基于CAD技术聊城站接触网站场平面设计

1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计论文基于CAD技术聊城站接触网站场平面设计THE LIAOCHENG STATIONS PLANE DESIGN OF CATENARY BASED ON CAD TECHNOLOGY 年 级: 2021级 学 号: 2021 姓 名: 专 业: 铁道电气化 指导老师: 吴卫伟 2021年 6 月院 系 电气工程系 专 业 铁道自动化 年 级 2021级电化 班 姓 名 题 目 基于CAD技术聊城站接触网站场平面设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 辩论委员会主任 (签章) 年 月 日 毕业设计论文任务书班 级

2、2021级电化 班 学生姓名 学 号 2021 发题日期：2021年 2 月 27 日 完成日期：2021年6月16 日题 目 基于CAD技术聊城站接触网站场平面设计 本论文的目的、意义：接触网(contact line) 是电气化铁路中最重要的组成局部，通过本次设计，掌握高速接触网平面设计中涉及到的根本概念以及设计过程，并且通过本次作图操作熟练掌握CAD 软件应用 2、学生应完成的任务 完成聊城站站场平面设计所需的必要计算。 完成应用CAD技术的站场平面布置图。完成论文说明书 3、论文各局部内容及时间分配：共 15 周第一局部 解读设计题目，收集相关资料文献。 ( 3 周) 第二局部 完成所

3、需要计算，校验各种参数 ( 3 周) 第三局部 大致完成平面设计作图 ( 3 周) 第四局部 经指导老师指导，修稿完善CAD作图 ( 4 周) 第五局部 完成论文说明书编写 ( 2 周) 评阅及辩论 ( 2 周)论文整改 ( 1 周)备 注 指导教师： 2021年 2 月 27日审 批 人： 2021年 2 月 27 日摘 要随着高速铁路的迅速开展，对高速接触网的研究也越来越重要，本次接触网设计的主要目的是学习和研究接触网的平面设计、支柱选择及容量检验。本次设计按照接触网的平面设计的标准和要求，完成了对聊城站的接触网平面布置、支柱选择、支柱容量校验、锚段划分及安装图号的选取。在设计过程中，明白

4、了高速接触网的根本特点与结构组成，并根据原始资料与气象区条件很好的完成了负载计算与最大跨距计算，而通过前面这些计算完成了对跨距、侧面限界、根底类型、支柱类型与锚段长度确实定；在利用AUTOCAD绘制接触网站场的平面设计的过程中，根据设计的标准先布置了咽喉区的道岔柱，然后再进行直线区段的布置，从而完成咽喉区放大图。进而也完成了安装图号与表格栏的填写。在对支柱校验的过程中，通过这些校验得到支柱容量符合设计的标准和要求。本次设计根据任务书的要求，根据海南东环接触网的设计施工标准，以实用性、经济性和美观性为原那么，利用我所掌握的CAD技术完成了对聊城站的接触网平面设计。关键词 接触网；高速铁路；平面设

5、计；CADAbstract With the rapid development of high - speed railways, research on its catenary is more and more important, whats the main purpose of this program are the graphic design for learning, study on catenary and select the pillars and capacity testing.The design specifications and requirements

6、 in accordance with the graphic design of catenary, and I complete the layout, choice of columns, pillars standing capacity checking, division and installation diagram, select the anchor paragraph. In the design process, I understand the basic characteristics and structure of high - speed catenary,

7、Whats more, according to the original data and meteorological conditions, I finish Load Calculation and calculation of maximum span very well.Through these calculations are done with span in front, side clearance, the type of the underlying type, pillar and the determination of anchor length; Using

8、Auto-CAD drawing contact sites in the field of Graphic Design Process, Firstly, arrangement of the switches column of the throat area all meets design specifications, then, Layout and straight line segments in order to complete the throat area zoom. Thus completed the installation, and fill in the f

9、orms toolbar. On the pillars in the process of validation, checks through them are the backbone capacity to meet design specifications and requirements.The design according to the requirements of the assignment, according to the design and construction of Hainan east of the catenary standard, econom

10、y and to the principle of aesthetics with practicality, using CAD technology I have done with catenary Lichenoid station graphic designKeyword: catenary; high-speed Rail; Graphic Design; CAD目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10968 第1章 绪论 PAGEREF _Toc10968 1 HYPERLINK l _Toc15884 1.1 高速铁路的主要特点 PAGER

11、EF _Toc15884 1 HYPERLINK l _Toc19559 1.2 接触网特点 PAGEREF _Toc19559 1 HYPERLINK l _Toc9893 1.3 接触线的主要技术要求 PAGEREF _Toc9893 2 HYPERLINK l _Toc12396 1.4 基于CAD技术的接触网平面设计意义 PAGEREF _Toc12396 3 HYPERLINK l _Toc4163 第2章 接触网概述 PAGEREF _Toc4163 4 HYPERLINK l _Toc25903 2.1 接触网理论概述 PAGEREF _Toc25903 4 HYPERLINK

