接触网课程设计

第一章设计任务书

第一节原始资料设计

1、广安车站平面图(初步设计)一张；

2、悬挂类型：正线采用全补偿弹性链型悬挂：THJ-95+CHTA-120车站站线采用半补偿弹性链型悬挂：TJ-95+TCG-110全线采用BT 供电方式，回流线与接触网同杆架设；回流线采用TJ －70铜绞线。

3、气象条件、污秽区

（1）、气象条件：第Ⅲ气象区

最高气温：＋40℃；最低气温：－10℃；最大风速：

25米／秒；最大风速时温度＋15℃；覆冰厚度：5mm ；吊弦、定位器正常位置时气温：＋15℃。

（2）、污秽区划分：重污秽区 4、设计速度：120km/h

5、地质条件：31.6t/m ＝γ,?=φ30,a 150KP R ］＝［,K598+220至K599+100间为填方，其余为挖方；

6、其它参数请参考6.1节内容。

第二节设计内容

1、复制车站平面图；

2、决定车站最大跨距；

3、作一个锚段长度的机械计算，并绘制安装曲线图；

4、绘出所给站线锚段长度张力增量曲线；

5、平面设计

(1)、完成所给站场和区间（一个锚段）的接触网平面

图；

(2)、绘出咽喉区部位放大图；

(3)、写出设计主要原则，重大技术问题的处理方法及

方案比选；

(4)、绘出该站的供电分段图；

6、验算一处缓和曲线上所设计跨距的接触线的最大

偏移值；

7、验算一组软横跨的支柱容量；

8、预制一组软横跨；

9、本组技术专题讨论。

第三节设计要求

1.相互讨论交流的基础上独立完成全过程，不分工合作；

2.设计报告包括：

设计说明书（原始资料、计算过程、特殊说明）；

咽喉区放大图；

站场平面设计图；

张力差曲线；

安装曲线。

3．条理清楚、字迹工整、图表规范。

第二章接触网设计计算

第一节计算负载

计算负载指悬挂线索的单位负载，它包括自重负载，覆冰负载，风负载，合成负载等，这些计算负载是确定跨距大小，锚段长度，计算安装曲线，支柱选型，软横跨预知的基础。

计算如下：

A 正线：THJ-95+CTHA-120

垂直负载 1.自重负载：

2.单位覆冰重

kN m

kN m kN m kN g g g q g g g d

d j

/10

924.1/105.0/10061.1/10813.02

----?=++=?=?=?=

kN m kN g B A b b m

kN g d b b g

g bc

b b

c bc

/10561.310088.110473.2/10088.11010900)2

9.129.1255.0(514.35.010)22(2/10473.21010900)5.125(514.310)(333bj

399bj 399g g

---------?=?+?=+=

?=???++????=??++=

?=???+??=??+=接触悬挂冰负载

接触线单位冰负载

承力索单位冰负载

γπγπ 水平负载 1. 最大风负载

kN d k m

kN d k j jv

c CV

P /10268.5109.122525.185.0615.010615.0/10104.5105.122525.185.0615.010615.036262max 36262

max ------?=?????=??=?=?????=??=αα接触线最大风负载

承力索最大风负载

2.覆冰风负载

kN b A kV m kN b d kV b jb

c b cb

p /10310.710)59.12(2525.185.0615.010)(615.0/10189.910)525.12(2525.185.0615.010)2(615.036263626------?=?+????=+?=?=??+????=+?=αα接触线覆冰风负载

承力索覆冰风负载

合成负载

合成负载是垂直负载和水平负载的矢量和，在计算悬挂线索的合成负载时，为了简化计算，假定接触线所受风负载通过定位器传给支柱，对承力索不产生影响，因此，计算线索的合成负载时不考虑接触线的风负载。

1. 最大风时合成负载

kN p

q cv

/10076.5132

-?=+

2.覆冰时合成负载

kN p

g q q

b b

/10583.24)(32

-?=+

B 站线TJ-95+TCG-100

垂直负载

1.自重负载

2.单位覆冰重

kN m kN g B A b

b m

kN g d b b g

g bc

b b

c bc

/10519.310046.110473.2/10046.11010900)28.128.1155.0(514.35.010)22(2/10473.21010900)5.125(514.310)(333bj

