(完整版)公兴车站站场接触网设计毕业设计.doc

1、西南交通大学专科毕业设计公兴车站站场接触网设计系 别电气工程学院专业电气化铁道技术年 级题 目2010级(专科)函 2班姓公兴车站站场接触网设计名指导教师评语指导教师(签章)评 阅 人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日毕业设计任务书班 级 电气化铁道发题日期： 2012 年6月30日(专科)函 2班学生4月20日学完成日期：号2012年题目公兴车站站场接触网设计1、本论文的目的、意义：在我国铁路跨越式发展的时期，本设计虽然只是一个站场的接触网毕业设计，显然是微不足道的， 但正是无数个这样的设计，使我们这些电气化铁道行列中的技术工作者得到了不断的学习和锻炼，因此本设计对于电气化铁

2、道知识的学习者来说具有深远的现实意义。对施工单位、运营单位及初学者有一定的借鉴作用。学生应完成的任务：调研高速电气化铁路发展概况、趋势及课题研究背景，明确毕业设计的任务与完成的工作；通过当地气象条件，对接触网受力进行分析，最后确定支柱位置及类型、锚段划分、拉出值大小及方向、支柱侧面限界、支持装置结构及形式、基础及横卧板类型、主要设备的安装结构及位置、接触线高度、悬挂类型、接地方式、防护要求、附加导线架设，特殊设计及工程数量统计等。2、论文各部分内容及时间分配： （共8周）第一部分1( 周 )第二部分1( 周 )第三部分2( 周 )第四部分2( 周 )第五部分1( 周 )评阅及答辩1( 周 )备

3、注指导教师：年月日审批人：年月日目录摘要 .第 1 章 绪 论 .第 2 章 机械计算 .2.1 负载计算 .2.1.1自重负载 .32.1.2冰负载 .32.1.3风负载 .42.1.4合成负载 .42.2 最大跨距计算 .2.2.1直线区段 .52.2.2曲线区段 .62.3 半补偿链形悬挂安装曲线计算 .2.3.1当量跨距计算 .72.3.2值计算 .72.3.3TCO值的计算 .3210.4T CO400=0. .三次方程为 TCO 10.5T CO2.3.4临界负载 QLJ的计算 . .2.3.5计算并绘制有载承力索安装曲线 .TCMAX=15 KN T CV .2.4 关于张力差T

4、J=F(L) 曲线计算 .2.4.1直线区段.13CCminFoFo21.723h FohFo0.6623331.259( m)(2-31).132.4.2曲线区段.142.5 绘制T E、T E随 L 而变化的曲线 ( 附录四：图 4) .JJDX第 3 章 接触线的受风偏移较核第 4 章 支柱 腕臂 基础校核 .4.1 支柱容量校核 .4.1.1支柱及其腕臂的水平和垂直负载 .19=0.615 10-3 1.4 8.2 0.291 252 . .=1.284(KN) .4.1.2支柱容量校验 .214.2 腕臂强度校核 .4.2.1确定着力点 .22图 4-2 腕臂强度校核 . sin20

5、000.53 . .32002200024.2.2对各力进行分解 .22图 4-3 各力进行分解 1 .=3.873(KN) .=1.89(KN) .图 4-4各力进行分解 2 .=3.412 0.318 3.284 0.368 1.603 0.368 5.602.=3.751 (KN) .4.2.3求最大弯矩及最大轴力 .244.2.4强度校核 .254.3基础稳定性校核 .4.3.1计算换算水平力和换算水平高度 .264.3.2求极限载荷 .264.3.3基础计算 .26第 5 章接触网平面设计原则 .5.1站场接触网平面设计 .5.1.1站场平面设计的内容和次序 .285.1.2站场平面

6、设计的原则及注意事项 .295.2区间接触网平面设计 .5.3本设计主要技术原则 .结 论.我国电气化铁道发展较晚， 但一开始就采用了较先进的工频单相交流制供电方式，使用了我国自制的干线大功率韶山型电力机车。 我国自己设计修建的第一条电气化铁道干线宝鸡成都于 1976 年 7 月 1 日全线通车，第二条电气化铁道于 1977 年正式通车，第三条、第四条电气化铁道也于 1980 年通车，截止 2006 年底全国电气化铁路营业里程达到了 24000 公里，占全国营业里程比重的 45.6%。由于铁路建设严重滞后，长期超负荷运输，运输能力一直比较紧张。贯彻改革开放方针以来，国民经济.高速度发展，铁路客