12、l _Toc1350 2.1.1 接触网的定义及特点 PAGEREF _Toc1350 4 HYPERLINK l _Toc5085 2.1.2 接触网的组成 PAGEREF _Toc5085 5 HYPERLINK l _Toc31028 2.2 高速接触网与普速接触网的主要差异 PAGEREF _Toc31028 8 HYPERLINK l _Toc15560 2.3 线岔技术简介 PAGEREF _Toc15560 9 HYPERLINK l _Toc25202 2.3.1 交叉式线岔 PAGEREF _Toc25202 10 HYPERLINK l _Toc32438 2.3.2无交叉

13、式线岔 PAGEREF _Toc32438 10 HYPERLINK l _Toc9940 第3章 接触网设计的相关计算 PAGEREF _Toc9940 12 HYPERLINK l _Toc2470 3.1 原始资料 PAGEREF _Toc2470 12 HYPERLINK l _Toc6619 3.2 气象条件 PAGEREF _Toc6619 12 HYPERLINK l _Toc8367 3.3 负载计算 PAGEREF _Toc8367 13 HYPERLINK l _Toc393 3.3.1 正线悬挂的负载计算 PAGEREF _Toc393 13 HYPERLINK l _T

14、oc27623 3.3.2 站线悬挂的负载计算 PAGEREF _Toc27623 15 HYPERLINK l _Toc32569 3.4 最大跨距计算 PAGEREF _Toc32569 17 HYPERLINK l _Toc8820 3.4.1.正线直线区段等“之字布置时最大跨距 PAGEREF _Toc8820 18 HYPERLINK l _Toc25567 3.4.2.站线直线区段等“之字布置时最大跨距 PAGEREF _Toc25567 19 HYPERLINK l _Toc5686 3.4.3.站线曲线区段等“之字布置时最大跨距 PAGEREF _Toc5686 19 HYPE

15、RLINK l _Toc29594 3.4.4 校验最大偏移值 PAGEREF _Toc29594 19 HYPERLINK l _Toc13736 3.5 链形悬挂锚段长度校验 PAGEREF _Toc13736 20 HYPERLINK l _Toc31357 3.5.1 根本原那么 PAGEREF _Toc31357 20 HYPERLINK l _Toc32239 3.5.2 计算条件 PAGEREF _Toc32239 21 HYPERLINK l _Toc25849 3.5.3 接触线张力差计算 PAGEREF _Toc25849 21 HYPERLINK l _Toc26154

16、3.5.4 承力索张力差计算 PAGEREF _Toc26154 23 HYPERLINK l _Toc24663 3.6支柱容量校验 PAGEREF _Toc24663 24 HYPERLINK l _Toc22147 3.6.1 中间柱容量校验 PAGEREF _Toc22147 24 HYPERLINK l _Toc27667 3.6.2 转换柱容量校验 PAGEREF _Toc27667 26 HYPERLINK l _Toc4247 3.6.3 下锚柱兼中间柱容量校验 PAGEREF _Toc4247 27 HYPERLINK l _Toc19237 第4章 接触网站场平面设计说明

17、PAGEREF _Toc19237 28 HYPERLINK l _Toc23583 4.1 平面设计的一般次序 PAGEREF _Toc23583 28 HYPERLINK l _Toc31862 4.2 平面布置的详细说明 PAGEREF _Toc31862 28 HYPERLINK l _Toc8720 4.2.1 放图 PAGEREF _Toc8720 28 HYPERLINK l _Toc23571 4.2.2 对所给的参数进行分析计算 PAGEREF _Toc23571 28 HYPERLINK l _Toc12680 4.3 布置支柱 PAGEREF _Toc12680 29 H

18、YPERLINK l _Toc23259 4.3.1 支柱布置原那么 PAGEREF _Toc23259 29 HYPERLINK l _Toc1341 4.3.2 接触线布置原那么 PAGEREF _Toc1341 30 HYPERLINK l _Toc26810 4.3.3 咽喉区放大图 PAGEREF _Toc26810 32 HYPERLINK l _Toc21834 4.3.4 制表 PAGEREF _Toc21834 33 HYPERLINK l _Toc19893 结论 PAGEREF _Toc19893 40 HYPERLINK l _Toc24721 致谢 PAGEREF _

19、Toc24721 41 HYPERLINK l _Toc20559 参考文献 PAGEREF _Toc20559 42 HYPERLINK l _Toc29201 附录1 PAGEREF _Toc29201 43第1章 绪论现目前接触网作为电气化铁路中为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成局部，其功用是通过它与受电弓的直接接触将电能传送给电力机车。1.1 高速铁路的主要特点本次设计为时速200公里的高铁，与其它运输方式相比拟，高铁具有以下优势：1速度快。现目前最高运行时速到达300公里。2客运量大。一条高速铁路的客运量远远大于一条高速公路的客运量。3