9bj 399g g

---------?=?+?=+=

?=???++????=??++=?=???+??=??+=接触悬挂冰负载

接触线单位冰负载

承力索单位冰负载

γπγπ

水平负载

1.最大风负载

kN d k m

kN d k j jv

c CV

P /10268.5109.122525.185.0615.010615.0/10104.5105.122525.185.0615.010615.036262max 36262

max ------?=?????=??=?=?????=??=αα接触线最大风负载

承力索最大风负载

kN m

kN m kN m kN g g g q g g g d

d j

/10

784.1/105.0/1089.0/10844.02

----?=++=?=?=?=

2.覆冰风负载

kN b A kV m kN b d kV b jb

c b cb

p /10310.710)59.12(2525.185.0615.010)(615.0/10189.910)525.12(2525.185.0615.010)2(615.036263626------?=?+????=+?=?=??+????=+?=αα接触线覆冰风负载

承力索覆冰风负载

合成负载

1.最大风时合成负载

kN p

q cv

/10896.1832

-?=+=

2.覆冰时合成负载

kN p

g q q

b b

/10252.23)(32

-?=+

式中符号意义如下：b ——覆冰厚度（mm ）；d c

—

—承力索直径（mm ）;d j

——接触线直径；

γb

——线索覆冰密度（3

/m kg ）;g ——重力

加速度（2

/s m ）；

m ax

V ——最大计算风速(m/s); b

V ——覆冰时的计算风速（m/s ）；α——

风速不均匀系数（参见表3-3）；k ——风载体型系数（参见表3-4）

第一节拉出值和跨距的确定

05版《铁路电力牵引设计规范》规定：在最大设计风速条件下，接触线距受电弓中心的最大水平偏斜值，当受电弓的工作宽度为1250mm 时，不宜大于450mm ；接触

网最大允许跨距值，不宜大于65m;直线区段，支柱处的拉出值宜采用200~300mm ；

在曲线区段，接触线的拉出值可参考以下规定取值：

正线接触线的张力不宜小于：10kN(v ≤120km/h); 13kN(120km/h

直线区段一般取±300mm ；曲线区段取值如上表所示。

2.跨距的确定

A 正线：THJ-95+CTHA-120

kN d k j jv

/10268.5109.122525.185.0615.010615.036262

max ---?=?????=??=α当量系数m=0.9；挠度j

=20mm;偏移值

m ax j b =450mm;j T =10kN

直线区段：

()m a b

b mP T j j j j j

j L 772.922

max

max max =??

????

--+-=γγ；所以选跨距L=65m . 曲线区段：

()a b

T mP T j j j j j L

+-+

=γmax

max

曲线半径

拉出值

计算跨距选用跨距

曲线半径 180≤R ≤1200m

1200≤R ≤1800m

R ≥1800m

区间拉出值

400mm 250mm 150mm

200 400

11.523 15 250 400 12.883 15 300 400 14.114 15 400 400

16.296 20 700 400 43.29 45 1000 400 49.72 50 ∞ ±300 92.772 65

B 站线TJ-95+TCG-100

kN d k j jv

/10268.5109.122525.185.0615.010615.036262

max ---?=?????=??=α当量系数

m=0.9；挠度j γ=20mm;偏移值

m ax j b =450mm;j T =10kN

直线区段：

()22max max max 291.825j j j j j j T b b

a m mP L γγ?

?=-+--=???

；所以选跨距L=65m. 曲线区段：

()a b

T mP T j j j j j L +-+

=γmax

max 22

曲线半径

拉出值计算跨距选用跨距

200 400

11.523 15 250 400 12.883 15 300 400 14.114 15 400 400

16.296 20 700 400 43.29 45 1000 400 49.72 50 ∞

±300

92.772 65

第三章安装曲线和张力差曲线绘制

第一节安装曲线

1.当量跨距 D l =50m

2.确定起始条件

0max 0.750.751511.25c c T T kN ==?=

()()2

25028.50.43650l e l ?--?=

22100

0.436101 1.784101 2.47510/11.25j

c T W q kN m T ?--?????=+=??+=? ? ?????

max max 150.4361019.36c j Z T T kN

?=+=+?=

222max min 0

024() 1.78410/j

b lj

c D

T Z t t q q W kN m T l ?α--=-++=?=0q ∴任取b t 或min t 作为起始状态，选min t 为起始状态 3.计算并绘制承力索张力温度曲线起始条件：01min 10t t C ==-

22100

0.436101 1.784101 2.47510/11.25j

c T W q kN m

T ?--?????=+

=??+=? ? ?????

