6.2接触网负载计算ppt课件

1、6.2 接触网负载计算一、气象条件及计算负载的确定1. 气象条件的确定（1）最高温度和最低温度最高温度tmax、最低温度tmin应根据线路通过地区的实际极限温度，采用各地气象台的年最高、年最低温度，在数值上取5的整数倍。,1,（2）最大风速Vmax其计算方法为：设有年资料，按年份排列，自第一年开始，每五年为一组，每组按顺序相隔一年，取出每组中的最大值并求出各组最大值的平均值。最大风速与距地面的高度有关，所以，接触网设计用最大风速应采用距地面10m高度，每五年一遇的10min平均最大值。（3）最大风速出现时的温度tv一般选取风速大出现次数多的月平均温度值。,2,（4）线索覆冰时的温度tb我国在覆

2、冰地区一般选取5为线索覆冰时的温度。（5）覆冰厚度b和覆冰密度b线索覆冰厚度不得小于该地区实际观测到每五年一遇的最大冰厚。覆冰考虑为圆筒形，沿导线表面等厚度分布，不考虑导线截面的不规则形状。计算中一般取为0.9g/cm3。（6）线索覆冰时的风速Vb一般取覆冰时的风速为10m/s。沿海、草原等地区取为15m/s。,3,（7）接触线无弛度时的温度t0我国t0取值方法如下：对于简单链形悬挂，无弛度温度比平均温度低10；对于弹性链形悬挂，无弛度温度比平均温度低5。（8）吊弦及定位器正常位置时的温度tp确定这一温度的原则是，吊弦及定位器在最高或最低温度下产生的纵向偏移值尽量相等，并要求吊弦及定位器无纵向

3、偏移的时间尽可能的长些。在设计中，一般取该地区最高温度与最低温度的平均值。（9）隧道内气象条件当整个接触网锚段都在隧道时，最高温度应比隧道外约低10，最低温度比隧道外约高5，隧道内可不计算风速，接触悬挂不考虑覆冰。当锚段的一部分在隧道内而另一部分在隧道外时，一般应按隧道外的情况进行计算。,4,2. 计算负载的确定（1）计算负载的分类计算负载分为垂直负载和水平负载。在计算中，无论垂直负载还是水平负载，均认为是沿跨距均匀分布的。垂直负载包括悬挂的自重和覆冰载荷。水平负载包括风负载和由吊弦横偏造成的水平负载。水平负载还包括线索改变方向所产生的水平分力，如之字力、曲线力等。,5,（2）各种负载的计算自

4、重负载一般标准型号的线索，其单位长度自重可通过查材料表确认。链形悬挂负载计算中，还应考虑吊弦及其线夹的自重，通常按平均0.5N/m计算，并以符号gd表示。,6,冰负载计算冰负载时，其冰壳的计算厚度应不小于实际观测到的每五年至少出现一次的最大覆冰厚度。当计算接触线覆冰时的垂直负载时，可忽略其截面沟槽形状，即认为是圆形，并且沿导线覆冰呈圆筒状。由于运行中电力机车受电弓滑板的刮冰作用，在计算时，将接触线覆冰厚度折算为承力索覆冰厚度的一般。对于承力索，则认为覆冰呈圆筒状，且全线覆冰厚度相等，其覆冰负载由下式计算得出：式中 承力索的冰负载（N/m）； b覆冰厚度（mm）； d承力索直径（mm）； 覆冰的

5、密度（g/cm3）。如果是计算接触线冰负载时，上式中的d则为接触线的平均直径d（AB）/2，且接触线的覆冰厚度折算为承力索覆冰厚度的一般，即bjb/2,7,风负载风负载时指风作用到线索和支柱上的压力，又称风压。线索上的风负载可由下式决定：式中 线索所受的风载； 风速不均匀系数；K风载体形系数；d线索直径，接触线取平均直径（mm）；L跨进中线索的长度（m）； 风向与线索的夹角；V最大风速（m/s）。,8,上式表示在一个跨距内线索所承受的风负载。在计算时，总是取线索受风影响最大的情况，即风向与线索垂直，则 1。为了计算方便，取L1m，则线索单位长度的风负载由下式求出：式中 线索单位长度的风负载（N

6、/m）其余符号同前对于支柱所承受的风负载可由下式求得式中 支柱承受的风载（N）； F支柱迎风面的面积（m2）。,9,合成负载由于线索同时承受垂直负载和水平负载，因此还应确定两者的合成负载，合成负载系上述两负载的几何相加。当最大风速时，承力索的合成负载由下式求得：覆冰时，承力索的合成负载由下式求得：链形悬挂无冰无风时，其合成负载为链形悬挂的自重负载，以q0表示合成负载对铅垂线间的夹角由下式计算：,10,二、 锚段长度的确定 接触网每个锚段包括若干个跨距。在确定锚段长度时，要考虑发生事故的影响范围；当温度变化时，因线索伸缩引起吊弦、定位器及腕臂的偏斜不超过允许值；下锚处补偿坠砣应有足够的上下移动空