20、全天候。4平安可靠。高速铁路的事故率极低。 5能耗低。高速铁路与其它运输方式相比能耗较低。6污染轻。高速铁路的污染小且噪音也比其它运输方式小7占地少。与四车道的高速公路相比，高速铁路的用地只有高速公路的一半。8舒适。高速铁路运行车辆空间大，旅客卧、坐、行都比其它交通方式更加舒适。 1.2 接触网特点接触网的作用是把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车。因此接触网的质量和工作状态对电气化铁道的运输能力有很大影响。而接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，所以对接触网提出以下要求： 1、 在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接

21、触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。 2、接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量廷长设备的使用年限。 3、要求接触网对地绝缘好，平安可靠性高。 4、设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。5、尽可能地降低本钱，特别要注意节约有色金属及钢材。 总之，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地给电力机车供电，保证电力机车在线路上平安，高速运行。1.3 接触线的主要技术要求高速接触网要求受流性能好、稳定性能好、抗张性能好、导电性能好、电流强度大的接触线，因而接触线要求具备下述主要技术性能：抗拉强度高。为了提高接触线的波动速度，因此需要相应提高接触线的张力，要求抗张

22、强度在左右。在考虑到选择高强度材料以提高其应力的同时，要注意到其线密度要低电阻系数低。高速接触网中电流强度较大，因此必须要求接触线的电阻率要低，一般在工作温度时，电阻率在范围内以适应流经大电流的需要。耐热性能好。高速接触网一般都具有列车运行速度高、密度大、持续时间长的特点。因此接触线内长时间流过大电流，在持续流过较大的载流量后，自然引起导线发热在温升到达一定程度时，导线的材质会软化，强度会降低，严重时接触线会产生因温度影响形成的蠕动性伸长，从而破坏正常受流，影响机车正常运行。因此选择的接触线材质应具有较好的耐热性能，一般要求软化点在以上，以适应较高载流量。耐磨性能好。接触线和受电弓是滑动接触的

23、，接触压力大，速度高，要求接触线具有良好的耐磨性能，同时注意其抗腐蚀性能，尽量延长接触线的使用寿命。制造长度长。为了保证高速电气化区段的良好受流，消除硬点及断线的隐患，一般要求在一个锚段内不允许有接头，这就要求接触线的制造长度在，以适应锚段长度的需要。1.4 基于CAD技术的接触网平面设计意义接触网是电气化铁道中主要供电装置，接触网平面设计特别是接触网站场平面设计是施工设计的重要内容。从现场设计、施工等部门来看，接触网平面设计占用了大量人力，花费过多精力。 随着计算机技术的开展，近年来CAD技术在该领域得到了广泛应用，设计等部门普遍采用CAD技术进行辅助设计，节约了大量人力及精力，为该领域指明

24、了开展方向，基于高速电气化铁路近年来飞速开展的需求，对电化专业而言掌握高速接触网平面设计及相关知识就显得非常重要。第2章 接触网概述2.1 接触网理论概述2.1.1 接触网的定义及特点接触网是电气化轨道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成局部。接触网的主要特性可以归纳为以下几个方面：1. 接触网具有明显的周边环境特性接触网必须沿路轨架设，路轨四周各类建筑物、电力输电设施、通讯信号设施与接触网之间相互影响，接触网的设计、施工、运营都须充分考虑将接触网与其四周设备的相互影响减少至最低程度，确保接触网与这些设施或设备之间的绝缘

25、平安和电磁平安。2. 接触网具有明显的气候特征接触网是露天设备，大气温度、湿度、冰雪、大风、大雾、污染、雷电等各类气候因数对接触网都有影响，接触网的机电参数，如线索驰度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气候变化还可能造成重大的行车事故。接触网的运营维护工作和接触网设计计算工作中绝大多数内容是与气象条件相关的。3. 接触网具有明显的无备用特性接触网是一个综合供电系统，由于技术和经济的原因，接触网设备是无备用的，无备用性决定了接触网的脆弱和重要性，一旦出现事故，必将影响列车的运行，造成一定的经济损

26、失。解决这一问题的最好途径是：提高接触网的可靠性，实现接触网的状态修。4. 接触网具有明显的机电复合性接触网是一电力输电线，它具有电力输电线所不具有的一切特性，它必须遵循电力输电的一切规律和要求，但接触网又具有一般电力输电线所不具有的特殊性，这种特殊性是由弓网系统的特殊性所决定的，弓网关系要求接触网必须具有稳定的空间结构，稳定的动静态特性、足够高的波动速度，因此、接触网除了应有良好的电气性能之外还必须具有良好的机械性能，它是一个庞大的机电系统。5. 接触网负荷具有明显的不确定性和移动性接触网所承当的电力牵引负荷是高速移动的，正因为这一特点使弓网关系成为高速电气化铁路的核心问题之一；不确定的和随