1Z =max max 150.4361019.36c j Z T T kN ?=+=+?=

01j

x cx T

W q T ???=+ ??

x x x 4.36c j c Z T T T ?=+=+

1max 15c c T T kN ==

状

态

方程为：

2222

11122

12424c x cx x x T W l T W l t t Z ES Z ES αααα??=-++- ??

? 张力温度曲线

23456789101112131415

T cx

4.计算并绘制承力索的弛度-温度曲线

22232

2.47510

3.0941088(

4.36) 4.36

x cx x cx cx W l l l F Z T T --??===

()

x t C

()

cx T kN

l=40

l=45

l=50

l=60

cx F

-10 15 0.256 0.324 0.4 0.675 -5 11.46 0.313 0.396 0.489 0.826 0 9.344 0.36 0.457 0.564 0.954 5 7.898 0.404 0.511 0.631 1.066 10 6.83 0.442 0.56 0.691 1.168 20

5.331

0.511

0.647

0.798

1.349

30 4.307 0.571 0.732 0.892 1.508 40

3.552

0.626

0.792

0.978

1.652

00.20.40.60.811.21.41.61.82F

l 65m

l 50m l

45m

l 40m

5.计算并绘制接触线的弛度-温度曲线

()252

0000.4368.642108x cx c cx cx c q l f F F F F l T ??-??=-=-=-? ??

? 22232

2.47510

3.0941088(

4.36) 4.36

x cx x cx cx W l l l F Z T T --??===

++ 32

521.349100.4368.642108.642104.36

x cx cx l f F l l T ---?=-?=-?+

0()x

t C ()

T kN

l=40

l=45

l=50

l=60

x f

h ? x f

h ?

-10

15 -0.027 -0.035 -0.034 -0.044

-0.042 -0.054 -0.06 -0.078

-5 11.-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0

46 018 024 023 030 029 037 041 054

0 9.3

44 0.01

0.02

0.03

0.03 0.03

0.04

0.05

5 7.8

98 0.03

0.04

0.06

0.05

0.07

0.08

0.11

1 0 6.8

0.05

0.07

0.06

0.08

0.11 0.12

0.15

2 0 5.3

0.08

0.10

0.13

0.17

0.19 0.24

3 0 4.3

0.11

0.14

0.14 0.18

0.17

0.22

0.24

0.32

4 0 3.5

0.13

0.17

0.17 0.22 0.21 0.27

0.30

0.39

“驰度--温度”曲线

3540

0.1

0.060.0190.0210.0610.10.140.180.220.26f

l 65m

l 50m l 45m l

40m

6.定位点处接触线高度变化值-温度曲线

()()42

010.564 1.11810cx c cx h F F F l ?-?=--=-?22232

2.47510

3.0941088(

4.36) 4.36

x cx x cx cx W l l l F Z T T --??===

++ 32

421.74510 1.118104.36

cx l h l T --??=-?+

0.1

0.0500.050.10.150.20.250.30.35h

?l 65m

l 50m l 45m l

40m

7.计算并绘制无载承力索的弛度-温度曲线

00000881;c

j c j

c W l q l F Z T T W q Z T T T ??==

=+=+ ??

承力索的驰度计算，将接触线无驰度（0t ）时的状态作为起始状态，

即101010,,c c c t t q q T T ===;将无载承力索（指没有悬挂接触线的承力索）在（0t ）的状态作为待求状态，即00

,,x x c cx cw t t q q T T ===代入状态方程可得2222

00022

0()2424D c c D cwx

x c cwx q l T g l T t t T Es T Es

αααα=--+-，由此式先求出无载承力索在0t 时的张力0cw T ，即：

32002222

002

;2424

cw cw D c D c c T mT n q l Es g l Es m T n T ++==-=-

2222236

0022

0(1.78410)501241093.271012.01312.012242412.013D c c q l Es m T T --??????=-=-=-? 2222236

