接触网课程设计 第七气象区

课程设计任务书专业铁道电气化 姓名_学号 开题日期：2012年3月5日 完成日期：2012年4月日题目接触网站场平面设计一、设计的目的通过该设计，使学生初步掌握接触网站场平面设计的设计步骤和方法，熟悉有关平面设计图纸的使用；基本掌握站场平面设计需要考虑的元素；锻炼学生综合运用所学知识的能力，为今后进行工程设计奠定良好的基础。二、 设计的内容及要求负载计算。2.最大跨距计算。3.半补偿链形悬挂安装曲线计算。4.半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线决定。5.平面设计：（1）基本要求；（2）支柱布置；（3）拉出值及之字值标注；（4）锚段关节；（5）咽喉区放大图；（6）接触网分段。6.站场平面表格填写：侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、拉杆及腕臂/定位管及定位器、安装参考图号。三、 指导教师评语四、成绩 指导教师 签章）接触网课程设计任务书一、 原始资料1•悬挂形式：正线全补偿简单链形悬挂，站线半补偿简单链形悬挂。2•气象条件：学号尾数1的为第一典型气象区，学号尾数2的为第二典型气象区，学号尾数3的为第三典型气象区，学号尾数4的为第四典型气象区，学号尾数5的为第五典型气象区，学号尾数6的为第六典型气象区，学号尾数7的为第七典型气象区，学号尾数8的为第八典型气象区，学号尾数0、9的为第九典型气象区。3.悬挂数据：学号尾数0、1的结构高度为1.1米，学号尾数2的结构高度为1.2米，学号尾数3的结构高度为1.3米，学号尾数4的结构高度为1.4米，学号尾数5的结构高度为1.5米，学号尾数6、7的结构高度为1.6米，学号尾数8、9的结构高度为1.7米。站线：承力索JT70,Tcmax=1500kg；接触线CT85,Tjm=1000kg。正线：承力索JT70,Tcm=1500kg；接触线CT110,Tjm=1000kg。e=4m4•土壤特性:女生：安息角(承载力)0=30°，挖方地段。男生：安息角(承载力)0=30°，填方地段。二、 设计内容负载计算最大跨距计算3•半补偿链形悬挂安装曲线计算4•半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线决定5.平面设计基本要求支柱布置拉出值及之字值标注锚段关节咽喉区放大图接触网分段6•站场平面表格填写支柱编号、侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、安装参考图号三、 验算部分1•各种类型支柱校验2.缓和曲线跨距校验四、 使用图纸按学号最后两位相加之和的末位数使用站场0—-站场9的图纸五、 课程设计于任务书下达后六周内交老师，延期交以不及格论处，特殊情况申请延期除外。第一章负载计算1・1计算的条件1・1・1气象条件的确定第⑷典型气象区，查表可知：TOC\o"1-5"\h\z最高温度：t=+40OC最低温度：t=-40OC覆冰温度：t=-5oCmax min b最大风速时的温度：t=-5oC 最大风速：V=30msv max覆冰时的风速：V=15ms覆冰厚度：b=10mm覆冰密度：b 'Y=90(kg/mb1・1・2技术条件的确定JT-70:d=10.5mm，g=0.599kg；m，S=65.81mm2c '正线：CT110：A=12.34mm，B=12.34mm，g=0.992kgim，S=111mm2站线：CT85：A=10.8mm，B=10.76mm，g=0.769kg/m吊弦：g=0.5x10-3KN/md风速不均匀系数a,最大风速时：a=0.85；覆冰时：a=1.00风负载体型系数k，链形悬挂：k=1.251.2负载计算1・2・1自重负载1、 承力索JT—70的自重负载：g=0.599x9.81x10-3=5.88x10-3KN/mcQ接触线CT110的自重负载：g=0.992x9.81x10-3=9.73x10-3kN/m2、 j1103、 接触线CT85的自重负载：g=0.769x9.81x10-3=7.54x10-3kN/mj854、 吊弦及线夹的自重负载：g=0.5x10-3kN/md1・2・2冰负载1、承力索的覆冰重力负载:

cb0 b Hg=nxyxb(b+d)xgx10-cb0 b H=3.14x900x10x(10.5+10)x9.81x10-9=5.68x10-3kN/m2、接触线的覆冰重力负载：10101234+123422222=3144900x齐亍—T—)x9・81x10-=2・404410-3kN/m222221.2.3风负载1、最大风速时承力索单位长度的风负载:cv maxcp=0.615xaxKxv2xdx10-6=0.615x0.85x1.25x302x10.5x10-6=6.17x10-3kNcv maxc2、最大风速时接触线单位长度的风负载：p =0.615xaxKxv2xAx10-6j110v max=0.615x0.85x1.25x302x12.34x10-6=7.26x10-3kN/mp =0.615xaxKxv2xAx10-6j85v max=0.615x0.85x1.25x302x10.85x10-6=6.381x10-3kN/m3、3、覆冰时承力索单位长度的风负载:TOC\o"1-5"\h\zp=0.615xaxKxv2xdx10-6=0.615xaxKxv2x(d+2b)x10-6cbv bcb b c=0.615x1x1.25x102x(10.5+2x10)x10-6=2.34x10-3kN/m4、覆冰时接触线单位长度的风负载：p=0.615 (A+b)x10-6j110bv b=0.615x1x1.25x102x(12.34+10)x10-6=1.717x10-3kN/mp =0.615xaxKxv2x(A+b)x10-6j85bv b=0.615x1x1.25x102x(10.80+10)x10-6=1.599x10-3kN/m1.2.4合成负载在计算链形悬挂的合成负载时（是对承力索而言的），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。1、无冰、无风时的自重合成负载：

正线：q=g+g+g=(5.88+9.73+O.5)xlO-3=16.11x10-3kN/m0 c j110dTOC\o"1-5"\h\zq=g+g+g=(5.88+7.54+0.5)x10-3=13.92x10-3kN/m站线：0c j85 d2、最大风速时的合成负载：正线：q=Jq2+p2=<16.112+6.172x10-3=17.52x10-3kN/mvmax 0 cvq=Jq2+p2=J13.922+6.172x10-3=15.23x10-3kN/mH占线：vmax 0cv3、覆冰时的合成负载：q=J(g+g)2+p2= ~+g~))2+p2线：方' b0 cb里cjd cbo jb0 cb=J(16.11+(5.68+2.404))2+2.342x10-3=24.31x10-3kN/m站线：=J(13.92+(5.68+2.187))2qb7g+gb0)2+役27gc+gj+gd)+(gcbo+g站线：=J(13.92+(5.68+2.187))2+2.342x10-3=21.91x10-3kN/m4、合成负载对铅垂线间的夹角:TOC\o"1-5"\h\zp pp=arctan cb—=arctan 坯正线:g+g (g+g+g)+(g+g)正线:b0 c j d cbo jb0=arCtan16.11x10-=arCtan16.11x10-3+(5.68+2.404)x10-3=5.52p pp=arctan cb—=arctan cbg+g(g+g+g)+(g+g)y占线： b0 cjd cbo jb0=arctan=6.13。〜• 2.34x10-313.92x10-3+(5.68+2.187)x=arctan=6.13。第二章最大跨距计算2.1计算的条件1、直线区段“之"字值a=300mm曲线区段拉出值选用表 表2.1曲线半经R(m)300<R<12001200<R<18001800<R直线拉出值a(mm)400250150土3002、接触线张力：T=Tg=1000kgx10N/kg=10KNj加链形悬挂接触线当量系数m取0.9接触线单位长度上的风负载：p=7.26x1O-3kN/mj110p=6.381x10-3kN/mj85接触线的最大风偏移值：直线区段：b =500mmjmax曲线区段：b =450mmjmax支柱在接触线水平面内受风时的位移(扰度)：y=50mm(取钢柱时)j2.2最大跨距的计算1、在直线区段上:正线:站线:=2x.10000\'0.9x7.26l=正线:站线:=2x.10000\'0.9x7.26l=2maxT

—j-

mPj0.5-0.05+$(0.5-0.051-03-yJ2—a2jx1j=69.34m=2x10000-=x”0.9x6.381_0.5-0.05+、；'(0.5-0.05匕-03=73.96m故对于直线区段，最大跨距取l=65mmax2、曲线区段上：l=2max2T ( 、 Vb -y+a丿Tjxj最大跨距计算值、取用值及标准值 表2.1曲线半径R(m)35040050015002000直线正线最大允许跨距计算值(m)42.7045.0549.1162.7661.7669.34正线最大允许跨距取用值(m)404045605565站线最大允许跨距计算值(m)43.1945.6349.8664.7364.5873.96站线最大允许跨距取用值(m)404045606065第三章简单链形悬挂安装曲线计算3.1（站线）半补偿链型悬挂有载承力索的安装曲线3.1.1计算条件承力索JT-70：T =1500kg，即承力索最大允许张力：T =15KN；承力TOC\o"1-5"\h\zcmax cmax索计算截面积：S二65.8mm2；承力索弹性系数E二105GPa；线胀系数c«二17x10-6K-1；承力索自重负载g=5.88x10-3kNmc c接触线CT-85：T=1000kg，即接触线最大允许张力：T=10KN；接触线计算截面加 j积：S=86mm2；接触线弹性系数E=120GPa；线胀系数a=17x10-6K-1j j耳一经验系数，与材质特性有关，铜承力索为0.75由悬挂点到最近的简单支柱吊弦间的距离（m）e=4m无冰无风时的合成负载:q=g+g+g=13.92x10-3kN/m无冰无风时的合成负载:0cjdt =+40°C t=-40°Cmax mint=-5oCbt+t =+40°C t=-40°Cmax mint=-5oCbt+1t=max min-0210-10°C当量跨距lD=60m(/-2e)2