27、机的，负荷变化使接触网经常承受较大冲击，为保证接触网正常运行，接触网必须具备较强的过负荷能力。负荷不确定性对接触网的寿命和平安造成较大的负面影响。6. 接触网具有明显的多学科交叉特性接触网工程涉及电气、机械、力学弹性力学、振动学、材料力学、空气动力学、计算机仿真学等、地质、材料、环保等多科学领域。2.1.2 接触网的组成 1、接触网电压等级 接触网的电压等级：工频单相交流制：普通网络为27.5kv，有效值为25KV，AT供电网络 2、接触悬挂的种类比拟多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。 简单接触悬挂由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。我国现采用的带补偿装

28、置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装816m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。 链形悬挂是通过吊弦悬挂在承力索上，承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。 链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修

29、任务量大等许多问题。链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形又称三链形；根据线索的的锚定分为无补偿、半补偿、全补偿链形悬挂。目前我国采用单链形悬挂。3、支柱及根底 支柱是接触网中最根本、应用最广泛的支撑设备，用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。接触网支柱，按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢支柱两大类。 钢柱以角钢焊成架结构，具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装运输方便等优点。根据安装使用地点不同，钢柱的型号规格及外形结构也不同，本次设计大局部采用H型钢柱。 支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱、道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及

30、桥梁支柱等几种。 4、接触网支柱的侧面限界 接触网支柱的侧面限界是指支柱靠线路一侧至线路中心线的距离。它是为了确保行车的平安。 本次设计采用正线侧面限界采用3100mm，正线下锚的侧面限界采用3300mm，站线侧面限界采用2500mm，站线下锚的侧面限界采用2800mm。 5、接触网支柱及定位装置 支柱装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位

31、器、弯管定位器。提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器，改善了受电弓的取流特性。 6、接触网承力索接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。本次设计正线采用THJ-120，站线采用THJ-95 7、接触网吊弦 在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。在链形悬挂中安设吊弦，使每个跨距中在不增加支柱的情况下，增加了对接触线的悬挂点，这样使接触线的弛度和弹性均得到改善，提高了接触线工作质

32、量。另外，通过调节吊弦的长度来调整，保证接触线对轨面的高度，使其符合技术要求。 普通环节吊弦以直径4mm一般称为8号铁线的镀锌铁线制成。提速后采用不锈钢直吊弦，不锈钢直吊弦是一个整体吊弦，减小了检修工作量，提高了接触悬挂的工作特性。 8、接触线之字值和拉出值定位器定位线夹与接触线固定处叫定位点。定位点至受电弓中心运行轨迹的水平距离，在直线区段叫之字值，在曲线区段叫拉出值，之字值和拉出值的作用是使受电弓滑板工作均匀，并防止发生脱弓和刮弓事故。 9、中心锚结 在锚段的适当位置将接触悬挂固定。这种固定装置称为中心锚结。在两端装有补偿器的锚段里，必须加设中心锚结。在一个锚段实行两端补偿时其可防止补偿器

33、向一侧滑动，同时缩小事故范围，当中心锚结的一侧接触线发生断线时，不致影响另一侧的接触网，且容易排除事故及易于恢复正常运行。其布置原那么是尽量使中心锚结两端张力相等，直线曲段中心锚结设在锚段中部，曲线曲段、曲线半径相同的整个锚段仍设在锚段中部，当锚段处于直线和曲线共有区段且曲线半径不等时，应设在靠曲线多，半径小的一侧。 10、接触网锚段关节 为满足供电、机械方面的分段要求，将接触网分成假设干一定长度且相互独立的分段，每一分段叫锚段。两个相邻锚段衔接局部称为锚段关节。根据锚段所起的作用可分为电分段非绝缘锚段关节和电分段绝缘锚段关节：根据所含跨距数可分为三跨、四跨等锚段关节。另外，在BT供电区段还有

34、一种吸变台锚段关节。高速铁路一般采用五跨、七跨，九跨等奇数跨锚段关节。 11、补偿装置补偿装置又称补偿器，它设在锚段两端，能自动补偿接触线或承力索内的张力，它是自动调整接触线或承力索张力的补偿器及其制动装置的总称，由滑轮和坠砣组成。 张力自动补偿装置有滑轮式、棘轮式、鼓轮式、液压式、弹簧式等。对其要求：其一，补偿装置应灵活，在线索内的张力发生缓慢变化时，应能及时补偿，传送效率要高；其二，具有快速制动作用，一旦发生断线事故或其他异常情况，线索内的张力迅速发生变化时，补偿装置还应有制动功能。 2.2 高速接触网与普速接触网的主要差异 根据线路的设计速度，接触网可分为普速接触网运行速度在160km/

35、h、准高速接触网运行速度在160200km/h之间和高速接触网运行速度在200km/h以上。高速接触网与普速接触网比拟，在悬挂方式、线索材质、线索张力、电气强度、机械强度、结构稳定性、悬挂弹性及均匀性、悬挂抬升量、导线高度及其变化率、弓网振动特性等方面的技术要求均比普速接触网的技术要求高。下表2-1中对二者之间的差异作了比拟详细的比拟表2-1 高速接触网与普速接触网的大致比拟比照工程昔速接触网高速接触网基本结构悬挂类型半补偿和全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂支持装置以柔性支撑为主以刚性支撑为主定位装置普通定位器高强度轻型组合定位器锚段关节以3、4跨锚段关节为主以4、5跨锚段关节为主分相结构器件式带