7、货运量猛增，铁路运输能力不足的矛盾更加尖锐，主要干线、枢纽能力饱和，卡脖子的“限制口”不断增加，已不能适应国民经济持续、快速发展. .本设计是根据设计任务书所给出的原始资料和具体要求，以及公兴车站站场平面图而作。.致谢 .参 考 文 献 .附录一 .附录二 .附录三 .附录四 .摘要接触网是电气化铁道中主要供电装置之一， 本文在气象条件、 地质条件的基础上对接触网进行了分析， 对典型站场进行了设计。 第一章主要介绍电气化铁路的发展及趋势； 第二章就气象和地质条件结接触网进行了机械计算； 第三章对接触线的受风偏移进行了校核； 第四章对支柱、腕臂、 基础进行了校核； 第五章对接触网设计原则进行了论

8、述并设计出公兴站站场的接触网平面图。关键词：公兴接触网；气象；地质；第1章绪论经过不断地技术改进，实践证明，无论在运输能力、运输效率、机车的使用、检修、燃料的消耗以及劳动条件的改善等方面，蒸汽机车和内燃机车牵引都是比不上的。电力牵引是一种比较理想的牵引动力。我国电气化铁道发展较晚， 但一开始就采用了较先进的工频单相交流制供电方式， 使用了我国自制的干线大功率韶山型电力机车。我国自己设计修建的第一条电气化铁道干线宝鸡成都于1976 年7 月1 日全线通车，第二条电气化铁道于1977年正式通车，第三条、第四条电气化铁道也于 1980 年通车，截止 2006 年底全国电气化铁路营业里程达到了 240

9、00 公里，占全国营业里程比重的 45.6% 。由于铁路建设严重滞后，长期超负荷运输，运输能力一直比较紧张。贯彻改革开放方针以来，国民经济高速度发展，铁路客货运量猛增，铁路运输能力不足的矛盾更加尖锐，主要干线、枢纽能力饱和，卡脖子的“限制口”不断增加，已不能适应国民经济持续、快速发展的需要，铁路运输还是国民经济中的突出薄弱环节，制约着国民经济的发展。为此，党中央、国务院高度重视铁路的发展，党的十七次代表大会已把铁路建设作为重点， 并对铁路实行倾斜政策， 相继出台了一系列政策措施。铁道部党组坚决贯彻执行国务院领导关于加快铁路建设的指示，抓住机遇，迅速调整了 “十一五” 铁路建设计划， 作出了“十

10、一五”期间铁路建设规模为：建设新线19800 公里。“十一五” 2020年电气化铁覆盖50% 以上。一场铁路建设的大会战已在辽阔的国土上全面展开。可以预见， 随着国民经济的持续发展， 以及作为电气化铁道发展基础的电力工业和机械工业的不断发展，电力牵引作为铁路运输的最佳牵引方式，将会得到突飞猛进的发展。在我国铁路建设已进入加快发展的新时期下，本设计虽然只是一个站场的接触网毕业设计， 显然是微不足道的， 但正是无数个这样的设计，使我们这些电气化铁道行列中的技术工作者得到了不断的学习和锻炼，因此本设计对于电气化铁道知识的学习来说具有深远的现实意义。第2章机械计算2.1 负载计算在负载决定中，不论是垂

11、直负载还是水平负载，均认为是沿跨距均匀分布的，其计算方法如下：2.1.1 自重负载gj=8.910-3 kN m,gc=6.0310-3 kN m,gd=0.510-3 kN m,2.1.2 冰负载承力索的纯冰负载gcbo0.2510 9b gh ( d2b) 2d 2 b (bd) gh10 9（2-1）=3.149005(5+11) 9.81 10-9=2.2210-3 (kN m)对于接触线的纯冰负载，其接触线直径可取为=(11.8+12.8)2=12.3(mm)（ 2-2）则（ b 取原始资料值的一半，即b=2.5mm）=3.14 9002.5 (2.5+12.3) 9.18 10-9

12、=1.03 10-3(kN m)2.1.3 风负载在计算链形悬挂的合成负载时，是对承力索而言，其接触线上所承受的水平风负载， 被认为是传给了定位器而予以忽略不计，故只计算承力索的风负载。第一种情况为最大风速V max 时的风负载=0.615 2-6（ 2-3）0.851.25251110=4.492 10-3(kN m)第二种情况为覆冰时的风负载(含冰壳厚度 )d =d+2bPcb=0.615KV 2max 10 60.61511.25102 (11 2 5)10 6（2-4）=1.614 10-3(kN m)2.1.4 合成负载无冰、无风时的合成负载q0 g g j gc gd 8.9 10

13、 36.03 10 30.5 10 3=15.43 10-3(kN m)最大风速时的合成负载(2-5)2215.4310 34.49210 3=16.07 10-3 (kN m)覆冰时的合成负载(2-6)15.4310 31.0310 31.2210 3 21.61410 3 2=18.75 10-3 (kNm)2.2 最大跨距计算因采用铜接触线，故当量系数m 取 0.902.2.1 直线区段接触线的许可偏移值bjx 取 0.5mP =0.6152-6KdVd 10jmax（2-7）=0.615 0.85 1.25 12.3 25210-6=5.023 10-3(kN m)对于钢支柱， V j

