重负载乘以平均线间距 即取悬挂点两侧线间距的平均值 4 25 72 0 411 0 2615 0 2 1 1 ii ii i aa aa p 中心锚结和下锚支自重负载 i M 对于有中心锚结和下锚支的悬挂 则根据实际应有的悬挂自重负载 经计 算后加于相应的悬挂点上 对已经归算中心锚结和下锚支自重负载的节点负载 在计算悬挂负载时 不再另行计算中心锚结自重负载 上述各负载之和为该悬挂点的悬挂负载 即 4 27 iiii MGJQ 式中 节点的悬挂负载 N i Q 接触悬挂一个跨距的自重负载 悬挂自重负载 N i G 节点负载 N 包括分段绝缘子串增加的负载 i J i J 横向承力索及上 下部固定绳自重负载 N i P 中心锚结和下锚支自重负载 对中心锚结和下锚支自重负载已经归 i M 算到节点负载中去时 0 i J i M 3 确定最短吊弦的位置 确定最短吊弦位置也就是确定横向承力索最低点 确定横向承力索最低点 位置的方法一般有两种 一种是根据横向承力索悬挂点 A 或 B 的反力 或 A F B F 依次减去向另一侧各悬挂点的悬挂负载 如果坚强至某一悬挂点的悬挂负载时 其差值由正变负 则说明该悬挂负载所在的悬挂点即为横向承力索悬挂的最低 点 如果减至某一悬挂点的悬挂负载时 其差值恰好为零 则说明此软横跨出 现两个悬挂最低点 0 121 KA QQQF 4 28 0 121 KKA QQQQF 横向承力索悬挂最低点便出现在悬挂负载所在的悬挂点 K Q 4 29 0 121 KKA QQQQF 此时和都是最短吊弦所在的位置 利用对 A B 两悬挂点中某一悬挂点 K Q 1 K Q 算转动力矩求得 A F B F 由 得 从而得 0 A M n K KKB xQllF 1 21 0 4 30 21 1 ll xQ F n K KK B 4 31 n K BKA FQF 1 式中 第 K 股道距悬挂点 A 的水平距离 m K x 软横跨横向承力索两悬挂点 A B 之间的水平距离 m 21 ll 则悬挂最低点便出现在悬挂负载所在的悬挂点 2 Q 另一种方法是根据求横向承力索分界力 Y 来确定横向承力索悬挂点最低点 位置 假设最低点 为计算方便 必须先拟定计算软横跨最低点 一般奇数股道选中间股道 并以该拟定最低点为分界 将软横跨跨越的股道分为两部分 由第一种方法得出一股道是悬挂最低点 此处把最低点所在股道另一股道 设为第 k 股道 由此可以求出横向承力索最低点分别至两悬挂点的距离即弛度 及的值为 1 f 2 f 4 32 100 min111 CSHHf s 4 33 100 min222 CSHHf s 式中 支柱露出基础面的高度 mm H 上部固定绳正线轨面高度 大站取 7 700mm 小站取 7 250mm s H 基础面至正线轨面的铅垂距离 离于轨面时取正 低于轨面时 1 S 2 S 取负 最短吊弦长度 一般四股道以下 含 4 股道 取 400mm 5 6 股道取 min C 600mm 7 8 股道取 800mm 计算子力矩 所谓子力矩 它是从拟定的最低点分开 将两侧股道悬挂负载分别对相应 侧的悬挂点取力矩值 分别用及表示 A M B M 其值分别为 4 34 KK k i iiA xQxQM 1 1 4 35 KK n Ki iiB xQxQM 1 1 式中 第 股道距悬挂点的水平距离 m 1 x i A 第股道距悬挂点的水平距离 m K x K A 第 股道距悬挂点的水平距离 m 1 i x i B 第股道距悬挂点的水平距离 m K x K B 其中 121 KAK QQQFQ KKK QQQ 4 求横向承力索水平力及分界力TY 从求得的子力矩及分别对悬挂点连同其他各力分别对悬挂点 A 及 A M B M 悬挂点 B 求力矩 即 0 