申=—d =0.751l2D3.1.2计算与绘制步骤1、半补偿链型悬挂临界负载:qj24a•Z2(t—t) maxb min12D+W2tmin其中Z=T+eTmax cmax j9TW=q+qj

tmin0 0Tc0由于Tc0还是未知数，对于铜承力索，用下式近似算出:T=nT =0.75x15=11.25kNc0 cmax故ZmaxT+申T=15+0.751x10故ZmaxT+申T=15+0.751x10=22.51kNcmax j申T 0751x10j=13.92x10-3+13.92x10-3x =23.21x10-3kN/mT 11.25c0葩.+=-qj+lj0Tc0 '：24a・Z2(t-1 )+ 2I maxb mtn—+W212 tminD=-13.92x10-3x°.751x10+J24x17x10-6x22・512x(-5+40)+(23.21x10-3)211.25飞 c602=41.19x10-3kN/m由于：q=41.19x10-3kN/m>q=21.91x10-3kN/m,所以取最低温度时条件j b为计算的起始条件。又q=15・23x10-3KN/m< 无须校验。初始条件：t=t=-40°C,1minq=q=13.92x10-3KN/m10T的计算：T3+AT2+BT+C=0TOC\o"1-5"\h\zco co co coA=aES(t-1)+ q"DES -T=-11.07950 1 24(T +申T)2 cmaxcmax jqq9T12ESB= 10 3 =5.95346612(T +9T)2cmax j厂q2l2ES厂q2l2ESC= 24y-1]=—178.485' +申Tcmax j则利用MATLAB可算出：Tc0=ZkNW=W=q+q j=22.74x10-3KN/mx x0Tc0=q+q也=22.74x-10KNm* oTco+甲Tmaxj二22.KZ=T+qT=(+甲Tmaxj二22.Kxcx j cx2、有载承力索张力〜温度曲线计算公式:W212

tW212

t— 1D1 24aZ21Z+1

aEScW212+xD24aZ2xZ-x

aES得到T-1数据列表如下:cxt(°C)-40-30-20-10010203040T1513.912.811・・810.839.848.887.957.067JLcx3382496889(KN)将数据代入上式得：tx将数据代入上式得：tx=142.62+4562.714(T+7.51)2cx(T+7.51)cx117.47x10-3由此利用matlab绘出T-1曲线如下:cx有载承力索张力〜温度曲线3、有载承力索弛度〜温度曲线计算公式:口_Wl2F xix8Zx由上式可得F〜t列表：xxtcc)xFx(m)、-40-30-20-10010203040F(l=35m)xi0.1550.1620.1710.1800.1900.2010.2120.2250.239F(l=40m)xi0.2020.2120.2230.2350.2470.2620.2770.2940.311F(l=45m)xi0.260.2730.2870.3030.3190.3370.3570.3780.401F(l=50m)xi0.3220.3370.3550.3740.3940.4160.4410.4670.495F(l=60m)xi0.4630.4860.5110.5380.5680.60.6350.6720.713F(l=65m)xi0.5430.570.60.6310.6660.7040.7450.7890.837由列表绘出的F〜t曲线如下:有载承力索弛度T蛊度曲线4、接触线弛度曲线可由下式得：f(t)=p(F-F)x x coF――待求条件下承力索弛度xF 接触线无弛度时的承力coF= 二14.68x10-5/2c08T ic0由上式可得F〜t列表：xxt(。0Xf(mm)\-40-30-20-10010203040f(l=35m)xi-18.76-13.52-6.7607.5115.7724.7834.5545.06f(l=40m)xi-24.78-17.27-9.0109.7621.0332.2945.0658.58

f(l=45m)xi-32.29-22.53-12.02012.0225.5340.5556.3373.6f(l=50m)xi-39.05-27.79-14.27015.0231.5450.3269.8490.87f(l=60m)xi-56.33-39.05-20.28022.5346.5672.85100.6131.4f(l=65m)xi-66.09-45.81-23.28026.2954.8285.61118.7154.7由列表绘出的F〜t曲线如下:xxt聊）5、触线在定位点附近，第一吊弦范围内的高度变化曲线接触线在定位点附近，第一吊弦范围内的高度变化由Ah=（1-申）（F-F）决定,x x c0曲线为

