电气化铁道接触网课程设计

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课程名称：接触网课程设计

设计题目：接触网九区平面设计院系：电气工程系专业：铁道电气化年级：2023级学号：姓名：指导教师：王老师

西南交通大学峨眉校区

年月日

接触网课程设计

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的为其次典型气象区，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GJ—70，Tcmax=1500kg；接触线TCG—100,Tjm=1000kg。正线：承力索GJ—70，Tjm=1500kg；接触线TCG—100,Tjm=1000kg。e=8.5m4．土壤特性:

（1）女生：安眠角（承载力）Φ=30o，挖方地段。（2）男生：安眠角（承载力）Φ=30o，填方地段。二、设计内容1．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、地质状况、基础类型、拉杆及腕臂/定位管及定位器、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

按学号最终两位相加之和末位数使用站场0站场9的图纸

五、课程设计于第七周末交，延期交以不及格论处，特别状况申请延期除外。

第一章接触网的负载计算

各种气象条件下悬挂负载的计算：

原始资料：1）悬挂形式：正线全补偿链型悬挂，站线半补偿链向悬挂2）气象条件：第九典型气象区3）悬挂数据：结构高度为1.1m

站线：承力索GJ—70，Tcm=1500kg；接触线TCG—100,Tjm=1000kg。正线：承力索GJ—70，Tjm=1500kg；接触线TCG—100,Tjm=1000kg。e=8.5m

4）土壤特性：安眠角（承载力）为300，填方地段

1、气象条件：tmax=40℃；tmin=-20℃；tb=-5℃；Vmax=30m/s；Vb=15m/s；

b=20mm;?b?900kg/m3；tV??50C（查标准典型气象区表）

2.线索条件：承力索GJ-70：Tcmax=1500Kg；ΔTc=±10%Tc；gc=0.615Kg/m；

dc=11mm；s=72.20mm2

接触线TCG-100：Tjm=1000kg：；ΔTJ=±15%Tj；A=11.8mm；

B=12.8mm；gj=0.89kg/m，gd=0.05kg/m。

风速不均匀系数：?=0.85（查风速不均匀系数表）风载体型系数：K=1.25（查风负载体型系数表）

计算过程：

1.垂直负载：

在计算冰负载时，因接触线与受电弓相互有摩擦，故在计算是将其厚度折算为承力索覆冰厚度的一半。承力索的覆冰厚度认为是圆筒形的，且全线覆冰厚度相等。对于接触线的覆冰重力负载，在计算时忽略其横截面的沟槽形状，认为是

A?B圆形的，对于接触线取平均直径d?

2

1）接触悬挂的自重负载（无冰.无风的合成负载）：

q0?gc?gd?gj?0.615?0.89?0.05?1.555kg/m

2).承力索冰负载：

gbc????b?b(b?d)gH?10?9?3.14?900?20(20?11)?9.81?10?9?1.7188kg/m

3).接触线冰负载：

bbA?Bgbj????b?(?)gH?10?9?3.14?900?10(10?12.3)?9.81?10?9?0.6182kg/m222

4.)接触悬挂的冰负载：

gb0?gbc?gbj?(1.7188?0.6182)?2.337kg/m

2.水平负载：

接触网悬挂线索的风负载计算公式：

p?0.615?KdlV2sin??10?6（1-1）该式是表示一个跨距内的线索所受的实际风负载。在计算式，风向与线路方向的夹角一般取??900,sin??1。同时，为计算便利，寻常总是先求单位长度的风负载。当把l取1时，接触网悬挂线索的风负载公式可变为单位长度风负载公

式，即

p?0.615?KdV2?10?6

1）.承力索最大风负载;

pc?0.615?KdVmax?10?6?0.615??0.85?1.25?11?302?10?6?0.6469kg/m2）.接触线最大风负载:

pj?0.615?KdVmax?10?6?0.615?0.85?1.25?11.8?302?10?6?0.6939kg/m22

3）.承力索覆冰风负载

pcbv?0.615?KdVb?10?6?0.615?0.85?1.25?(11?20?2)?152?10?6?0.7498kg/m4）.接触线覆冰风负载

2pjbc?0.615?KdVb?10?6?0.615?0.85?1.25?(20?11.8)?152?10?6?0.4675kg/m

2

3.合成负载：

在线索同时承受垂直负载和水平负载时，合成负载时它们的几何和。在计算链形悬挂的合成负载时（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。则