A M 0 B M 则 4 36 0 11 A MlYfT 0 22 lYfTMB 4 37 经过对式 3 13 及式 3 14 进行整理可求得水平分力 其值为T 1221 21 lflf lMlM T AB 4 38 同时求得最低悬挂点的分界力 其值为 Y 1221 21 lflf fMfM Y AB 4 39 称之为分界力 可以用值来判别原先假拟的最低点的位置是否正确 YY 若原先假拟的最低点的位置是正确的 那么的值应该大于 0 且小于 即 Y k Q 4 40 k QY 0 若计算出的值为负值 即 则说明应把最低点向左移 若值大于Y0 YY 则说明应该的 把最低点向右移 对于这两种结果都需要再重新确定了最 k Q 低点以后 再重新计算 以此类推 直到找到最低点的合理位置 另外 还有两种特殊情况 若计算出的值为 0 即 则说明该组软Y0 Y 横跨具有两个最低点 除了所选取的最低点外 另一个最低点在所选最低点的 左侧 若计算出的等于时 则说明软横跨也有两个最低点 即除所选取的Y k Q 最低点以外 另一个最低点在所选最低点的右侧 5 求横向承力索的分段长度 总长度及各悬挂点吊弦长 如上 在求横向承力索分段长度之前 若在确定最短吊弦位置时利用的上 述第一种方法 那么需再求出力矩 进而求出分界力和水平力 A M B MYT 欲求横向承力索的分段长度 若以为已知条件 必须在求出各 i aaa 21 相邻悬挂结点高差之后 才能求出分段长度 i mmm 21 i bbb 21 利用静力学平衡方程原理 先求出各个结点 股道悬挂点 的铅垂力 nYYY RRR 21 且知道水平力 T 那么根据结构三角 tan 111 am tan iii am 形和力三角形相似的原理 可以求得横向承力索的分段长度 即 621 mmm 有 最低点左侧 4 41 T YQQ am ki ii 1 最低点右侧 T YQQ am ki ii 1 4 42 因而有横向承力索分段长度及总长度分别为 4 43 22 iii mab 4 44 1 1 n i i bB 各悬挂点吊弦长度为 设定为最短吊弦 即 k C 4 45 min CCk 横向承力索悬挂最低点左侧吊弦长度为 4 46 11 iii mCC 横向承力索悬挂最低点右侧吊弦长度为 4 47 iii mCC 1 求上 下部固定绳长度 求上 下部固定绳长度 要考虑该组软横跨是固定在钢柱上还是混泥土柱 上 在钢柱上时应另加在上 下部固定绳固定处的支柱宽度 4 48 22232111sxnxss HCaaaCHL 4 49 22232111xxnxxx HCaaaCHL 式中 分别为左 右侧支柱自然斜度及安装斜度的斜率 1 2 mm m 分别为做 右侧上部固定绳的安装高度 1s H 2s Hm 分别为做 右侧下部固定绳的安装高度 1x H 2x Hm 分别为线间距离 n aaa 21 m 为了检查计算结果是否正确 可以用下式进行校验 以检查 侧及侧悬 1 l 2 l 挂点高差之和是否分别等于最大弛度及 即 1 f 2 f 4 50 k mmmf 211 4 51 112 knn mmmf 4 3 1 链形悬挂接触线的受风偏移和跨距长度 任何架空导线在风的作用下都要偏离其起始位置 在情况严重时可能会破 坏线路的工作条件 如在电力传输线路上 导线的偏移以及由此产生的振动 合导致不同相的导线之间的混线 从而造成短路 并常因此而烧伤导线 在电 气化铁路接触悬挂上 导线偏离起始位置会导致钻弓事故 刮坏受电弓或拉断 导线 这种运行故障会中断或影响行车 这是接触网最严重的事故之一 因此 应经常对接触悬挂导线的偏移给予极大的注意 可惜的是 精确计算偏移值会 碰到很多困难 目前采用的是近似法 所谓困难 一方面是评定风对导线的作 用比较复杂 