3.2（站线）半补偿链型悬挂无载承力索的安装曲线3.2.1、计算条件t+1tmaxmin0210=-10°Cg3.2（站线）半补偿链型悬挂无载承力索的安装曲线3.2.1、计算条件t+1tmaxmin0210=-10°Cg=5.88x10-3kNmcEc=105GpaS=65.81mm2ca二17X10-6K-1clD二60mT=11.85KNc0q=g+g+g=13.92x10-3kN/m0cjdT—在t温度时,cw0 0无接触线时的承力索张力T —无接触线时的承力索张力cwxT由下式得:cw0Tg2l2ES q2/2ES1 ——c_Dc_c1—―0_Dc_ccw024T2c024T2cw0 c0

解得T=11.945KNcwO无载承力索张力计算由下式可得：/ g212T、 g212 Tt=仃一 cD+ cwO)+cD—cwxx、O24aT2aEg24aT2aESccwO ccc ccwx ccc得到T—t列表cwxt(°C)-40-30-20-10010203040Tcwx(kN)15.369914.220713.078411.945310.82529.72388.64917.61366.6347无载承力索张力〜温度曲线无载承力索各实际跨距内的弛度曲线可由下式得:

g12

F—ci

wx 8Tcwx无载承力索弛度〜温度曲线F-1数据列表：wxtcc)-40-30-20-10010203040Fwx(mm)v\x^Fwx(1—35m)i65.170.8377.6185.795.48107.4122.1140.1161.9Fwx(1—40m)i85.0292.51101.4111.9124.7140.3159.5183211.5Fwx(1—45m)i107.6117.1128.3141.7157.8177.6201.8231.6267.7Fwx(1—50m)i132.9144.6158.4174.9194.9219.2249.2285.9330.5Fwx(1—60m)i191.3208.2228.1251.9280.6315.7358.8411.7475.9Fwx(1—65m)i224.5244.3267.7295.6329.3370.5421.1483.2558.5无载承力索弛度〜温度曲线F -1曲线:wx

无载承力索弛度朋度曲线第四章链形悬挂锚段长度及张力增量曲线确定4.1计算条件承力索JT-70:承力索计算截面积：S二65.81mm2；承力索弹性系数E=105GPa；线胀系数a二17x10-6K-1TOC\o"1-5"\h\zc c接触线CT-85:接触线计算截面积：S二86mm2；接触线弹性系数E二120GPa；线胀系数a二17xlO-6k-1j jt=+40。C t=-40。Cmax min吊弦及定位器处于正常位置时的温度t=tmax+tmin=0。C，d 2温差At=t —t=40。CAt=t—t=-40C；maxd , mind结构高度h=1.6m, T=11.85kNc0悬挂的自重合成负载：q=g+g+g=13.92x10-3kN/m0 c j d接触线的单位自重负载：g =7.54x10-3kN/mj85接触线无弛度时，承力索的弛度F=W^=2仝08Z 8Tc c02吊弦的平均长度C=h-3F0站线承力索弛度及吊弦平均长度l(m)i354045506065R(m)3003505006002000直线

F(m)00.17990.23490.29730.36710.52860.6204C(m)1.48011.44341.40181.35531.24761.18644.2半补偿链形悬挂张力增量及锚段长度的计算1、吊弦造成的张力增量L（L+1）g（s—oAt）AT= jj 2c式中：AT—只考虑温度变化时，吊弦所引起的张力增量（kN）jdg—接触线单位长度自重负载（kN/m）jL—由中心锚结至补偿器间的距离（m）（半锚段长度）C—吊弦平均长度（m）则AT结果见下表：jd-40°C时354045506065AT,L=200jd0.0814060.0852520.0896110.094580.1068510.114524AT,L=300jd0.1740710.1811610.189280.1986110.2219210.23661AT,L=400jd0.3013760.3125910.3255250.3404770.3780880.401913AT,L=500jd0.4633220.4795430.4983460.5201730.5753510.610432AT,L=600jd0.6599090.6820160.7077420.7376990.8137110.862168AT,L=700jd0.8911370.9200120.9537150.9930571.0931671.157121AT,L=800jd1.1570061.1935291.2362631.2862451.413721.495289AT,L=900jd1.4575161.5025671.5553871.6172641.7753691.87667440C时l354045506065AT,L=200jd-0.08141-0.08525-0.08961-0.09458-0.10685-0.11452-0.1740-0.18116-0.18928-0.19861-0.22192-0.23661ATjd丄=300…匚