36、中性段锚段关节式线岔形式以小号道岔对应的交叉线岔为主，采用标准定位以大号道岔对应的交叉线岔和无交分线岔为主，无标准定位基本参数及动态特性最大跨距(m)6560结构高度(m)1.1l.71.3l.6正线导线高度(m)5.86.05.35.8导线高度变化率不大于0.5不大于0.3吊弦布置间距(m)5+5*10+5吊弦间距9米，弹性吊弦8米吊弦形式普通吊弦整体吊弦预留弛度(mm)无预留弛度060之间预留平均弹性O.45左右0.7左右弹性差异系数50左右20以下波动速度不考虑是决定要素，须充分考虑综合补偿张力2.5t3.5t5.5t动态抬高不考虑充分考虑并加以限制弓网关系接触压力只考虑接触力的静态值除

37、考虑静态值外，还考虑晟大偏差机械磨耗考虑井加以限制考虑并加以限制电气磨耗几乎不考虑确定滑板和接触线材料的重要因素动态包络线上下左右100mm上下左右200mm400mm线材承力索GJ-70 TJ-90THG-95 THG-120接触线钢铝线、黄铜线以银铜线、镁铜线为主为了保证接触线和承力索张力稳定，消除大气温度变化对线索张力的影响，高速接触网均采用全补偿链型悬挂。2.3 线岔技术简介接触网的线岔是接触网设备的重要组成局部，其作用是引导电力机车的受电弓从一支接触线平滑过渡到另一支接触线，它是关系行车平安的关键设备之一。现目前，线岔有交叉线岔和无交叉线岔两种，其中无交叉线岔可分为两支无交叉与三支无

38、交叉两种形式。对于接触网线岔设计的总体要求是：无论是正线行车或侧线行车，工作支接触线均应在受电弓的工作范围之内；列车无论从正线进入侧线或从侧线进入正线，机车受电弓均应过渡平缓；道岔处接触网的布置应满足列车最高通过速度的要求。2.3.1 交叉式线岔交叉式线岔其工作原理如下图。悬挂A点一般位于线间距200400mm范围之内，交叉点B位于线间距500700mm范围之内。在悬挂点A处，正线接触线拉出值为300400mm，并按正常接触线高度设计，侧线接触线拉出值一般为400550mm，并抬高约150mm，使得A点处侧线接触线位于受电弓的动态包络线以外。在悬挂点C处，正线接触线按正常高度设计，侧线接触线比

39、正线高30mm。在交叉点B处，为了减小接触网的硬点影响，正线接触线相对于正常高度抬高10mm通过吊弦实现，侧线接触线相对于正线抬高20mm，与悬挂点C处高度一致。侧线在AB段按抛物线抬高，在BC段靠近线岔处线间距500mm600mm处设有一交叉吊弦正线接触线通过吊弦悬挂于侧线承力索上，侧线接触线通过吊弦悬挂于正线承力索上，意在使始触区附近两支接触线在动态作用下能够同步抬升。2.3.2无交叉式线岔 铁四院在京沪线上海安亭段设计了一种250km/h网新型无交叉线岔技术，平面及安装技术要求如以下图：侧线接触线高度H1j侧 = H1j正+300mm； H2j侧 = H2j正+120mm； H3j侧 =

40、 H3j正+20mm；1、适应18号提速道岔；采用UIC608Annex4a标准受电弓宽度1950mm，水平摆动250mm、抬升100mm；定位器限位间隙应满足接触线动态抬升300mm的要求；岔前2#悬挂定位柱距离理论岔心10m15m；距离理论岔心25m30m的岔后悬挂定位柱3#处，侧线接触线对正线受电弓中心偏出值要求不小于1380mm 1950/2+250+100=1325mm。 2、按照18号提速道岔计算在3#处，线路间距约为1390mm对应距理论岔心25m的纵向距离1670mm对应距理论岔心30m的纵向距离；正线接触线对侧线受电弓中心的偏出值约为1280mm对应1390mm线间距时157

41、0mm对应1670mm线间距时；侧线接触线对正线受电弓中心偏出值约为1190mm对应1390mm线间距时1470mm对应1670mm线间距时，设计要求取不小于1380mm 1950/2+250+100=1325mm。第3章 接触网设计的相关计算3.1 原始资料1气象条件：第八典型气象区。2悬挂数据：结构高度为1.4米。3悬挂形式：正线和站线均为全补偿链型悬挂4站线：承力索THJ-95，张力为15KN;接触线CTAH120,张力为15KN5正线：承力索THJ-120，张力为20KN;接触线CTAH150, 张力为20KN 3.2 气象条件本次聊城站设计地处第八典型气象区，第八典型气象区数据如下：