另一方面是在风的作用下导线的运动状态比较复杂 我国电力机车受电弓的最大工作宽度为 1250 而取许可风偏移位为mm 500 不足受电弓工作宽度的一半 这是考虑了线路的不正常情况 接触线mm 拉出值的误差 机车的摆动和受电弓架的游动等因素而留的安全储备 以保证 接触线不致滑出弓外而发生刮弓事故 根据受电弓滑板的最大工作宽度 铁路工程技术规范规定 在最大计算风 速条件下 接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过 500 在曲线区mm 段不应超过 450 在接触网设计中 仍按此规定处理 mm 风偏移的当量理论计算法 1 直线区段上等之字布置 4 1 j j j j j j lmp Ta T lmp b 2 2 2 max 2 8 0 2 2 max 2abb p T l jjxjjx j j j 4 11 式中 当量系数 m 接触线单位长度风负载 j p 接触线张力 j T 接触线之字值 a 支柱挠度 可以忽略 j 2 曲线区段上 j j j j a RT p l b 1 8 2 max 4 12 ab R T p T l jjx j j j 2 2 max 4 13 R 所在曲线区段的半径 其余参数同式 4 10 上 最后还应指出两点 其一 按照最大风偏移值决定跨距 在某些风压较小 的地区或线路区段 其计算跨距可能大于 70 但当跨距值过大时 特别是在m 接触线许用张力偏小的情况下 沿跨距内的弹性将出现较大的差异 故造成跨 距中的磨耗加剧 使之维修工作量增加 并缩短了接触线的使用寿命 效果是 不好的 因而目前我国最大跨距用 65 其二 在风压相同的地区或线路区段 m 当遇有最大曲线半径的时候 由于 R 较大 其结果计算出的跨距值大于直线区 段上的跨距值 在这种情况时最大跨距亦不应超过直线区段上的值 一般就取 直线区段上的最大值 4 3 3 全补偿链形悬挂锚段长度的计算 在区间或站场上 为满足供电方面和机械方面的要求 将接触网分成若干 一定长度且相互独立的分段 这种独立的分段称为锚段 划分锚段的目的主要 是 加补偿器 缩小机械事故范围 使吊弦的偏移不致超过许可值以及改善接 触线的受力情况等 划分锚段的主要依据是在气象条件发生变化时 使接触线 内所产生的张力增量不超过规定值 锚段长度的决定和跨距长度一样 也必须 进行相应的计算 锚段长度主要是由接触线和承力索从中心锚结到补偿器之间 的张力差决定的 张力增量是指当温度变化且在补偿器工作的条件下 吊弦和定位器都发生 偏转和移动 使接触线在吊弦和定位器固定点处的张力产生差别 目前在设计 中 规定在计算极限温度下 中心锚结和补偿器间的张力差不许超过 15 T 代表接触线在补偿器处的张力 j T j T 1 吊弦造成的张力增量 jn T 在直线区段上 接触线由于温度变化而伸长 或缩短 因吊弦偏移而造 成接触线内的张力变化 由下式进行计算 4 14 c tglLL T j jd 2 式中 只考虑温度变化时 吊弦所引起的张力增量 jd T 接触线单位长度白重负载 j gkN m 由中心锚结至补偿器问的距离 Lm 线胀系数 吊弦长度 取平均值 为最短吊弦 其值为c 3 0 min F cc min c 0min Fhc 上式的应用条件是在直线区段上 只考虑吊弦所造成的张力变化和只考虑 温度引起的伸长 2 定位器形成的张力增量 jw T 定位器在温度变化时也因接触线产生伸长 或缩短 而沿接触线发生偏转 在直线区段上 由于定位器对接触线张力变化影响小 一般对于 1500长的锚m 段 其定位器产生的张力增量只有几十牛顿 可以忽略 因此 对于定位器 产生的张力增量 只考虑曲线上的情况 因而 由于定位器的偏移使接触线引 起的张力增量为 4 15 3