AT,L=400-0.3013-0.31259-0.32552-0.34048-0.37809-0.40191jd8AT,L=500-0.4633-0.47954-0.49835-0.52017-0.57535-0.61043jd2AT,L=600-0.6599-0.68202-0.70774-0.7377-0.81371-0.86217jd1AT,L=700-0.8911-0.92001-0.95371-0.99306-1.09317-1.15712jd4AT,L=800-1.1570-1.19353-1.23626-1.28625-1.41372-1.49529jd1AT,L=900-1.4575-1.50257-1.55539-1.61726-1.77537-1.87667jd22、定位器形成的张力增量AT=LL_1Xw—aAt) (卩+2贞)jw2Rd-0.5L(L-1)(8-aAt)加3j式中：AT——只考虑温度变化时，定位器所引起的张力增量(kN)；R——曲线jW区段的曲率半径(m)；d――定位器的长度(m)；T――接触线在补偿器处的张jm力(kN)-40°C时LAT,AT,AT,AT,AT,AT,jWjWjWjWjWjWR=300R=350R=500R=600R=2000R=30002000.3183190.2639390.1782820.1435770.0400290.0257273000.7891730.6598880.4486960.3653250.104040.067864001.5107511.263660.8565930.6992310.1994440.1307745002.5428412.1186671.4237711.1610250.3287440.2159956003.9795863.2912872.1818961.7731280.4952660.3255267005.9698674.8823983.1759422.5665870.7032360.4618858008.7564467.0480174.4696633.5840280.9578760.62813390012.7565510.038176.1544824.88421.2655310.82792940C时AT,AT,AT,AT,AT,AT,LjWjWjWjWjWjWR=300R=350R=500R=600R=2000R=3000200-0.30855-0.25719-0.17518-0.14156-0.03987-0.02566300-0.73206-0.6195-0.42966-0.35261-0.10298-0.06741400-1.31587-1.12447-0.79033-0.65448-0.19564-0.12913

500-2.03971-1.75779-1.25134-1.04389-0.31866-0.2116600-2.88128-2.50323-1.80567500-2.03971-1.75779-1.25134-1.04389-0.31866-0.2116600-2.88128-2.50323-1.80567-1.51679-0.47304-0.3158700-3.81825-3.34405-2.44565-2.06862-0.65998-0.44289800-4.82997-4.26415-3.16339-2.69456-0.88078-0.59419900-5.89849-5.24894-3.95119-3.38972-1.13688-0.771183、直线区段张力增量的计算，即不考虑AT时jW由公式:L(L+1)gG—aAt)AT= ~j 1 2c+2尸vL(L+1)g.3ES j决定式中L——由中心锚结至补偿器之间的距离(m)；1跨距，此处取当量跨距1=60m；Dg—接触线单位自重负载(kg/m)；c—吊弦的平均长度(m)，其值为c=h-?F；j 30a—接触线线胀系数(l/K)；E—接触线弹性系数(Kg/mm2)S—接触线的截面j积(mm2)。AT-L数据表如下:jAT(-40°C时)jAT(40C时)j200 0.111176 -0.11118300 0.228308 -0.22831400 0.383123 -0.38312500 0.57215 -0.57215600 0.791367 -0.79137700 1.036395 -1.03639800 1.302696 -1.30279001.58575-1.5857510001.881203-1.8812则直线区段张力增量曲线:4、曲线区段张力增量的计算由公式:40°C时A由公式:40°C时AT二jAT+ATjd jw2（AT+AT）1-jd jw3ES（aAt-s）jj决定R30035050060020003000△Tj（KN）-0.376-0.331-0.258-0.230-0.144-0.138L=20003652996734△Tj（KN）-0.834-0.744-0.584-0.523-0.315-0.295L=300310657791749△Tj（KN）-1.401-1.264-1.008-0.909-0.544-0.505L=40087449040854△Tj（KN）-2.022-1.845-1.500-1.361-0.824-0.762L=500181531730349△Tj（KN）-2.649-2.445-2.028-1.856-1.146-1.059L=600783195815941△Tj（KN）-3.253-3.034-2.569-2.371-1.502-1.388L=70072745682859△Tj（KN）-3.816-3.594-3.102-2.888-1.