最大风速时的合成负载

qv?g2?pc2?1.5552?0.64692?1.6842kg/m

覆冰时的合成负载

2qb?(g?gb0)2?pcbv?(1.555?2.337)2?0.74982?3.9636kg/m

其次章最大跨距计算

1).已知条件：

支柱挠度?j?0.02m；当量系数m=0.85（《电气化铁道设计手册-接触网》）在强风作用下，接触线距受电弓中心的最大偏移值bjmax，在线路直线区段不应超过500mm，在曲线区段不应超过450mm。直线区段“之〞字值a=300mm，曲线区段拉出值见表2-1

表2-1.接触线拉出值选用表300~12001200≤R≤1800R＞1800曲线半径（m）区间拉出值（mm）400250150150100300隧道拉出值（mm）2).链形悬挂最大跨距长度计算过程直线区段：

∞±300±200lmax?2(

Tj?bjx??j???mPj?bjx??j??a2?(2-1)

??2式中lma——最大计算跨距（m）；xTj——接触线额定张力（Kg·m）；Pj——接触线受风负载（Kg/m）；m——链形悬挂当量系数；bjx——最大允许偏移（m）；

a——直线区段接触线的之字值（m）；?j——接触线水平面内支柱挠度（m）。代入数据得：

lmax?21000[0.5?0.02?(0.5?0.02)2?0.32]?76.13m

0..85?0.6939故对于直线区段，最大跨距取用值lmax?65m曲线区段：

lmax?22Tjmpj?TjR(bjx??j?a)

；R——相应曲线半径（m）

a——曲线区段接触线拉出值（m）

即lmax?22?100010000.85?0.6939?R(0.45?0.02?0..4)

lmax?2166010000.59?R计算结果见表2-1

表2-1最大跨距计算值，取用值

曲线半径400R(m)最大允许跨距计算值（m）最大允许跨距45取用值（m）

606546.3664.6276.131000直线

第三章半补偿链形悬挂安装曲线计算

3.1半补偿有载链形悬挂安装曲线（简单悬挂）

1.计算条件：

承力索线胀系数??11.5?10?61/0C；承力索弹性系数E?18500kg/mm2；承力索计算横截面积Sc?72.19mm2；承力索自重负载gc?0.615kg/m；接触线无弛度时的温度t0?tmax?tmin?10?00C；当量跨距lDe?8.5m；2(lD?2e)2结构系数??kg；Tjm?1000?0；Tcm?1500kg2lD2.起始条件的确定：

对于半补偿链形悬挂，临界负载由下式决定qlj??q0

式中：Zmax?Tcm??Tj

Wtmin?q0?q0?TjTc0?224?Zma(xtb?tmi)nlD2?Wt2(3-1-1)min?TjTc0

在计算临界负载时，涉及到接触线无弛度时的承力索张力Tc0，在计算阶段它还是未知数，故用Tc0??Tcm近似算出，对钢承力索?取0.8

对于计算所求得得qlj，若大于覆冰合成负载q?3.9636kg/m，即qlj?qb时则取最低温度作为计算的起始状况；反之，则取覆冰时的条件作为计算的起始状况。

lD分别取40m，50m，60m。计算其临界负载如下表

lD（m）?400.3310500.4356600.5136qlj（kg/m）3.1222起始条件覆冰2.7061覆冰2.4318覆冰由表可知取覆冰时的条件作为计算起的状况。

在起始状况确定后，Tc0的确切计算则由以下方程决定

2Tc30?ATc0?BTc0?C?0(3-1-2)

2q12?lD?E?S式中：A??ES(t0?t1)??Tcm224(Tcm??Tj)2q1?q0???Tj?lD?E?SB?12(Tcm??Tj)2

22?2?Tj2q0?lD?E?S[?1]C?24(Tcm??Tj)2q1?qb；t1?tb

代入数据计算出结果如下：

当lD=40,A??1006;B?108.36?103;C=?208.8?106Tc0?1083.8kg/m

lD=50,A??839.8;B?199.38?103;C??319.2?106;Tc0?972.3kg/mlD=60,A??647；B?312?103；C??452.82?106；Tc0?878.1kg/m

考虑到假设Tc0?1200kg/m，故lD?40m，最符合条件，Tc0?1083.8kg/m。（1）有载承力索是附挂了接触显得承力索，对于半补偿链形悬挂，其有载承力索张力～温度曲线计算公式为：

22Wx2lDZxW12lDZ1tx?[t1??]??2?ES24?Z12?ES24?Zx（3-1-3）

式中：Wx?qx?q0?TjTc0；W1?q1?q0?TjTc0

Zx?Tcx??Tj：Z1?Tcm??Tj

式中：qx-承力索待求条件下的合成负载（KN/m）（此处取1.555kg/m）

q1-无风无冰时承力索总负载(KN/m）Tc0-在t0温度下的承力索张力（KN/m）