42、表 3-1 第VIII典型气象区原始资料大气温度0C最 高+40最 低-20覆 冰 -5最大风速-5安 装 -10大气过电压+15内过电压年平均气温+10风速 m/s最大风速30覆 冰15安 装10大气过电压10内部过电压15覆冰厚度毫米 15冰的密度kg/m39003.3 负载计算3.3.1 正线悬挂的负载计算无冰无风情况下的单位负载： 1无冰无风时承力索的自重负载： 2无冰无风时接触线的自重负载： 3吊悬与线夹的自重负载： 因此，无冰无风情况下的合成单位负载为： 覆冰时的各单位负载为： 式中 承力索或接触线的覆冰重力负载kN/m； b覆冰厚度mm； d线索直径，对于接触线取平均直径，即；

43、覆冰密度； 自由落体重力加速度承力索单位冰负载： 2接触线单位冰负载： 3覆冰时承力索的单位风负载： 4覆冰时的单位合成负载： 覆冰时单位合成负载的方向： 3.最大风速时的负载： 式中 P线索所受实际风负载KN； a风俗不均匀系数见表3-2； K风负载体型系数见表3-3； d线索直径mm； l接触线悬挂距离m； 设计计算风速m/s； 风向与线路方向的夹角，一般取表3-2 风速不均匀系数计算风速m/s20以下20-3031-3535以上a1.000.850.750.70表3-3 风速不均匀系数 系 数受风件特性K支柱圆形钢筋混凝土支柱0.60矩形钢筋混凝土支柱1.40四边形角钢港支柱1.4(1+

44、n)线索链形悬挂1.25一般悬挂d17mm1.10最大风速时承力索的负载： 最大风速时接触悬挂的单位合成负载： 3最大风速单位合成负载的方向： 由此可知，最大合成负载出现在覆冰时，且最大单位合成负载为： 3.3.2 站线悬挂的负载计算接触悬挂在无冰无风情况下的单位负载：无冰无风时承力索的自重负载： 无冰无风时接触线的自重负载： 吊悬与线夹的自重负载： 因此，无冰无风情况下的合成单位负载： 2.覆冰时的各单位负载1承力索单位冰负载： 2接触线单位冰负载： 3覆冰时承力索的单位风负载： 4覆冰时的单位合成负载： 5覆冰时单位合成负载的方向： 3.最大风速时的各单位负载1最大风速时承力索的负载： 最

45、大风速时接触悬挂的单位合成负载： 3最大风速单位合成负载的方向： 由此可知，最大合成负载出现在覆冰时，且最大单位合成负载为： 3.4 最大跨距计算条件：在链型悬挂的接触网中，当量系数m=0.9，直线区段接触线许可风偏移值=0.5m，曲线区段接触线许可风偏移值=0.45m，接触线水平面内支柱扰度=0.03m。直线区段“之字值=250mm，曲线区段拉出值由于曲线半径不同所取的值也不同正线接触线的单位风负载： 站线接触线的单位风负载： 3.4.1.正线直线区段等“之字布置时最大跨距计算时取 ，当最大风偏有 当最大风偏 式中 直缓点至观测点的距离m； 缓和曲线长度m； 接触线单位长度所受的风负载kN/

46、m； 接触线水平面内的支柱绕度mm; 接触线许可风偏移值mm；3.4.2.站线直线区段等“之字布置时最大跨距当最大风偏 当最大风偏 所以在正线站线区段等“之字值布置时，选用跨距为60m。3.4.3.站线曲线区段等“之字布置时最大跨距最大风偏 由于R=1000m时的跨距大于65m，所以跨距取60m。而半径越大，那么跨距越大，所以半径大于1000m的曲线区段跨距都取最大，即60m 3.4.4 校验最大偏移值根据受电弓宽度参数及列车运行动态包络线参数等取接触线最大允许偏移值为500mm，曲线最大允许偏移值为450mm。正线：直线区段 站线：直线区段 曲线区段 以上都满足要求3.5 链形悬挂锚段长度校

47、验 3.5.1 根本原那么全补偿链形悬挂的锚段长度是根据接触线在中心锚结和补偿器之间的允许张力差来确定。接触线产生张力差的原因，首先是由于气温变化时接触线发生变形伸长或缩短，在补偿器的作用下，吊弦和定位器产生偏斜，因而两侧接触线的张力不相等。其次是伴随温度变化产生的张力差，接触线发生弹性变形；而弹性变形又引起新的张力变化，从而影响到总的张力差。在?新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定 铁建设函(2005)285号?规定：接触线及承力索中心锚结处与补偿器处的张力差，在极限气温条件下应小于其额定张力的10。3.5.2 计算条件条件为：悬挂类型： 正线：CTAH-150+THJ-120(20+