7、间；要保证在极限温度下，中心锚结处和补偿器端线索张力差不超过规定值。由于线索顺线路的热胀冷缩移动，使每一根吊弦、定位器和腕臂固定点处，因偏斜而对线索产生分力作用出现张力差。对于半补偿链形悬挂设计规定其张力差不超过接触线额定张力的15%；全补偿链形悬挂，除满足接触线张力差外，要求承力索张力差不超过承力索额定张力的10%。,11,锚段长度一般采用两种方法确定，经验取值法和计算法，经验取值可根据铁道部颁发的“铁路工程技术规范”中经验值表确定。计算法则通过对线索张力差的计算，确定锚段长度。轨道交通一般在全补偿和半补偿悬挂时锚段长度为1500m左右。,12,三、支柱负载计算及容量选择1. 支柱负载的确定

8、支柱的负载：支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。支柱负载计算目的：根据计算结果来选择适当容量的支柱。支柱的最大弯矩，除了与支柱所在的位置、支柱类型、接触悬挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外，还与计算气象条件有直接关系。最大弯矩可能出现在最大风速、最大附加负载（覆冰）或最低温度的时候。一般来说，支柱的最大计算弯矩多发生在最大风速及最大冰负载时。,13,2. 支柱负载计算 （1）垂直负载悬挂结构自重负载悬挂结构包括支持装置、定位装置、绝缘部件及其他相应悬挂零件的重量，在覆冰时，还应包括冰重。链形悬挂的自重链形悬挂包括承力索及接触线的重量；在覆冰时，还应包括覆冰负载，即

9、： 式中： 悬挂数目 链形悬挂单位长度自重负载（kNm） 链形悬挂单位长度覆冰负载（kNm） 跨距长度（m）,14,（2）水平负载支柱本身的风负载支柱的风负载由下式决定，即： 式中，F为支柱受风面积；K为体形系数，它与支柱的形状有关。,15,线索传给支柱的风负载线索传给支柱的风负载包括：a接触线的风负载b承力索的风负载c附加导线（地线、馈线等）的风负载线索传给支柱的风负载由下式决定：式中， 为跨距长度，其实际长度为支柱所在两侧跨距长度之半，即 为简化计算，在直线区段取跨距最大值，在曲线区段取最大跨距允许值，而系数分别见表6-3和表6-4。,16,曲线形成的水平分力 图6-2 曲线区段线索的布置

10、线索在曲线区段布置时呈折线形状。在支柱点处因线索改变方向而产生指向曲线内侧的水平分力，通常简称为曲线水平力（或曲线力）。,a,17,根据图6-2可得 AOB与ACD相似，即所以因曲线形成的水平分力为 当支柱两侧跨距值不相等时，则,18,之字值形成的水平分力,图6-3 接触线的之字力,19,接触线在直线区段时是之字形布置，因而产生水平分力，简称之字力，从图6-3可知，接触线和线路轴心线的夹角很小，所以而在支柱两侧的跨距，均以最大跨距考虑，对支柱形成的之字力为,20,3. 支柱容量选择校验计算法：即首先从标准支柱类型中选用一种，计算该柱上各力的大小，找出诸力对支柱地面中点处的力臂，求出力矩，合力矩

11、之和即为所计算的支柱负载。用该值与予选的支柱容量比较，当大于原选支柱容量时，原计算结果无效，应重选。当小于原选支柱容量时，则原计算有效，计算结果满足条件。,21,6.3 接触网初步设计一、接触网设计阶段包括初步设计、技术设计和施工设计。二、接触网初步设计1. 线路车站概况2. 气象条件.接触网架设范围；.接触网悬挂类型。.线材规格和张力,22,.技术数据（1）导线高度及允许车辆装载高度；（2）结构高度；（3）跨距长度；（4）锚段长度；（5）侧面限界；（6）绝缘距离；.支持装置及支柱、绝缘子的采用.供电分段的原则.防护措施（1）接地方式；（2）防雷保护；（3）支柱防护。,23,.行政区划分及定员

12、（1）工区位置、定员及管辖范围；（2）交通工具。.存在的问题.概算资料,24,三、接触网技术设计.技术设计内容包括：（）初步设计审批意见执行情况；（）主要设备选型；（）特殊设计的技术原则； （）存在的问题。.报表包括：主要设备表；主要材料表；主要工程数量表；图纸目录。.附图包括：供电分段示意图；站场接触网支柱布置图；复杂或较长独立的供电线、回流线、捷接线支柱布置图。隧道内悬挂示意图；典型支柱安装示意图。,25,四、接触网施工设计.具体内容包括：（）技术设计审批意见执行情况。（）必要的设计说明。（）施工注意事项。.附件包括：工程数量表设备表主要材料表采用的标准图，通用图目录；图纸目录。,26,.图纸包括：站场接触网平面布置图；区间接触网平面布置图；隧道内悬挂平面布置图；供电线、回流线、捷接线、正馈线、保护线平