14、=0.03m则lmT jbjxxjb jx222 ajm pj(2-8)102220.95.02310 30.50.030.50.030.03=85.8(m)对于钢筋混凝土支柱， V j =0.02m则lm2aT jbjxb jx22xjjm pj(2-9)2101030.50.020.50.02 20.0220.95.023=87（m）2.2.2 曲线区段均采用钢筋混凝土支柱，bjx=0.45mlmax22T jbjxjmpjTjR(2-10)当 R=3001200m 时，lmax22100.45 0.02 0.45.023103 100.9750= 61（m）当 R=12001800m 时

15、lmax22100.45 0.02 0.250.95.023103101500=69.7(m)当 R1800 时lmax 22100.45 0.02 0.150.95.023103101800= 67.8(m)此处考虑最大跨距取5 的整数倍，并考虑 +1、 2 原则，可确定：直线区段的最大跨距lmax=80m, 曲线区段的最大跨距lmax=60m但当跨距值过大时， 实践证明，沿跨距内的弹性产生较大的差异，故造成跨距中的磨耗加剧， 使之维修工作量增加及缩短了接触线的使用寿命，故是不行的，因而目前我国最大跨距采用 60m。2.3 半补偿链形悬挂安装曲线计算2.3.1 当量跨距计算(2-11)453

16、55038553260386536455508552608656=56.7(m)取整数得 lD=55（m）2.3.2值计算取 l=lD=55m,e=8.5m则(l2e)255 2 8.52（2-12）l25520.482.3.3 Tco值的计算起始情况： t1=tmin 1=Wtmin0q0jTco=10 ,W= qTZ1=T cmax+ T j待求情况tx =t0=( tmax tmin)2 5=(4010)2 5=10Wx=W 10 q0jTcoxcoT j=qTZ = T将上述式子代入半补偿链形悬挂状态方程，即Wx2l 2W12l 2Z xZ1txt124Z x224Z12ES经过变换和

17、整理，可以变成 T co的三次方程，即 T co3 A Tco2B T co C=0式中 A2ES tot1q2l 2 ESTcmax24 Tcmax2Tj1210 6196.272.2101015.4310 32196.272.21524150.4810 2(2-13)(2-14)15.3320.48102196.272.2105512150.4810 2= 10.4q02l 2 ES2Tj21C24TcmaxT j2(2-15)15.431032552196.272.20.4821021241150.4810 2三次方程为 T co3 10.5Tco210.4T co 400=0利用试凑法

18、，可确定T co 值为： T co=12.3 kN2.3.4 临界负载 qlj的计算Z max=Tcmax+T j=15+0.48 10=19.8(kN)（ 2-16）-3(1+0.48 1012.3)=21.45-3（2-17）=15.43 1010 (kN m)将已知数据代入Tj24 Z max2tbtminqljq0 Tcol 2Wt2min(2-18)15.4310 30.4810241210 619.8251012.355221.4510 32=19.41 10-3 kN m gb =18.7510-3 ( kN m) glj gb 故应以最低温度作为计算的起始条件。即 t1=tmi

19、n=102.3.5计算并绘制有载承力索安装曲线2.3.5.1 有载承力索张力曲线计算起始条件： t1=tmin=10W1Wt min q01Tj21.45 103 (kN/ )Tcom（ 2-19）Z 1=Tcmax T j=150.48 10=19.8 (kN)-3待求条件： tx=？Wx=W 1=21.45 10 ( kN m)Zx=T cx T j= Tcx0.48 10=4.8T cx (kN)故安装曲线方程为：txt1W12l 2Tc1Wx2l 2Tcx24 Z12ES24 Z x2ES(2-20)21.4510 3255215106Tcx21210 6196.2 72.224121

20、04.821.45 1032552Tcx24 12 1064.8Tcx212106196.272.24832.675.88Tcx65.9124.8Tcx将不同 T cx 值代入上式得到各个T cx 值对应的温度 tx 值，然后用插入法确定从最低温度tmin 到最高温度 tmax 对应的 T cx 值（温度区间间隔为 5），其安装表列于表112.3.5.2 有载承力索弛度曲线计算Wxl i2q0 1T jli2Tco21.45l i2利 用 公 式 FxTj(mm)8Z x8 Tcx8 Tcx 4.8(2-21)（不考虑冰、 风影响）对于某一个实际跨距， 将不同温度下的值代入上式得不同所对应的的

21、值，从而得到曲线， 不同的对应不同的弛度曲线。其安装表列于表11。表 11有载承力索张力和弛度曲线安装表绘制有载承力索的张力曲线 Z xxCXx及弛度曲线XX)=f(t )(T= f(t )F=f(t（附录一：图 1）2.3.4 计算并绘制接触线的弛度曲线f jx =f(t x ) 及悬挂点处高度变化曲线=-10 ,w1=g0(1+ T jT c0)=21.45 10-3T x( )-10-50510152025303540T cx(KN)1514.313.612.912.311.611.010.49.919.378.813629794Z x(KN)19.19.118.417.717.116.