48、20KN)； 站线：CTAH-120+THJ-9515+15KN悬挂形式：正线站线全补偿简单链型悬挂接触线额定张力：正线=20kN;站线=15kN;直线上定位器计算长度：=1.5m；曲线上定位器计算长度：=1.5m；直线上“之字值：0.25m；曲线上拉出值：0.35m；3.5.3 接触线张力差计算1 吊弦的平均长度计算 正线： 站线：近似算出。对铜承力索取0.75，对钢承力索取0.80计算结果如下 表3-4R(m)10001200(m)606060正线(m)0.73770.73770.7377正线(m)0.90820.90820.9082站线(m)0.79040.79040.7904站线(m)

49、0.87310.87310.8731正线吊弦的平均长度c=0.9082+0.9082+0.9082/3=0.9082站线吊弦的平均长度c=0.8731+0.8731+0.8731/3=0.8731 2 计算接触线无弛度时的温度：；3 计算吊弦形成的张力差(参照公式表)仅考虑温度变化时，吊弦作用引起的张力差。直线曲线区段均按下式计算 式2.5 式2.6 仅考虑温度变化时吊弦作用所引起的张力差公斤在温度t时及吊弦、定位器标准状态温度时接触线的弛度米。 由于全补偿链形悬挂中，接触线弛度的变化很小，因温度变化二耗损于弛度变化的位移更小，故在计算中可令=0由于线路采用全补偿链型悬挂，且承力索、接触线全为

50、铜合金，两者线胀系数相等，上式中=0即随着温度的变化，两者的伸缩量保持一致，所以吊弦始终垂直，因此4计算定位器形成的接触线(参照公式表) 在直线区段，定位器对接触线张力变化影响较小一般对于1500m的锚段，其定位器长产生的增量只有几十牛顿，可以忽略，所以只考虑曲线局部曲线上 式2.7仅考虑温度变化时，定位器作用所引起的张力差公斤起始张力考虑了吊弦的作用 LmRm20030040050060070080090010000.00710.01840.03470.05620.08280.11470.15470.1940计算结果如下 表3-5当考虑弹性变形影响时，由于选择全补偿链形悬挂，吊弦始终垂直于接

51、触线，弹性变形根本可以忽略，直线区段上由于正定位，反定位的作用，张力差影响也很小，也可以忽略，为承力索、接触线线胀系数差，为0，所以根据以下公式 式2.8 式2.9 接触线的弹性模数接触线的截面接触线的线胀系数 得出，两者根本接近于0，忽略不计3.5.4 承力索张力差计算全补偿链形悬挂中，旋转腕臂拉杆对承力索的作用，相当于半补偿链形悬挂定位器对接触线的作用。在直线区段上，承力索沿线路中心布置时。可不计算承力索的张力变化。在曲线区段上，当承力索因温度变化而纵向移动时，接触悬挂在支柱处的方向发生变化，旋转腕臂拉杆产生水平方向反力，从而引起承力索的张力发生变化。当支柱在曲线外侧，锚段内的曲线半径又相

52、同时，承力索的张力差用下式计算： 计算结果如下 表3-6 LmRm20030040050060070080090010000.00710.01840.03470.05620.08280.11470.15470.1940上式为只考虑温度变化时，计算承力索张力差的公式。当考虑承力索张力的变化引起承力索的弹性变形时，其张力差用下式计算： 计算结果如下 表3-7 LmRm20030040050060070080090010000.00710.01840.03450.05570.81800.11280.15130.18863.6支柱容量校验支柱负载是指在各种工作状态下例如：最大风速、覆冰时，支柱基底面处

53、钢筋混泥土柱为地平面，钢柱为根底面可能出现的最大弯矩。支柱容量是指支柱本身所能承受的最大许可弯矩值，它与支柱所处的工作条件无关，而取决于支柱本身的结构。校验支柱容量的目的是检验支柱容量是否符合要求，防止造成容量缺乏与浪费。3.6.1 中间柱容量校验以覆冰且有风时作为计算条件,H=7.5m， 因为承力索6.9m，考虑到下锚线的抬高量以及其他因素，选择7.5高度支柱较适宜。 垂直负载支持和定位装置自重： 假设支持和定位装置覆冰时纯冰负载 水平负载支柱风负载中间柱全部采用H型钢支柱，根据经验取GH 240/7.5中间柱并且进行校验。根据?电气化铁路接触网钢支柱_第4局部H形支柱?可知，支柱高度H为7

54、.5m，支柱受风面宽度b=0.240m 支柱受风面面积支柱风负载 直线段中间柱的工作力矩计算式为平安系数取2 120kN,所以中间柱选择适宜3.6.2 转换柱容量校验平安系数2 120kN,因此转换柱的容量选择也适宜3.6.3 下锚柱兼中间柱容量校验; 式2.13;平安系数为2 120kN 符合要求第4章 接触网站场平面设计说明4.1 平面设计的一般次序翻开战场平面图，图中主要内容有：全部股道包括非电气化的及远期预留的股道，道岔位置及其型号，曲线头尾及半径，缓和曲线长度，桥、涵、隧道、站台、货仓及有关站舍，股道编号及间距，地下管道，水鹤，机车检查坑，车库以及站场中心里程等。由于站场上股道较多，