(0.84410)501241093.27100.0862424c D g l Es n --??????=-=-=-

32000cw cw T mT n ++= →32

0012.0120.0860cw cw T T --=

→012.013cw T =N

求出无载承力索在0t 时的张力0cw T 后，将0t ，c g ，0cw T 作为起始状态，讲任意温度条件下的无载承力索的状态作为待求状态，代入状态方程可得

无

载

承

力

索

的

张

力

温

度

曲

线

方

程

2222

00222

436.48

()9.0862424196.613c D cw c D cwx cwx x cw cwx cwx g l T g l T T t t T Es T Es T αααα=--+-=-+- 无载承力索的张力温度曲线

23456789101112131415cwx

T t

从无载承力索张力温度曲线中选取一组x t （取整数）对应的cw T ，代

入式2

8c i cwx

cwx

g l F T =

进行计算，得出x cwx t F 对应表，由此画出无载承力索“驰度-温度”曲线。

0()x t C

-10 0 10 20 30 40 ()cx T kN 11.79

6.918

4.779

3.873

3.341

2.983

l(m) ()cw F kN

40 0.104 0.244 0.353 0.436 0.505 0.566 45 0.163 0.309 0.447 0.552 0.639 0.717 50 0.197 0.381 0.552 0.681 0.789 0.885 65

0.235

0.644

0.933

1.151

1.334

1.495

1050510152025303540

0.160.320.480.640.80.961.121.281.44

1.6cw

F l

65m

l 50m l 45m l

40m

8.接触线补偿安装曲线

下锚安装曲线的计算式为：

()()min min min max x x x x a a nL nL t t b b nL nL t t θαθα=++-=++-

式中：min

a ——坠砣杆耳环中心至补偿定滑轮中心

的间距（200mm ）；min

b ——坠砣底部到基

础面之间的垂直距离（200mm ）；θ——新线延伸率(c

θ=0.0003，j

θ=0.0006)；L —

—中心锚结到补偿装置之间的距离；α——线胀系数；n ——补偿滑轮传动比；max

——最高计算温度；min

t ——最低计算温度；x

t ——安装时大气温度

由x a x b 的计算式，取不同的x t 值，不同的L （半锚段长度）值，可算出

一组组不同的数据，将他们绘制在t-b,t-a 坐标中，便得到补偿器安装曲线。

安装曲线在南方一般有下端距地面的安装高度x b 控制

min b =200mm; c θ=0.0003，j θ=0.0006; α=61710-?01C ;n=2;

max t =+400C ;min t =-100C

承力索：

14824101622283440

00.250.50.7511.251.51.752

2.25

2.5

x b L

800m L

700m L 600m L 500m L 400m L

300m

接触线：

2014824101622283440

0.5

0.7511.251.51.75

22.252.52.753jx

b L 800m

L 700m L 600m L

500m

L 400m L

300m

第二节张力增量曲线

1. 0max 0.750.751511.25c c T T kN ==?=

20.84410/c

kN m g

-=?

2000

8c c g l F T =

3x C h F =- h=1.7m

曲线半径

400 600 700 1000 ∞ 跨距长度 35 40 45 50 65 承力索弛度 0.115 0.15 0.19 0.234 0.396 平均吊弦长 1.623

1.6

1.573

1.544

1.436

2计算t ?

001max 02min 15401525101525d d d t C

t t t C t t t C

=?=-=-=?=-=--=-

025t C ?=

3计算jd T ?

()()

2i jd x

L L l g t T C εα+-??=

L （m ） 400 600 694.67

700

1000 ∞ 100 -1.492 -1.57 -1.645 -1.743 -2.061 200 -5.195 -5.382 -5.588 -5.81 -6.621 300 -11.109 -11.437 -11.804 -12.2 -13.68 400 -19.233 -19.734 -20.301 -20.915 -23.237 500 -29.568 -30.274 -31.079 -31.953 -35.293 600 -42.114 -43.056 -44.137 -45.315 -49.847 700 -56.871 -58.081 -59.477 -61.001 -66.9 800

-73.838

-75.348

-77.098

-79.01

-86.452

T ?——吊弦偏移产生的张力增量；L ——中心锚

结到补偿器的距离；i

g ——接触线单位自

重；l ——跨距；ε——变换系数；α——