22、415.815.214.714.113.813629791764li=27428429530631733034235536938339Fx458(m)li=33935136437739240642243845647349501mli=41042444045747449251153055157259555mli=48850552454356458560863163168170608mli=57259361563866268771474174179983651m(kNm)Z 1=T cmax+T j =19.8 (kN)待求条件： tx=tv=-5，(2-26)16.0710 3 15.43 10

23、 3 0.48 1812.322.0910 3 (kN / m)Z x=Tcv+T j= T cv +4.8 (kN)将上述数据代入链形悬挂状态方程，得Txt1W12l 2Tc1w12l 2Tcx24 Z12ES24 Z x2ES(2-27)1021.45103221555241210 619.821210 6196.272.222.0910322Tcv55210 6241210 6Tcv4.812196.272.265.915125.2625.88TcvTcv4.8欲求 tx=tv=-5时对应的值，可用试验法及内插法确定。第一步假设T cv=14.5 kN，得 tx=-5.59第二步假设T

24、cv=14 kN，得 tx=-1.91由内插法求得 tv=-5时对应的 T cv 值为：Tcv1414.555.5914.51.915.5914.42(kN )（2-28） T cmax=15 kN T cv最大风速出现时， 承力索不致遭到破坏， 所选择的计算起始条件正确。2.3.6.2 承力索覆冰时的张力起始条件： t1=tmin,=-10W1go 1Tj21.4510 3 (kNm)TcoZ=T+T=19.8 (kN)1cmaxj待求条件： tx=tv=-5， Z x=T cv+ T j= T cv +4.8 (kN)(2-29)18.7510 315.4310 30.481812.324

25、.7710 3 ( kN / m)将以上数据代入链形悬挂状态方程，得txt1 W12l 2TC 1wx2l 2Tcx24 Z12ES24 Z x2ES(2-30)1021.45103221555241210 619.821210 6196.272.224.7710322Tcb5524 1210 6Tcb4.8 21210 6196.272.265.916444.45.88TcbTcb4.8 2欲求 txb=-5时对应的Tcb值，其方法同上。经解得，=tT cb=14.89(kN) Tcmax=15KN Tcb在覆冰时， 承力索不致遭到破坏， 所选择的计算起始条件正确。2.4 关于张力差Tj =

26、f(L) 曲线计算2.4.1 直线区段CCminFoh FoFoh2 Fo 1.720.66233331.259(m)(2-31)跨距 l 取为 65m，则8 f t min2f d23 0.04320.01221.08 10 63l 23652t1tmaxtdtmaxtmin404010t max2225 C(2-32)t 2tmint dtmaxtmin104010tmin225 C2(2-33) | t1 |=| t1| jt =1710-6251.08 10-6=423.92 10-6L L l g jjt3LL 65 8.910 423.92 10 6 TTjd2C21.259(2-

27、34)(kN)2.4.2 曲线区段2.4.2.1.R=400m，取 l=45m，d=1.5m，T jm=10 kN =8(3 452) (0.02120.0062)=0.53 10-6t =1710-60.53-6 j2510（ 2-35）=424.27 10-6LL ltTjd2 Tjd2Rd 0.5L Llt Tjm3L L45424.474710 62 400 1.50.5L L45424.4747106 102 Tjd2.4.2.23L L45 424.4747106( kN)106LL21200 212.244510Tjd32.4.2.3 R=800m，取 l=60m，d=1.5m，

28、 T jm=10 kN=8(3 602) (0.03620.012)=0.89 10-6T jwL L60424.1110 6106 102 Tjd2800 1.50.5L L60424.113(2-36)L L60424.11 10 6(kN )106LL22400212.066010T jd3在直线区段由于考虑接触线的弹性伸长，而采用下述公式：TjFL L l g jjtL L l g j2 Tjd2tTjm2CES33(2-37)TjdT jd12T jd2Tjd3ESj t1423.92 10 63127.53 100T jd( kN)10.1233T jd在曲线区段若引入弹性变形的影响，则（2-38）R=400m 时，TjFTjdTjw2TjdTjw1127.53100424.4710 63（2-39）R=800m 时，TjFTjdTjwT jdT jw21127.53100424.1110 63（2-40）将 T jdT jwT jdET jE 随着半个锚段长度L x 而变化的情况列于表24表 2-4接触线张力增量Tj 随 L x