55、建筑物较集中，咽喉区道岔密集，比例尺应适当放大，对于一些小站可以取为1：2000。布置支柱 从咽喉区开始布置，然后布置站场中间，最后完成其他局部。完成咽喉区的布线及放大咽喉区划分锚段 确定锚段的路径，下锚点和中心锚结地点。 确定电分段和隔离开关位置 根据站线、货线、操作方便以及有无牵引变电所等综合考虑确定。确定接触线拉出值 从咽喉开始，与支柱布置次序相同。支柱编号、选定材料、统计工程数量以及编写必要的说明等。4.2 平面布置的详细说明4.2.1 放图本次作图的是聊城车站，翻开聊城车站cad文件，首先在图层编辑里面将设计用不到的图层关闭，使得作图界面整洁，方便作图，然后进行整体分析，了解车站的大

56、体布局。4.2.2 对所给的参数进行分析计算接触线高度：5.5M 结构高度：1.40M 悬挂数据：正线：CTAH-150+THJ-120(20+20KN)； 站线：CTAH-120+THJ-9515+15KN;悬挂形式：正线站线全补偿简单链型悬挂土壤特性：=30 填方地段 气象条件：第VIII型气象区 设计时速为200公里 根据所给条件，计算最大跨距、张力差、锚段长度、支柱容量等通过计算结果并结合实际情况确定最后的选择4.3 布置支柱4.3.1 支柱布置原那么先从咽喉区开始设计道岔柱,然后布置站场中心,最后完成其他局部。在站场中心进行支柱布置时，在满足两跨之间的比例时，跨距应尽可能接近最大允许

57、值，以减少支柱数量。注意减少硬横跨和钢柱等大型支柱的数量。在本次作图中采用H型钢柱道岔柱的定位：在本图中有12号道岔和18号道岔两种，由于设计时速为200km/h，正线采用无交叉布线，站线采用交叉布线，道岔柱标准定位于距离理论岔心300mm处，接触线在道岔柱上的拉出值采用250mm。图4-1图4-22中间柱的定位：布置完道岔柱后进行中间柱布置，中间柱的布置最大允许跨距不能大于60m。根据200km/h时速标准，图纸中选择标准跨距60m，间距一般取5的整数倍，最大不超过60m，相邻两跨距之比不宜大于1.15：1，桥梁、隧道口、站场咽喉等困难地段，不宜大于1.25：1；3高速由于其速度快的特点，必

58、须由刚性支撑来满足速度上对于受流的要求。而硬横跨不仅机械上独立，且股道之间互不影响，结构稳定，抗风性能好，晃动小，具有较高的刚度，能改善弓网受流，降低离线率。同时，其模块化式的结构，互换性强，有利于机械加工和机械安装作业。因此在多股道线路中，选用硬横跨进行布置。4定位柱主要用于站场道岔后曲线处或其它因拉出值超标需支柱定位的地方、它仅承受接触线水平负荷而不承受接触悬挂的重力负荷，考虑到定位柱对线索张力的影响，尽量减少定位柱的使用；5在支柱布置时，如果道岔柱位置需要做调整时，道岔柱可以立在岔心与线间距400mm的范围内作为非标准定位使用；6尽头线的锚支柱停车档处锚支柱距离车档20m左右，特殊情况下

59、可以放在车档近旁；4.3.2 接触线布置原那么接触线在线路上要等之字值布置，在直线段，拉出值取250mm，在曲线段拉出值取300-400mm，关于曲线段拉出值的大小应该根据实际情况以及现场进行调节使接触线满足要求。在锚段关节处，拉出值应该参照海参网转换柱中的锚段关节安装图进行设置。在设置下锚柱的时候应尽量减少其数量，对于锚段附近较短的渡线，在长度满足要求的情况下可以兼顾，这样就能减少下锚柱数量，又使得界面比拟整洁。图4-3对于大多数股道，都是在通过道岔以后下锚，但此时应防止在道岔处屡次交叉。在站线下锚，接触悬挂改变方向时，与原来方向的水平夹角，一般情况不宜超过4o，困难情况下不宜超过6o。在高

60、速线路情况下，不允许站线与正线在站场内相交，应保证正线的相对独立性，使高速列车无障碍通过。在本次设计中，站线、正线全部是全补偿方式，在下锚处标出补偿标志，在整个站场系统中根据需要标出分段绝缘串、分段绝缘器的位置，分相统一采用锚段关节分相。全补偿示意图:4-4硬锚示意图4-5接触网锚段长度应根据补偿的接触线和承力索的张力差，补偿器形式以及补偿导线的高度等综合因素确定。接触线，承力索的张力差均不得大于其额定张力的，锚段长度应符合以下要求：直线区段：正线全补偿链形悬挂，一般情况下其锚段长度不大于1800mm，困难条件时不大于2000。曲线区段：正线全补偿链形悬挂，在曲线半径小于1500、曲线长度占锚